(57)【要約】【課題】ボールボンディングを行なう際に初期の合金化率を高める。【解決手段】ボンディングパッド１０には、凹部３０が設けられている。ボンディングパッド１０及び凹部３０は、略円形に形成されている。凹部３０は、配線層２４に向かうに従って面積が狭まるように傾斜した側面３０ａを有している。ワイヤ５４は、ボール５４ａの直径が凹部３０の直径と同じか又はわずかに大きくなるワイヤ径のものが選定される。この状態でボンディングを行なうと、ボール５４ａの外周付近が凹部３０の側面３０ａと接触し、熱や超音波振動が外周付近にも正確に伝わるようになる。これにより、接合界面の全域に亘って正常なＡｕ−Ａｌ合金層５４ｂが形成される。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤの先端にボールを形成し、前記ボールをボンディングパッドに圧着させることにより、デバイスが形成された半導体チップと外部接続部材とを結線するボールボンディング処理を行なう半導体装置の製造方法において、
前記ボンディングパッドに凹部を形成し、
前記ボールの直径が前記凹部の大きさと同じ又は前記凹部の大きさよりもわずかに大きくなるように前記ボールボンディング処理を行なうことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記凹部を略円形に形成し、
前記ボールの直径が、前記凹部の直径の１００〜１１０％になるように前記ボールボンディング処理を行なうことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記凹部を多角形状に形成し、
前記ボールの直径が、前記凹部の内接円の直径の１００〜１１０％になるように前記ボールボンディング処理を行なうことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記凹部が、テーパ状に形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記半導体チップは、内部の配線を行なう配線層と、前記配線層の所定の位置を露呈させるコンタクト開口が設けられた絶縁層とを有しており、
前記ボンディングパッドは、前記絶縁層の上に設けられるととともに、前記コンタクト開口を介して前記配線層と接触し、前記配線層と前記絶縁層との段差によって前記凹部が形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記コンタクト開口は、前記配線層に向かうに従って面積を狭めるテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項５記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記コンタクト開口のテーパは、異方性のエッチングによって前記絶縁層にテーパのない開口を形成した後、等方性のエッチングによって前記開口の角部を削ることによって形成されることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記コンタクト開口のテーパは、異方性のエッチングによって前記絶縁層にテーパのない開口を形成した後、前記開口を埋めるように前記絶縁層の上に材料膜を積層し、前記材料膜をエッチバックすることによって形成されることを特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールボンディング処理を行なう半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の製造において、ワイヤの先端を溶融させてボールを形成し、このボールを熱や超音波振動などによってボンディングパッドに圧着させることにより、ボンディングパッドとリードなどの外部接続端子とを結線する、ボールボンディングが知られている。ボールボンディングのワイヤには、耐腐食性に優れ、低抵抗であることから、一般にＡｕ系の材料が用いられている。一方、ボンディングパッドには、コスト面や内部配線層との接触性の観点などからＡｌ系の材料が好ましく用いられている。
【０００３】
Ａｕ系材料とＡｌ系材料とを接合させた場合、その接合界面において正常な合金の他に、パープルプレーグと呼ばれる脆弱な合金が生成されることが知られている。パープルプレーグは、２００度程度の環境下で拡散し、正常な合金を浸食する。その結果、パープルプレーグは、接合界面にカーケンドールボイドと呼ばれるギャップを生じさせ、ボンディングワイヤの接着性を低下させたり、流せる電流を低下させたりしてしまう。
【０００４】
これを防止するため、特許文献１記載のボンディング構造では、Ａｌ系材料からなる接合層の下に、Ｔｉ／ＴｉＮからなるバリア層を形成し、このバリア層によってパープルプレーグの侵食を阻止するようにしている。
【特許文献１】特開２００２−０７６０５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ボールボンディングでは、平面状のボンディングパッドにボールを圧着させるため、略円形の接合界面が形成される。ボールは、中心部分からボンディングパッドに接触し、潰れながら徐々に外周部分を接触させていく。このため、接合界面の外周付近では、熱や超音波振動などが伝わり難く、ＡｕとＡｌとが正常に合金化しにくいという問題がある。接合界面における初期の合金化率が低いと、パープルプレーグの侵食が進みやすく、これによるボンディング不良を早めてしまうことになるが、特許文献１では、この問題について何ら考慮がなされていない。また、特許文献１記載のボンディングパッド構造では、バリア層を形成する分だけ工程が増えるため、時間及びコストがより多く必要になるという問題も生じさせてしまう。
【０００６】
本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、簡易な構成で初期の合金化率を高めることができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するため、ワイヤの先端にボールを形成し、前記ボールをボンディングパッドに圧着させることにより、デバイスが形成された半導体チップと外部接続部材とを結線するボールボンディング処理を行なう本発明の半導体装置の製造方法は、前記ボンディングパッドに凹部を形成し、前記ボールの直径が前記凹部の大きさと同じ又は前記凹部の大きさよりもわずかに大きくなるように前記ボールボンディング処理を行なうことを特徴とする。
【０００８】
なお、前記凹部を略円形に形成し、前記ボールの直径が、前記凹部の直径の１００〜１１０％になるように前記ボンディング処理を行うことが好ましい。また、前記凹部を多角形状に形成し、前記ボールの直径が、前記凹部の内接円の直径の１００〜１１０％になるように前記ボールボンディング処理を行うようにしてもよい。さらに、前記凹部は、テーパ状に形成されていることが好ましい。
【０００９】
なお、前記半導体チップは、内部の配線を行なう配線層と、前記配線層の所定の位置を露呈させるコンタクト開口が設けられた絶縁層とを有しており、前記ボンディングパッドは、前記絶縁層の上に設けられるとともに、前記コンタクト開口を介して前記配線層と接触し、前記配線層と前記絶縁層との段差によって前記凹部が形成されることが好ましい。
【００１０】
また、前記コンタクト開口は、前記配線層に向かうに従って面積を狭めるテーパ状に形成されていることが好ましい。さらに、前記コンタクト開口のテーパは、異方性のエッチングによって前記絶縁層にテーパのない開口を形成した後、等方性のエッチングによって前記開口の角部を削ることによって形成されることが好ましい。なお、前記コンタクト開口のテーパは、異方性のエッチングによって前記絶縁層にテーパのない開口を形成した後、前記開口を埋めるように前記絶縁層の上に材料膜を積層し、前記材料膜をエッチバックすることによって形成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の半導体装置の製造方法では、ボンディングパッドに凹部を形成し、ボールの直径が凹部の大きさと同じ又は凹部の大きさよりもわずかに大きくなるようにボールボンディングを行なうようにした。これにより、凹部の縁や側面などにボールの外周付近が接触しやすくなるので、外周付近にも熱や超音波振動が正確に伝わり、初期の合金化率を高めることができる。
【００１２】
また、コンタクト開口によって生じる配線層と絶縁層との段差を利用することで、工程を増やすことなく凹部を形成することができるので、製造時間やコストの増加を招く心配もない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１は、ＦＬＧＡ（Fine pitch Land Grid Array）でパッケージングされた固体撮像装置（半導体装置）２の構成を概略的に示す外観斜視図である。固体撮像装置２は、略矩形状に形成されたインタポーザ（外部接続部材）３と、イメージセンサ（デバイス）４ａが形成された半導体チップ４と、インタポーザ３と半導体チップ４とを電気的に接続する複数本のボンディングワイヤ５と、イメージセンサ４ａの受光面を囲むように半導体チップ４の上に取り付けられた枠状のスペーサ６と、このスペーサ６の上に取り付けられたカバーガラス７と、このカバーガラス７の外周を封止する封止用樹脂８とからなる。
【００１４】
半導体チップ４には、イメージセンサ４ａの入出力端子である複数のボンディングパッド１０が設けられている。各ボンディングパッド１０は、半導体チップ４の表面に略円形に形成されている。また、インタポーザ３の表面には、各ボンディングパッド１０のそれぞれに対応した複数のボンディングパッド１２が設けられている。各ボンディングワイヤ５は、対応する各ボンディングパッド１０、１２を結線し、インタポーザ３と半導体チップ４とを電気的に接続する。なお、各ボンディングパッド１０、１２には、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などが用いられる。また、ボンディングワイヤ５には、例えば、金や金合金などが用いられる。
【００１５】
インタポーザ３は、ガラスエポキシなどによって成形された基板である。インタポーザ３の裏面には、各ボンディングパッド１２のそれぞれに対応した端子（図示は省略）が設けられており、これらの各端子を介して固体撮像装置２がプリント配線板などに実装される。
【００１６】
イメージセンサ４ａは、例えば、マトリクス状に配列された複数の受光素子と、これらの受光素子に蓄積された電荷を水平及び垂直方向に搬送する電荷結合素子とからなるＣＣＤイメージセンサであり、各受光素子の上には、ＲＧＢのカラーフィルタやマイクロレンズなどが積層されている。
【００１７】
スペーサ６は、中央に開口を有するロ字形状をなしており、イメージセンサ４ａの受光面を囲むように半導体チップ４の表面に接着剤で接合されている。スペーサ６は、カバーガラス７を半導体チップ４の表面から浮かせ、例えば、カバーガラス７が干渉してマイクロレンズの機能が損なわれることなどを防止する。なお、スペーサ６には、例えば、シリコンやステンレスなどの無機材料が用いられる。
【００１８】
カバーガラス７は、スペーサ６とともにイメージセンサ４ａの受光面を封止し、受光面を塵埃などから保護する。このカバーガラス７には、例えば、α線の放出が少ない低α線ガラスなどが用いられる。このように、カバーガラス７に低α線ガラスを用いることによって、α線による受光素子の破壊を防止することができる。なお、特定波長域の赤外線をカットして赤外光によるゴーストやかぶりを防止するＩＲカットフィルタや、偽色やモアレの発生を防ぐローパスフィルタなどを、カバーガラス７に積層するようにしてもよい。
【００１９】
図２は、ボンディングパッド１０部分の構成を概略的に説明する半導体チップ４の部分断面図である。半導体チップ４の最下層には、受光素子や電荷結合素子などが形成されたシリコン基板２０が設けられている。シリコン基板２０の上には、その全面に亘って第１層間絶縁膜２２が設けられている。この第１層間絶縁膜２２の上には、半導体チップ４内の配線を行なう配線層２４が設けられている。なお、シリコン基板２０と配線層２４とを絶縁する第１層間絶縁膜２２には、例えば、酸化シリコンなどが用いられる。また、配線層２４には、例えば、アルミニウムやポリシリコンなどが用いられる。
【００２０】
第１層間絶縁膜２２及び配線層２４の上には、ＰＳＧ（フォスフォシリケートガラス）やＢＰＳＧ（ボロフォスフォシリケートガラス）などによる第２層間絶縁膜（絶縁層）２６が設けられている。この第２層間絶縁膜２６には、配線層２４を露呈させるためのコンタクト開口２８が形成されている。コンタクト開口２８は、例えば、エッチングなどによって配線層２４上の所定の位置に形成される。
【００２１】
第２層間絶縁膜２６上のコンタクト開口２８に対応する箇所には、ボンディングパッド１０が設けられている。ボンディングパッド１０は、配線層２４と第２層間絶縁膜２６との段差に応じた凹部３０を有しており、コンタクト開口２８を介して配線層２４と接触している。これにより、ボンディングパッド１０は、配線層２４の所定の位置にアクセスする電極となる。
【００２２】
コンタクト開口２８、及び凹部３０は、ボンディングパッド１０と同様に円形に形成されている。また、凹部３０は、テーパ状に形成されており、配線層２４に向かうに従って面積が狭まるように傾斜した側面３０ａを有している。
【００２３】
半導体チップ４の最上層には、ボンディングパッド１０、及びイメージセンサ４ａの受光面の部分を除いて、第２層間絶縁膜２６などを保護する保護膜３２が設けられている。なお、保護膜３２には、例えば、二酸化珪素や窒化シリコンなどが用いられる。
【００２４】
図３は、ボンディングワイヤ５の結線を行なうボンディング装置４０の構成を概略的に示す説明図である。ボンディング装置４０は、キャピラリ４２、クランパ４４、移動機構４６、超音波発信機４８、トーチ電極５０、及びこれらの各部を統括的に制御するコントローラ５２を備えている。キャピラリ４２は、下端がすぼめられた円柱状をなしており、その軸方向の中心には貫通孔が設けられている。キャピラリ４２の貫通孔には、ワイヤ５４が挿通される。ワイヤ５４は、ボンディングワイヤ５の元となるものであり、図示を省略したスプールから引き出されてキャピラリ４２の貫通孔に挿通される。
【００２５】
クランパ４４は、コントローラ５２からの指示に応じて、ワイヤ５４をクランプする閉じ位置とクランプを解除する開き位置との間で移動する。コントローラ５２は、例えば、ワイヤ５４を引き出す際にクランパ４４を開き位置に移動させ、ワイヤ５４を切断する際にクランパ４４を閉じ位置に移動させる。移動機構４６は、コントローラ５２の制御の下、キャピラリ４２とクランパ４４とを前後左右上下の３方向に移動させ、キャピラリ４２の先端を任意のボンディング対象（ボンディングパッド１０、１２など）にアクセスさせる。なお、移動機構４６には、例えば、カムやギア、モータなどからなる周知の機構を用いればよい。
【００２６】
超音波発信機４８は、コントローラ５２からの指示に応じて超音波振動を生じさせ、その超音波振動をキャピラリ４２に伝達する。トーチ電極５０は、コントローラ５２からの指示に応じて高圧放電を生じさせ、その放電によってワイヤ５４の先端にボールを形成する。
【００２７】
また、ボンディング装置４０は、ボンディング対象となる半導体装置をセットするためのボンディングステージ５６を備えている。ボンディングステージ５６には、ヒータ５８と保持機構（図示は省略）とが設けられている。保持機構は、ボンディングステージ５６にセットされた半導体装置を保持する保持位置と保持を解除した解除位置との間で移動自在に構成されている。なお、保持機構の保持位置と解除位置との間の移動は、手動で行なうようにしてもよいし、モータやアクチュエータなどを用いた周知の機構によって自動で行なうようにしてもよい。
【００２８】
ヒータ５８は、ボンディングステージ５６にセットされた半導体装置を加熱し、ワイヤ５４の圧着を補助する。すなわち、ボンディング装置４０は、いわゆるサーモソニック方式のボールボンディングを行なうものであり、キャピラリ４２による加圧、ヒータ５８による加熱、及び超音波発信機４８による超音波振動によって、ワイヤ５４をボンディングパッド１０、１２などに圧着させる。
【００２９】
固体撮像装置２は、図４（ａ）に示すように、半導体チップ４がインタポーザ３の上に固着された状態で、ボンディング装置４０のボンディングステージ５６にセットされる。ボンディング装置４０は、保持位置に移動した保持機構によってボンディングステージ５６にセットされた固体撮像装置２が固定され、ユーザから開始指示が入力されたことに応じてボンディングを開始する。
【００３０】
ボンディングを開始したボンディング装置４０のコントローラ５２は、ヒータ５８を駆動して固体撮像装置２を加熱するとともに、トーチ電極５０に放電を指示し、図４（ａ）に示すように、ワイヤ５４の先端にボール５４ａを形成する。
【００３１】
ボール５４ａを形成したコントローラ５２は、移動機構４６を駆動し、図４（ｂ）に示すように、クランパ４４が開き位置にある状態でキャピラリ４２の先端を半導体チップ４のボンディングパッド１０にアクセスさせる。キャピラリ４２の先端をボンディングパッド１０にアクセスさせたコントローラ５２は、ボール５４ａをボンディングパッド１０に押し付けるとともに、超音波発信機４８に超音波振動を生じさせ、圧力と熱と超音波振動とによってボール５４ａをボンディングパッド１０に圧着させる。
【００３２】
ボール５４ａをボンディングパッド１０に圧着させたコントローラ５２は、移動機構４６を駆動し、図４（ｃ）に示すように、キャピラリ４２の先端をインタポーザ３のボンディングパッド１２にアクセスさせる。キャピラリ４２の先端をボンディングパッド１２にアクセスさせたコントローラ５２は、ワイヤ５４をボンディングパッド１２に押し付けながら超音波振動を印加し、ワイヤ５４をボンディングパッド１２に圧着させる。
【００３３】
ワイヤ５４をボンディングパッド１２に圧着させたコントローラ５２は、図４（ｄ）に示すように、クランパ４４を閉じ位置にした状態で、キャピラリ４２とクランパ４４とを上方に移動させる。これにより、ボンディングパッド１２と圧着した部分でワイヤ５４が引きちぎられ、各ボンディングパッド１０、１２を結線するボンディングワイヤ５が形成される。
【００３４】
次に、図５に示すフローチャートを参照しながら、固体撮像装置２の製造工程について説明する。固体撮像装置２の製造工程では、最初にカバーガラス７の基材となるガラス基板と、スペーサ６の基材となるスペーサ用ウエハとの接合が行なわれる。ガラス基板とスペーサ用ウエハとが接合されると、スペーサ用ウエハのエッチングが行なわれ、ガラス基板上に複数のスペーサ６が成形される。
【００３５】
スペーサ６の成形が完了すると、複数のイメージセンサ４ａが形成されたシリコンウエハとガラス基板とが接合され、シリコンウエハ上の各イメージセンサ４ａが各スペーサ６とガラス基板とによって封止される。ガラス基板とシリコンウエハとが接合されると、ダイシングが行なわれ、ガラス基板とシリコンウエハとが各イメージセンサ４ａ毎に個片化される。これにより、スペーサ６とカバーガラス７とが取り付けられた半導体チップ４が形成される。
【００３６】
形成された半導体チップ４は、例えば、ダイアタッチフィルムなどによってインタポーザ３上に固着される。固体撮像装置２は、インタポーザ３と半導体チップ４とが固着された状態で、ボンディング装置４０のボンディングステージ５６にセットされる。ボンディングステージ５６にセットされた固体撮像装置２は、保持位置に移動した保持機構によってボンディングステージ５６上に固定される。
【００３７】
ボンディング装置４０に固体撮像装置２がセットされると、ワイヤ５４の選定が行なわれる。ワイヤ５４は、図６（ａ）に示すように、トーチ電極５０によって形成されるボール５４ａの直径が、略円形に形成された凹部３０の直径と同じか又はわずかに大きくなるワイヤ径のものが選定される。選定されたワイヤ５４は、ボンディング装置４０のスプールにセットされる。
【００３８】
なお、ボール５４ａの直径を大きくし過ぎると、ボール５４ａがボンディングパッド１０からはみ出して保護膜３２などを損傷させてしまうことが懸念される。このため、ワイヤ５４は、ボール５４ａの直径が凹部３０の直径に対して１００〜１１０％となるように選定されることが好ましい。また、各直径の大きさは、相対的なものであるので、上述のように凹部３０の直径に合わせてワイヤ５４を選定するようにしてもよいし、使用したいワイヤ５４のワイヤ径に合わせて凹部３０を形成するようにしてもよい。
【００３９】
ワイヤ５４がセットされたボンディング装置４０は、ユーザからの開始指示に応じてボンディングを開始し、前述のように（図４参照）固体撮像装置２の各ボンディングパッド１０、１２を結線する。この際、凹部３０の直径と同じ又は凹部３０の直径よりもわずかに大きくなるように形成されたボール５４ａは、図６（ｂ）に示すように、その外周付近を凹部３０の側面３０ａなどに接触させる。ボール５４ａの外周付近が側面３０ａに接触すると、超音波発信機４８による超音波振動やヒータ５８による熱がボール５４ａの外周付近にも正確に伝わるようになる。これにより、図６（ｃ）に示すように、ボール５４ａとボンディングパッド１０との接合界面の全域に亘って正常なＡｕ−Ａｌ合金層５４ｂが形成される。
【００４０】
このように、初期状態において高い合金化率のＡｕ−Ａｌ合金層５４ｂが形成されると、パープルプレーグの侵食が進み難くなるので、信頼性の高い良好な接合を得ることができる。また、本例では、コンタクト開口２８によって生じる配線層２４と第２層間絶縁膜２６との段差を利用して凹部３０を形成するようにしたので、特別な工程を必要とせず、製造時間やコストの増加を招く心配がない。
【００４１】
ボンディングが完了すると、インタポーザ３と半導体チップ４とにペースト状の封止用樹脂８が塗布される。ペースト状の封止用樹脂８は、高温で加熱することによって硬化する。これにより、ボンディングワイヤ５などが保護され、個体撮像装置２が完成する。
【００４２】
なお、固体撮像装置２の製造工程は、上記に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、個々のインタポーザ３に個片化された半導体チップ４を固着するようにしているが、複数のインタポーザ３が形成された集合配線板に半導体チップ４を固着させ、ボンディングと封止用樹脂８の塗布とを行なった後に、各インタポーザ３毎に集合配線板をダイシングし、複数の固体撮像装置２を同時に製造するようにしてもよい。
【００４３】
また、上記実施形態の半導体チップ４では、ボンディングパッド１０にボール５４ａを押し付けた際に、コンタクト開口２８の角部に力が集中し、第２層間絶縁膜２６に亀裂などを生じさせてしまうことが懸念される。このような不具合を防止するためには、図７に示す半導体チップ８０のように構成することが好ましい。なお、上記実施形態と機能・構成上同一のものについては、同符号を付し、詳細な説明を省略する。
【００４４】
半導体チップ８０の第２層間絶縁膜２６には、ボンディングパッド１０を配線層２４に接触させるためのコンタクト開口８２が設けられている。コンタクト開口８２は、ボンディングパッド１０の形状に合わせて略円形に形成されている。また、このコンタクト開口８２は、配線層２４に向かうに従って面積を狭めるテーパ状に形成されている。
【００４５】
コンタクト開口８２は、例えば、以下の手順によって形成される。まず、図８（ａ）に示すように、第１層間絶縁膜２２と配線層２４との上に、第２層間絶縁膜２６を製膜する。第２層間絶縁膜２６を製膜した後、図８（ｂ）に示すように、反応性イオンエッチングなどの異方性のエッチングによってテーパのないコンタクト開口８２ａを形成する。この後、プラズマエッチングなどの等方性のエッチングによってコンタクト開口８２ａの角部を削る。これにより、図８（ｃ）に示すように、テーパ付きのコンタクト開口８２が形成される。
【００４６】
このように形成されたコンタクト開口８２では、ボンディングの際に加えられる力を角部に集中させることなく、面で受けることができるので、第２層間絶縁膜２６に亀裂などが生じることを防止することができる。
【００４７】
また、第２層間絶縁膜２６にテーパ付きのコンタクト開口８２を形成することに限らず、図９に示す半導体チップ９０のように、テーパ部を別の部材で成形するようにしてもよい。半導体チップ９０の第２層間絶縁膜２６には、略円形の開口９２が形成されている。開口９２の内側には、略三角形の断面を有するリング状のテーパ部材９４（いわゆる、サイドウォール）が設けられており、このテーパ部材９４によってテーパ付きのコンタクト開口９４ａが形成されている。
【００４８】
テーパ部材９４は、例えば、以下の手順によって形成される。まず、第１層間絶縁膜２２と配線層２４との上に第２層間絶縁膜２６を製膜（図８（ａ）参照）し、図１０（ａ）に示すように、反応性イオンエッチングなどの異方性のエッチングによってテーパのない開口９２を第２層間絶縁膜２６に形成する。開口９２を形成した後、図１０（ｂ）に示すように、配線層２４と第２層間絶縁膜２６との上に、テーパ部材９４の元となるタングステン膜（材料膜）９６を積層する。この後、反応性イオンエッチングなどによってタングステン膜９６にエッチバック加工を施す。これにより、配線層２４と第２層間絶縁膜２６との角部にタングステンが残り、図１０（ｃ）に示すように、テーパ部材９４が形成される。なお、テーパ部材９４の材料は、タングステンに限ることなく、エッチバック加工が可能な如何なる材料であってもよい。
【００４９】
このように、別部材で形成したコンタクト開口９４ａであっても、上述のコンタクト開口８２と同様に、第２層間絶縁膜２６に亀裂などが生じることを防止することができる。なお、コンタクト開口８２、９４ａに形成されるテーパは、図示のように直線的な傾斜面であってもよいし、曲面であってもよい。
【００５０】
なお、上記各実施形態では、テーパ状の側面３０ａを有する凹部３０を示したが、凹部３０の形状は、これに限ることなく、例えば、半円球状や円柱状（テーパがない形状）に形成するようにしてもよい。但し、上記各実施形態で示すように、凹部３０をテーパ状に形成することにより、球面であるボール５４ａに対してより接触性を向上させることができる。
【００５１】
また、上記各実施形態では、ボンディングパッド１０と凹部３０とを略円形に形成しているが、ボール５４ａとの接触性に関わる部分は、凹部３０のみであるので、例えば、ボンディングパッド１０を多角形状に形成し、凹部３０のみを略円形に形成するようにしてもよい。
【００５２】
さらには、図１１に示すように、四角形状のボンディングパッド１００と凹部１０２とを形成し、ボール５４ａの直径が、凹部１０２の内接円１０４の直径の１００〜１１０％となるようにボンディングを行なうようにしてもよい。このように構成されたボンディングパッド１００であっても、ボール５４ａの外周付近の一部が凹部１０２の側面や縁などに接触するので、合金化率の向上を望むことができる。なお、凹部は、図１１に示すように多角形状であってもよいが、ボール５４ａとの接触性を考慮すると円形に形成することが最適である。
【００５３】
なお、上記各実施形態では、半導体チップ４のボンディングパッド１０に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限ることなく、例えば、インタポーザ３のボンディングパッド１２に適用してもよい。また、上記各実施形態では、ＦＬＧＡ方式の固体撮像装置２に本発明を適用した例を示したが、本発明はこれに限ることなく、例えば、ＤＩＰやＱＦＮなどの他のパッケージング方式が用いられた固体撮像装置に適用してもよい。さらには、固体撮像装置に限ることなく、ボールボンディングを行なう他の如何なる半導体装置に本発明を適用してもよい。なお、ＤＩＰやＱＦＮ方式の半導体装置に本発明を適用する際には、リードフレームを請求項記載の外部接続部材とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】固体撮像装置の構成を概略的に示す外観斜視図である。
【図２】ボンディングパッド部分の構成を概略的に説明する半導体チップの部分断面図である。
【図３】ボンディング装置の構成を概略的に示す説明図である。
【図４】ボンディングの手順を示す説明図である。
【図５】固体撮像装置の製造工程を概略的に示すフローチャートである。
【図６】ボールの圧着状態を示す説明図である。
【図７】コンタクト開口をテーパ状にした半導体チップの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図８】テーパ状のコンタクト開口の形成手順を概略的に示す説明図である。
【図９】テーパ部材を設けた半導体チップの構成を概略的に示す部分断面図である。
【図１０】テーパ部材の形成手順を概略的に示す説明図である。
【図１１】凹部を多角形状にした例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５５】
２  固体撮像装置（半導体装置）
３  インタポーザ（外部接続部材）
４、８０、９０  半導体チップ
４ａ  イメージセンサ（デバイス）
１０、１００  ボンディングパッド
２４  配線層
２６  第２層間絶縁膜（絶縁層）
２８、８２、９４ａ  コンタクト開口
３０、１０２  凹部
５４  ワイヤ
５４ａ  ボール
９４  テーパ部材
９６  タングステン膜（材料膜）
１０４  内接円
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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