(57)【要約】【課題】電源配線に配線層を増やすことなく、電源機能の強化を実現できるようにする。【解決手段】半導体装置は、複数の半導体素子が形成された半導体基板１と、該半導体基板１の上に第１の層間絶縁膜２を介在させて形成され、電源電位が印加される第１の配線パターン４ａと、少なくとも第１の配線パターン４ａの上に第３の層間絶縁膜５を介在させて形成された第２の配線パターン６ａとを有している。第２の配線パターン６ａは、第１の配線パターン４ａの上における第３の層間絶縁膜５に形成されたコンタクトホール５ａから露出する領域に等方的に成長するように形成されている。【選択図】図１
2009130312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の半導体素子が形成された半導体基板と、
前記半導体基板の上に第１の絶縁膜を介在させて形成され、電源電位が印加されると共に前記第１の絶縁膜の上を縦横に延びる配線パターンを含む第１の配線層と、
前記第１の配線層の上に形成され、前記第１の配線層を露出する複数の開口部を有する第２の絶縁膜と、
前記第１の配線層の上に、前記各開口部からの露出部分から等方的に成長するように形成された第２の配線層とを備えていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記第２の配線層は、無電解めっき法により形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記第２の配線層は、前記第１の配線層の直線状部分において複数に分割されて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記第２の配線層は、前記第１の配線層における基板面に平行な面内の屈曲部の上にも形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記第２の配線層は、前記第１の配線層における直線状部分の上にのみ形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記第２の配線層の厚さは、前記第１の配線層の厚さよりも厚いことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記第２の絶縁膜に形成された前記開口部の幅は、前記第１の配線層における配線幅よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記第２の絶縁膜に形成された前記開口部は、前記第１の配線層における配線部分の一方の側部から外側にずれて形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記第２の配線層における少なくとも１つの配線は、前記第１の配線層における互いに隣り合う配線同士を電気的に接続していることを特徴とする請求項１、２、７及び８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記第２の配線層における少なくとも１つの配線は、前記第１の配線層における配線同士を、該配線の電位とは異なる電位が印加された他の配線を跨いで接続されていることを特徴とする請求項１、２、７及び８のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記第１の配線層は、前記第２の配線層の裏打ち配線であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記第１の配線層と前記第２の配線層とは、互いに交差することを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記第２の配線層は、第１の金属膜からなることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記第１の金属膜は、ニッケル又はアルミニウムを主成分とする金属からなることを特徴とする請求項１３に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記第２の配線層は、
前記第１配線層の上に等方的に成長してなる下部配線層と、
前記下部配線層の上に等方的に成長した第２の金属膜からなる上部配線層とにより構成されていることを特徴とする請求項１３又は１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記第１の金属膜はアルミニウムを主成分とする金属からなり、前記第２の金属膜はニッケルを主成分とする金属からなることを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記第１の配線層及び第２の配線層は、その一部がパッド部を構成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記パッド部を構成する第２の配線層の平面積は、前記パッド部を構成する第１の配線層の平面積よりも大きく、且つ、前記開口部の開口面積は、前記パッド部を構成する第２の配線層の平面積よりも大きいことを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記複数の開口部のうちの一部は、前記パッド部を構成する第１の配線層の側部から外側にずれて形成されており、
前記複数の開口部のうちの残部は、前記パッド部を構成する第１の配線層の内側の領域上に形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記各開口部は、前記パッド部を構成する第１の配線層の内側の領域上にのみ形成されていることを特徴とする請求項１又は２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、パッド電極及び信号配線を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置の小型化等に対応するため、半導体チップ自体の表面と実装用の樹脂基板とを直接に接続するフリップチップ実装法がある。このとき、パッド電極には、例えばニッケル層及び金層としてめっきを形成し、形成されたパッド電極の上に半田ボールを形成して、半導体チップを樹脂基板と電気的に接続する実装法が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。ここでのめっき層は、その下層の配線とは異なるパターンを持つ配線として形成されている。
【０００３】
また、パッド電極の金属層に無電界めっきを用いる手法が、例えば特許文献２に記載されている。この文献では、接続部であるパッド電極のみが無電界めっきにより形成されている。
【０００４】
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に特許文献２に記載された従来の半導体装置を示す。図１７（ｂ）において、図示はしていないが、半導体基板１０１の上部及び上面には、トランジスタ等の半導体素子及び配線が形成されており、これら半導体素子及び配線は第１の層間絶縁膜１０２により覆われている。
【０００５】
図１７（ａ）及び図１７（ｂ）に示すように、第１の層間絶縁膜１０２の上には、それぞれの周囲が第２の層間絶縁膜１０３により埋め込まれた第１の配線層１０４が形成されており、該第１の配線層１０４は、配線部１０４ａとその周辺部に配置されたパッド部１０４ｂとから構成されている。
【０００６】
第１の配線層１０４を含む第２の層間絶縁膜１０３の上には、第３の層間絶縁膜１０５が形成されており、該第３の層間絶縁膜１０５における第１の配線層１０４の各パッド部１０４ｂの上側部分には、各パッド部１０４ｂの上面を露出するコンタクトホール（開口部）１０５ａがそれぞれ形成されている。
【０００７】
第３の層間絶縁膜１０５の各コンタクトホール１０５ａからは、無電界めっきによるアルミニウム層とニッケル層とからなるパッド電極１０６が形成されている。
【０００８】
また、図１７（ａ）に示すように、第１の配線層１０４のうち電源電位が印加される電源パッド１０６Ａと電気的に接続された配線パターンと、接地電位が印加される接地パッド１０６Ｂと電気的に接続された配線パターンとは、平面くし型状に形成されている。
【特許文献１】特開２００６−２０３２１５号公報
【特許文献２】特開２００３−２９７８６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記従来の半導体装置は、電源用の配線である第１の配線層１０４の配線部１０４ａに対して電源としての機能を強化しようとする場合に、第１の配線層１０４の配線部１０４ａを該第１の配線層１０４の上側又は下側に、いわゆる裏打ち層として新たな一層を設ける必要がある。このように、新たな裏打ち層を設けると、配線層が増加して工程数が増えるため、半導体装置の製造コストが高くなるという問題が生じる。
【００１０】
本発明は、前記従来の問題を解決し、配線層を増やすことなく、電源機能の強化を実現できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記の目的を達成するため、本発明は、半導体装置としてパッド電極に用いる金属層を電源配線の裏打ち層として用いる構成とする。
【００１２】
具体的に、本発明に係る半導体装置は、複数の半導体素子が形成された半導体基板と、半導体基板の上に第１の絶縁膜を介在させて形成され、電源電位が印加されると共に第１の絶縁膜の上を縦横に延びる配線パターンを含む第１の配線層と、第１の配線層の上に形成され、第１の配線層を露出する複数の開口部を有する第２の絶縁膜と、第１の配線層の上に、各開口部からの露出部分から等方的に成長するように形成された第２の配線層とを備えていることを特徴とする。
【００１３】
本発明の半導体装置によると、第２の配線層は、第１の配線層の上に第２の絶縁膜に形成された各開口部からの露出部分から等方的に成長するように形成されているため、第１の配線層の裏打ち配線を従来のパッド電極と同一の製造工程により形成できる。このため、裏打ち用の配線層を新たに設けることなく、電源機能を強化することができる。
【００１４】
本発明の半導体装置において、第２の配線層は、無電解めっき法により形成されていることが好ましい。
【００１５】
本発明の半導体装置において、第２の配線層は、第１の配線層の直線状部分において複数に分割されて形成されていることが好ましい。
【００１６】
本発明の半導体装置において、第２の配線層は、第１の配線層における基板面に平行な面内の屈曲部の上にも形成されていることが好ましい。
【００１７】
また、本発明の半導体装置において、第２の配線層は、第１の配線層における直線状部分の上にのみ形成されていることが好ましい。
【００１８】
本発明の半導体装置において、第２の配線層の厚さは、第１の配線層の厚さよりも厚いことが好ましい。
【００１９】
本発明の半導体装置において、第２の絶縁膜に形成された開口部の幅は第１の配線層における配線幅よりも大きいことが好ましい。
【００２０】
本発明の半導体装置において、第２の絶縁膜に形成された開口部は、第１の配線層における配線部分の一方の側部から外側にずれて形成されていることが好ましい。
【００２１】
本発明の半導体装置において、第２の配線層における少なくとも１つの配線は、第１の配線層における互いに隣り合う配線同士を電気的に接続していることが好ましい。
【００２２】
また、本発明の半導体装置において、第２の配線層における少なくとも１つの配線は、第１の配線層における配線同士を、該配線の電位とは異なる電位が印加された他の配線を跨いで接続されていることが好ましい。
【００２３】
本発明の半導体装置において、第１の配線層は、第２の配線層の裏打ち配線であることが好ましい。
【００２４】
本発明の半導体装置において、第１の配線層と第２の配線層とは、互いに交差することが好ましい。
【００２５】
本発明の半導体装置において、第２の配線層は、第１の金属膜からなることが好ましい。
【００２６】
この場合に、第１の金属膜はニッケル又はアルミニウムを主成分とする金属からなることが好ましい。
【００２７】
また、この場合に、第２の配線層は、第１配線層の上に等方的に成長してなる下部配線層と、下部配線層の上に等方的に成長した第２の金属膜からなる上部配線層とにより構成されていることが好ましい。
【００２８】
この場合に、第１の金属膜はアルミニウムを主成分とする金属からなり、第２の金属膜はニッケルを主成分とする金属からなることが好ましい。
【００２９】
本発明の半導体装置において、第１の配線層及び第２の配線層は、その一部がパッド部を構成していることが好ましい。
【００３０】
この場合に、パッド部を構成する第２の配線層の平面積はパッド部を構成する第１の配線層の平面積よりも大きく、且つ、開口部の開口面積はパッド部を構成する第２の配線層の平面積よりも大きいことが好ましい。
【００３１】
また、この場合に、複数の開口部のうちの一部はパッド部を構成する第１の配線層の側部から外側にずれて形成されており、複数の開口部のうちの残部はパッド部を構成する第１の配線層の内側の領域上に形成されていることが好ましい。
【００３２】
また、この場合に、各開口部はパッド部を構成する第１の配線層の内側の領域上にのみ形成されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００３３】
本発明に係る半導体装置によると、電源配線の配線層を増やすことなく、すなわち製造コストを増大することなく、パッド電極を構成する金属層を電源配線の裏打ち層に用いることにより、電源機能を強化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係る半導体装置について説明する。
【００３５】
図１（ａ）及び図１（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置であって、図１（ａ）は平面構成を示し、図１（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面構成を示している。また、図２及び図３には第１の実施形態に係る半導体装置の製造工程の一工程における平面構成及び断面構成を示している。なお、図１（ｂ）において、図示はしていないが、半導体基板１の上部及び上面には、トランジスタ等の複数の半導体素子及びそれらを互いに接続する複数の配線層（多層配線）が形成されており、これら半導体素子及び配線層は第１の層間絶縁膜２により覆われている。
【００３６】
図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、第１の層間絶縁膜２の上には、それぞれの周囲が第２の層間絶縁膜３により平坦化して埋め込まれた第１の配線層４が形成されている。第１の配線層４は、半導体基板１の中央部分に配置された配線部１０と、該配線部１０の周囲に配置されたパッド部１１とに区画されている。ここで、第１の配線層４の配線部１０に属する領域を第１の配線パターン４ａと呼び、第１の配線層４のパッド部１１に属する領域を第１のパッドパターン４ｂと呼ぶ。なお、第１の配線４は、図示はしていないが、第１の層間絶縁膜２に形成された多層配線と電気的に接続されている。
【００３７】
第１の配線層４を含む第２の層間絶縁膜３の上には、第３の層間絶縁膜５が形成されており、該第３の層間絶縁膜５における第１の配線層４の上側部分には、該第１の配線層４を選択的に露出する複数のコンタクトホール（開口部）５ａがそれぞれ形成されている。
【００３８】
第３の層間絶縁膜５の各コンタクトホール５ａからは、無電界めっきにより等方的に成長したニッケル（Ｎｉ）層と金（Ａｕ）層とからなる第２の配線層６が形成されている。ここで、第２の配線層６の配線部１０に属する部分を第２の配線パターン６ａと呼び、第２の配線層６のパッド部１１に属する部分を第２のパッドパターン６ｂと呼ぶ。
【００３９】
また、図２（ａ）に示すように、第１の配線層４のうち電源電位が印加される電源パッド６ｂ１と電気的に接続された第１の配線パターン４ａ、及び接地電位が印加される接地パッド６ｂ２と電気的に接続された第１の配線パターン４ａは、互いにくし型状に入り組んで形成されている。
【００４０】
以下、図２及び図３を用いて製造方法の具体例を説明する。
【００４１】
まず、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、第１の層間絶縁膜２の上に、例えば厚さが９５０ｎｍのＦＳＧ（フッ素添加シリケートグラス）と、厚さが４５０ｎｍのＴＥＯＳ（Tetra-Ethyl-Ortho-Silicate）とを順次積層して第２の層間絶縁膜３を成膜する。その後、成膜された第２の層間絶縁膜３に対して、リソグラフィ法により、第１の配線層４の形成領域を開口パターンに持つレジストパターン（図示せず）を形成し、形成したレジストパターンを用いたエッチングを行って、第２の層間絶縁膜３に第１の配線層形成領域となる複数の開口部３ａを形成する。続いて、スパッタ法により、例えば銅（Ｃｕ）又は銅（Ｃｕ）を主成分とする金属膜を各開口部３ａに充填し、その後、化学機械研磨（ＣＭＰ）法により、第２の層間絶縁膜３と共に金属膜の上面を平坦化して、金属膜から第１の配線層４を形成する。ここで、第１の配線層４には、銅の拡散防止用に、第２の層間絶縁膜３の各開口部３ａの底面及び壁面上に、窒化タンタル（ＴａＮ）からなるバリア膜を設けてもよい。なお、第２の層間絶縁膜３には、ＦＳＧ及びＴＥＯＳの両方を必ずしも用いる必要はなく、いずれか一方のみを用いてもよい。
【００４２】
次に、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１の配線層４を含む第２の層間絶縁膜３の上に、例えば厚さが２５０ｎｍの窒化シリコン（ＳｉＮ）と、厚さが２５０ｎｍのＴＥＯＳとを順次積層して第３の層間絶縁膜５を成膜する。ここでも、第３の層間絶縁膜５には、ＳｉＮ及びＴＥＯＳの両方を必ずしも用いる必要はなく、いずれか一方のみを用いてもよい。続いて、リソグラフィ法及びエッチング法により、第３の層間絶縁膜５に対して、第１の配線層４の上面をそれぞれ露出する複数のコンタクトホール５ａを選択的に形成する。
【００４３】
その後は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、無電界めっき法により、第１の配線層４の上における第３の層間絶縁膜５の各コンタクトホール５ａから露出する領域に第２の配線層６をそれぞれ等方的に成長させる。具体的には、第１の配線層４の第１の配線パターン４ａの上には、第２の配線層６の第２の配線パターン６ａが形成され、第１の配線層４の第１のパッドパターン４ｂの上には、第２の配線層６の第２のパッドパターン６ｂが形成される。
【００４４】
第１の配線層４及び第２の配線層６の具体例として、第１の配線層４には、例えば厚さが１μｍ〜２μｍ程度の銅配線を用い、第２の配線層６には、厚さが２μｍ〜５μｍ程度のめっきによるニッケルと、その上に厚さが０．１μｍ以下のめっきによる金を用いる。但し、第２の配線層６は第１の配線層４よりも厚く形成する。
【００４５】
本発明の第１の実施形態においては、第２の配線層６を構成する第２の配線パターン６ａは、第１の配線層４を構成する第１の配線パターン４ａの裏打ち層となるため、電源配線の抵抗を大幅に低減することができる。ニッケルの抵抗は銅の抵抗よりも大きいものの、ニッケルの膜厚を十分に厚くすることにより、電源強化の効果を十分に得ることができる。
【００４６】
また、ニッケル層と金層との間にパラジウム（Ｐｄ）層をめっきすることにより、第２のパッドパターン６ｂへワイヤボンドを行う際に、ニッケルの拡散を抑制することが可能となる。
【００４７】
また、第２の配線層６を十分に厚くすることにより、例えばトランジスタが形成された半導体基板１への応力が緩和されるという効果が生じることから、これらのことも考慮して、第２の配線層６の厚さを設定するのがよい。
【００４８】
また、第１の実施形態においては、第２の配線層６を形成した後の工程については特に説明していないが、第２の配線層６の周囲に、酸化膜等の保護膜を形成したり、ポリイミド又はＰＢＯ（ポリベンゾオキサゾール）等の樹脂からなる保護膜を形成したりすることも可能である。
【００４９】
このように、第１の実施形態によると、半導体装置の配線部１０において、第１の配線層４の第１の配線パターン４ａを覆う第３の層間絶縁膜５に第１の配線パターン４ａの上面を選択的に露出する複数のコンタクトホール５ａを形成し、形成された各コンタクトホール５ａから第２の配線層６を構成する第２の配線パターン６ａを無電界めっき法により等方的に成長させて形成する。すなわち、第２の配線層６の第２のパッドパターン６ｂを形成する工程と同一の工程で、第２の配線層６の第２の配線パターン６ａを形成することにより、工程数を増加することなく、電源信号線の電気的な強化を図ることができる。これにより、第１の配線パターン４ａのみによる電源電圧の電圧降下を抑制することができる。
【００５０】
さらに、第３の層間絶縁膜５には、複数のコンタクトホール５ａを設けることから、第２の配線層６が複数に分割されるため、第２の配線層６による第３の層間絶縁膜５、ひいては第１の層間絶縁膜２及び半導体基板１に対する応力を緩和することができる。
【００５１】
また、第２の配線層６が複数に分割されることにより、例えば、後工程による樹脂からなる保護膜を形成する際に、該保護膜との密着性が向上するという効果もある。
【００５２】
なお、第１の実施形態においては、コンタクトホール５ａの平面形状を方形としているが、方形の４つの角部を各辺に対して４５°の角度で切り欠いて平面八角形状とすることにより、各コンタクトホール５ａの内部から成長する第２の配線層６を構成するめっき層からの第３の層間絶縁膜５等に対する応力を緩和することができるので好ましい。
【００５３】
以上説明したように、第１の実施形態においては、第２の配線層６の第２のパッドパターン６ｂによりパッド部１１を構成する際に、第２のパッドパターン６ｂと同一の形成方法、すなわち同一の工程により、第１の配線パターン４ａの裏打ち層として、第２の配線パターン６ｂを形成する。
【００５４】
（第１の実施形態の一変形例）
以下、本発明の第１の実施形態の一変形例に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図４は第１の実施形態の一変形例に係る半導体装置の断面構成を示している。図４において、図１（ｂ）に示す構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付すことにより説明を省略する。以下の各実施形態においても同様である。
【００５５】
図４に示すように、本変形例に係る半導体装置は、第１の配線層４と第２の配線層６との間に、アルミニウム（Ａｌ）めっきにより等方的に成長してなり、第２の配線層６の下部配線層としての第３の配線層８を形成している。ここでも、第３の配線層８における配線部１０に属する部分を第３の配線パターン８ａと呼び、パッド部１１に属する部分を第３のパッドパターン８ｂと呼ぶ。
【００５６】
ここで、第１の配線層４の周囲を埋め込む第２の層間絶縁膜３は、例えばＦＳＧ層とその上のＴＥＯＳ層との２層構造としている。また、第１の配線層４の上面を露出するコンタクトホール５ａを形成する第３の層間絶縁膜５は、例えばＳｉＮ層とその上のＴＥＯＳ層との２層構造としている。
【００５７】
なお、第３の層間絶縁膜５の上に形成され且つ第３の配線層８の周囲を埋め込む第４の層間絶縁膜７は第２の層間絶縁膜３と同一の構成である。また、第４の層間絶縁膜７の上に形成され且つ第３の配線層８の上面を露出する第５の層間絶縁膜９は第３の層間絶縁膜５と同一の構成である。
【００５８】
このように、銅を主成分とする第１の配線層４とニッケルを主成分とする第２の配線層６との間に、アルミニウムを主成分とする第３の配線層８を設けることにより、銅を主成分とする第１の配線層４の酸化を防止することができ、また、ニッケルを主成分とする第２の配線層６とのコンタクト抵抗の低減を図ることが容易になるという効果がある。
【００５９】
第２の実施形態以降は、第１の配線パターン４ａに対する第２の配線パターン６ａの接続方法及び第１のパッドパターン４ｂに対する第２のパッドパターン６ｂの接続方法について説明する。
【００６０】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図５（ａ）及び図５（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置における第１の配線パターン４ａ及びその上に形成された第２の配線パターン６ａであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面構成を示す。
【００６１】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、第２の実施形態に係る半導体装置の第２の配線パターン６ａは、第１の配線パターン４ａにおける基板面に平行に屈曲する屈曲部においても、コンタクトホール５ａを屈曲部に沿って形成することにより、第２の配線パターン６ａを形成する。
【００６２】
このように、第２の実施形態においては、第１の配線パターン４ａにおける屈曲部であっても、第２の配線パターン６ａを第１の配線パターン４ａの裏打ち層となるように形成することにより、電圧降下をより一層抑制することができる。
【００６３】
なお、第１の実施形態においても説明したように、コンタクトホール５ａの平面形状は、各角部が９０°とならないように、例えば４５°に切り欠いた形状が、第３の層間絶縁膜５に対する応力を緩和する上で好ましい。
【００６４】
また、第２の実施形態においては、コンタクトホール５ａの開口幅は、第１の配線パターンの配線幅よりも小さくしているが、後の実施形態で示すように、第１の配線パターンの配線幅よりも大きい形状とすることも可能である。
【００６５】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図６（ａ）及び図６（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体装置における第１の配線パターン４ａ及びその上に形成された第２の配線パターン６ａであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のVIｂ−VIｂ線における断面構成を示す。
【００６６】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、第３の実施形態に係る半導体装置の第２の配線パターン６ａは、第２の実施形態とは異なり、第１の配線パターン４ａにおける基板面に平行に屈曲する屈曲部には形成せず、第１の配線パターン４ａの直線状部分にのみ形成している。
【００６７】
このように、ニッケル及び金を無電界めっき法により形成してなる第２の配線パターン６ａが第３の層間絶縁膜５に与える応力が大きくなる屈曲部に形成しないようにすることにより、第３の層間絶縁膜５等に対する応力を緩和することができる。
【００６８】
なお、第２の実施形態及び第３の実施形態は、第２の配線パターン６ａの厚さ及び硬さ等による応力が適当な値となるように選択する必要がある。
【００６９】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図７（ａ）及び図７（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る半導体装置における第１の配線パターン４ａ及びその上に形成された第２の配線パターン６ａであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のVIIｂ−VIIｂ線における断面構成を示す。
【００７０】
図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、第４の実施形態に係る半導体装置の第２の配線パターン６ａは、第１の配線パターン４ａの直線状部分に互いに間隔をおいた複数のコンタクトホール５ａから成長させて形成している。
【００７１】
このようにすると、第１の配線パターン４ａにおける直線状部分においても、第３の層間絶縁膜５等に対する応力を緩和することができる。
【００７２】
ところで、第２の配線パターン６ａの厚さは、一般に５μｍ程度と比較的に厚く形成するため、第１の配線パターン４ａの直線状部分に沿って長く形成すると、第３の層間絶縁膜５等に応力が強く掛かるおそれがある。このため、第４の実施形態においては、第１の配線パターン４ａが直線状パターンであっても、コンタクトホール５ａを複数に分割して、第２の配線パターン６ａを複数に分割するので、第２の配線パターン６ａに起因する応力を緩和することができる。
【００７３】
具体的には、互いに隣り合うコンタクトホール５ａ同士の間隔は、第２の配線パターン６ａがめっき法により成長する成長距離の少なくとも２倍を超える必要がある。また、分割された第２の配線パターン６ａの１つ分の長さは、約１００μｍ〜１ｍｍ程度としている。
【００７４】
（第５の実施形態）
以下、本発明の第５の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図８（ａ）及び図８（ｂ）は本発明の第５の実施形態に係る半導体装置における第１の配線パターン４ａ及びその上に形成された第２の配線パターン６ａであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のVIIIｂ−VIIIｂ線における断面構成を示す。
【００７５】
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示すように、第５の実施形態に係る半導体装置は、第３の層間絶縁膜５に形成されるコンタクトホール５ａの開口幅を第１の配線パターン４ａの幅寸法よりも大きくしている。
【００７６】
この構成により、第３の層間絶縁膜５から露出する第１の配線パターン４ａの上に成長する第２の配線パターン６ａの配線幅が大きくなるため、より太い配線となって、電源電圧の電圧降下をさらに抑制することができる。
【００７７】
また、第２の配線パターン６ａのコンタクトホール５ａの底面上に形成される部分には、第１の配線パターン４ａとの間に第３の層間絶縁膜５が介在しないため、第２の配線パターン６ａから第３の層間絶縁膜５に印加される応力が生じなくなる。その結果、第３の層間絶縁膜５におけるコンタクトホール５ａ及びその近傍に割れ等の不具合を生じるおそれがない。
【００７８】
なお、第１の配線パターン４ａの側面からその外側に位置するコンタクトホール５ａの壁面までの距離は、第２の配線パターン６ａがめっき法により成長する成長距離よりも大きくする必要がある。
【００７９】
（第６の実施形態）
以下、本発明の第６の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）は本発明の第６の実施形態に係る半導体装置における第１の配線パターン４ａ及びその上に形成された第２の配線パターン６ａであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のIXｂ−IXｂ線における断面構成を示す。
【００８０】
図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、第６の実施形態に係る半導体装置は、第３の層間絶縁膜５に形成されるコンタクトホール５ａの開口位置を第１の配線パターン４ａの一方の側面から外側にずらして形成している。ここで、コンタクトホール５ａの他方の壁面は、第１の配線パターン４ａの上に位置している。
【００８１】
第６の実施形態は、第２の配線パターン６ａを第１の配線パターン４ａに対して一側方にのみずらして形成したい場合に有効である。特に、後述する第９の実施形態のように、第１の配線パターン４ａが互いに電位が異なる配線が隣り合って形成される場合であって、第２の配線パターン６ａを電位が異なる配線が配置される側には小さく、逆に電位が異なる配線の反対側には大きく成長させたい場合に有効である。
【００８２】
（第７の実施形態）
以下、本発明の第７の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は本発明の第７の実施形態に係る半導体装置における第１の配線パターン４ａ及びその上に形成された第２の配線パターン６ａであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における断面構成を示す。
【００８３】
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、第７の実施形態に係る半導体装置は、第１の配線パターン４ａにおいて、隣り合う配線同士の電位が互いに同一である場合に、第２の配線パターン６ａにより、第１の配線パターン４ａの隣り合う配線同士を電気的に接続する構成である。さらに、隣り合うコンタクトホール５ａを、第６の実施形態と同様に第１の配線パターン４ａの隣り合う配線のそれぞれ反対側（外側）の方向にずらして形成する。
【００８４】
ここでは、第２の配線パターン６ａの、例えばめっき工程によって第１の配線パターン４ａの隣り合う配線同士が第２の配線パターン６ａによって電気的に接続されるようにコンタクトホール５ａの間隔又はめっき量を設定して形成する。例えば、隣り合って形成されるコンタクトホール５ａ同士の間隔は、めっきの成長距離の２倍以下とする。
【００８５】
このようにすると、第１の配線パターン４ａにおける、互いに間隔をおいた２つの配線、すなわち２つのコンタクトホール５ａから、第２の配線パターン６ａをめっき法により自己整合的に成長させて電気的に接続することができる。
【００８６】
なお、第７の実施形態は、第１の配線パターン４ａの製造時の、例えばＣＭＰ工程において各配線にディッシング等の不具合を生じさせないように第１の配線パターン４ａにおける同電位の配線を分割するような場合であっても、第２の配線パターン６ａの１つの配線で裏打ち層を形成することができる。
【００８７】
（第８の実施形態）
以下、本発明の第８の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図１１（ａ）及び図１１（ｂ）は本発明の第８の実施形態に係る半導体装置における第１の配線パターン４ａ及びその上に形成された第２の配線パターン６ａであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のXIｂ−XIｂ線における断面構成を示す。
【００８８】
図１１（ａ）及び図１１（ｂ）に示すように、第８の実施形態に係る半導体装置は、第１の配線パターン４ａにおいて、隣り合う配線同士の電位が互いに同一である場合に、第２の配線パターン６ａにより、第１の配線パターン４ａの隣り合う配線同士を電気的に接続する構成である。このとき、コンタクトホール５ａの形成領域として、隣り合う配線同士の外側の領域を含め、配線同士を跨ぐように１つの形成領域とする。
【００８９】
このようにすると、第２の配線パターン６ａのコンタクトホール５ａの内部に形成される部分が一体となるため、すなわち第３の層間絶縁膜５を介在させないため、第７の実施形態と比べて、第２の配線パターン６ａをより低抵抗化することができる。
【００９０】
（第９の実施形態）
以下、本発明の第９の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図１２（ａ）及び図１２（ｂ）は本発明の第９の実施形態に係る半導体装置における第１の配線パターン４ａ及びその上に形成された第２の配線パターン６ａであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のXIIｂ−XIIｂ線における断面構成を示す。
【００９１】
図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示すように、第９の実施形態に係る半導体装置は、第１の配線パターン４ａにおいて、電位が同一の２本の配線が、これらと電位が異なる１本の配線を両側から挟むように配置されている場合に、第２の配線パターン６ａにより、第１の配線パターン４ａの外側の同電位の配線同士を電気的に接続する構成である。
【００９２】
ここでも、隣り合って形成されるコンタクトホール５ａ同士の間隔は、めっきの成長距離の２倍以下とする。
【００９３】
この構成により、第１の配線パターン４ａと第２の配線パターン６ａとの電気的接続の自由度を向上することができる。本実施形態により、第１０の実施形態で示すような、第１の配線パターン４ａと第２の配線パターン６ａとが互いに交差するメッシュ状の電源配線構成を実現することができる。
【００９４】
（第１０の実施形態）
以下、本発明の第１０の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図１３（ａ）及び図１３（ｂ）は本発明の第１０の実施形態に係る半導体装置における第１の配線パターン４ａ及びその上に形成された第２の配線パターン６ａであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のXIIIｂ−XIIIｂ線における断面構成を示す。
【００９５】
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、第１０の実施形態に係る半導体装置は、第１の配線パターン４ａにおいて、異なる電位信号線、例えば電源線Ｈ１及び接地線Ｌ１が交互に配置されている。さらに、第１の配線パターン４ａの上に形成される第２の配線パターン６ａも、第１の配線パターン４ａのうち、電源線Ｈ１に形成された開口部５ａのみから成長してなる電源線Ｈ２と、接地線Ｌ１に形成された開口部５ａのみから成長してなる接地線Ｌ２とから構成される。ここでも、同電位の配線に隣り合って形成されるコンタクトホール５ａ同士の間隔は、めっきの成長距離の２倍以下とする。
【００９６】
このように、第１０の実施形態によると、第１の配線パターン４ａと第２の配線パターン６ａが交差するメッシュ状の電源配線構成を実現できるため、電源信号のチップ内の偏りを大幅に低減することができる。
【００９７】
（第１１の実施形態）
以下、本発明の第１１の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は本発明の第１１の実施形態に係る半導体装置における第１のパッドパターン４ｂ及びその上に形成された第２のパッドパターン６ｂであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のXIVｂ−XIVｂ線における断面構成を示す。
【００９８】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、第１１の実施形態に係る半導体装置は、第３の層間絶縁膜５に形成されるコンタクトホール５ａを、第１のパッドパターン４ｂの周辺領域にまで広げて形成している。
【００９９】
これにより、第１のパッドパターン４ｂの上面から成長する第２のパッドパターン６ｂが横方向にも形成されるため、より平面積が大きいパッド電極を形成することができる。また、第２のパッドパターン６ｂの下部と第１のパッドパターン４ｂとの間に第３の層間絶縁膜５が介在しないため、第２のパッドパターン６ｂから第３の層間絶縁膜５に印加される応力が生じなくなる。その結果、第３の層間絶縁膜５のコンタクトホール５ａ及びその近傍に割れ等の不具合を生じるおそれがない。
【０１００】
なお、第１のパッドパターン４ｂの側面からその外側にまで広げたコンタクトホール５ａの壁面までの距離は、第２のパッドパターン６ｂがめっき法により成長する成長距離よりも大きくする必要がある。
【０１０１】
（第１２の実施形態）
以下、本発明の第１２の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）は本発明の第１２の実施形態に係る半導体装置における第１のパッドパターン４ｂ及びその上に形成された第２のパッドパターン６ｂであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のXVｂ−XVｂ線における断面構成を示す。
【０１０２】
図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、第１２の実施形態に係る半導体装置は、コンタクトホール５ａを第１のパッドパターン４ｂの周辺領域を含め全面的に露出させるだけでなく、第１のパッドパターン４ｂ上に第３の層間絶縁膜５を環状に残して形成している。
【０１０３】
この構成により、第１のパッドパターン４ｂの上側に第３の層間絶縁膜５を残存させることにより、第２のパッドパターン６ｂによる第１のパッドパターン４ｂへの応力を緩和することができる。
【０１０４】
第１２の実施形態においては、第１のパッドパターン４ｂの側面からその外側にまで広げたコンタクトホール５ａの壁面までの距離は、第２のパッドパターン６ｂがめっき法により成長する成長距離よりも大きくする必要があり、また、内側のコンタクトホール５ａと外側のコンタクトホール５ａとの距離は、めっきが成長する成長距離の２倍以下とする必要がある。
【０１０５】
（第１３の実施形態）
以下、本発明の第１３の実施形態に係る半導体装置について図面を参照しながら説明する。図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は本発明の第１３の実施形態に係る半導体装置における第１のパッドパターン４ｂ及びその上に形成された第２のパッドパターン６ｂであって、（ａ）は要部の平面構成を示し、（ｂ）は（ａ）のXVIｂ−XVIｂ線における断面構成を示す。
【０１０６】
図１６（ａ）及び図１６（ｂ）に示すように、第１３の実施形態に係る半導体装置は、環状の２つのコンタクトホール５ａを第１のパッドパターン４ｂの上にのみ形成している。
【０１０７】
これにより、第２のパッドパターン６ｂが横方向に成長して大きくならないようにすることができる。さらに、第１のパッドパターン４ｂの上側に第３の層間絶縁膜５を残存させることにより、第２のパッドパターン６ｂによる第１のパッドパターン４ｂへの応力を緩和することができる。
【０１０８】
なお、第１３の実施形態においては、内側のコンタクトホール５ａと外側のコンタクトホール５ａとの距離は、めっきが成長する成長距離の２倍以下とする必要がある。
【産業上の利用可能性】
【０１０９】
本発明に係る半導体装置によると、配線層を増やすことなく、パッド電極を構成する金属層を用いることにより、電源機能を強化することができ、パッド電極及び信号配線を有する半導体装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１１０】
【図１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ線における断面図である。
【図２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIｂ−IIｂ線における断面図である。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の製造方法の一工程を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIIIｂ−IIIｂ線における断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態の一変形例に係る半導体装置を示す断面図である。
【図５】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は配線部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＶｂ−Ｖｂ線における断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は配線部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIｂ−VIｂ線における断面図である。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第４の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は配線部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIIｂ−VIIｂ線における断面図である。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第５の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は配線部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVIIIｂ−VIIIｂ線における断面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第６の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は配線部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のIXｂ−IXｂ線における断面図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第７の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は配線部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸｂ−Ｘｂ線における断面図である。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第８の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は配線部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIｂ−XIｂ線における断面図である。
【図１２】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第９の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は配線部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIIｂ−XIIｂ線における断面図である。
【図１３】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１０の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）は配線部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIIIｂ−XIIIｂ線における断面図であ
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１１の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）はパッド部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXIVｂ−XIVｂ線における断面図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１２の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）はパッド部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXVｂ−XVｂ線における断面図である。
【図１６】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第１３の実施形態に係る半導体装置を示し、（ａ）はパッド部の平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXVIｂ−XVIｂ線における断面図である。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）は従来の半導体装置を示し、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は（ａ）のXVIIｂ−XVII線における断面図である。
【符号の説明】
【０１１１】
１      半導体基板
２      第１の層間絶縁膜（第１の絶縁膜）
３      第２の層間絶縁膜
３ａ    開口部
４      第１の配線層
４ａ    第１の配線パターン
４ｂ    第１のパッドパターン
５      第３の層間絶縁膜（第２の絶縁膜）
５ａ    コンタクトホール（開口部）
６      第２の配線層（上部配線層）
６ａ    第２の配線パターン
６ｂ    第２のパッドパターン
６ｂ１  電源パッド
６ｂ２  接地パッド
７      第４の層間絶縁膜
８      第３の配線層（下部配線層）
８ａ    第３の配線パターン
８ｂ    第３のパッドパターン
９      第５の層間絶縁膜
１０    配線部
１１    パッド部
Ｈ１    電源線
Ｌ１    接地線
Ｈ２    電源線
Ｌ２    接地線
【図１】
2009130312.tif 000003
【図２】
2009130312.tif 000004
【図３】
2009130312.tif 000005
【図４】
2009130312.tif 000006
【図５】
2009130312.tif 000007
【図６】
2009130312.tif 000008
【図７】
2009130312.tif 000009
【図８】
2009130312.tif 000010
【図９】
2009130312.tif 000011
【図１０】
2009130312.tif 000012
【図１１】
2009130312.tif 000013
【図１２】
2009130312.tif 000014
【図１３】
2009130312.tif 000015
【図１４】
2009130312.tif 000016
【図１５】
2009130312.tif 000017
【図１６】
2009130312.tif 000018
【図１７】
2009130312.tif 000019