專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法，特別是涉及具有作為連接半導(dǎo)體襯底上的半導(dǎo)體元件與外部端子用的電極被使用的焊區(qū)(pad)電極的結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體裝置中，要求減少布線延遲(減少布線電阻)或增加布線容許電流，以實現(xiàn)器件的高速化、高性能化，正逐漸使用以電阻更低、可靠性更高的銅為主要成分的布線，來代替現(xiàn)有的以鋁為主要成分的布線。
通常使用最上層的金屬布線，與布線同時地形成焊區(qū)電極，利用直接將引線鍵合到該部分上的引線鍵合法或在形成了凸點電極那樣的連接電極后經(jīng)該連接電極連接的倒裝芯片法等的方法，與外部端子進行了連接。再有，由于作為布線的材料使用的銅缺乏干法刻蝕中的微細加工性，故在布線的形成中主要使用了采用化學(xué)機械研磨(CMP)法的埋入布線(鑲嵌)法。因此，通常也利用埋入布線法形成鍵合焊區(qū)電極。
在圖122A、B中示出使用了這樣的銅布線的現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的剖面結(jié)構(gòu)。
如圖122B中所示，在半導(dǎo)體襯底1上形成元件隔離絕緣膜2、柵絕緣膜3、柵電極4、雜質(zhì)擴散層5，構(gòu)成了MOS(金屬氧化物半導(dǎo)體)晶體管6。進而，在其上側(cè)形成了基底絕緣膜7，從包含第1布線槽9的第1金屬(W)的布線層10朝下以貫通基底絕緣膜7的形狀構(gòu)成了接觸孔8。再者，在基底絕緣膜7的上側(cè)形成了第1層間絕緣膜11，從包含第2布線槽13的第2金屬(Cu)的布線層14朝下以貫通第1層間絕緣膜11的形狀構(gòu)成了第1通孔12。再者，在第1層間絕緣膜11的上側(cè)形成了第2層間絕緣膜15，從包含第3布線槽17的第3金屬(Cu)的布線層18朝下以貫通第2層間絕緣膜15的形狀構(gòu)成了第2通孔16。第3金屬(Cu)布線層18的一部分成為焊區(qū)電極19。保護絕緣膜20、緩沖覆蓋膜21覆蓋在第2層間絕緣膜15的上側(cè)，但在與焊區(qū)電極19對應(yīng)的部位上，作為焊區(qū)電極開口部22成為焊區(qū)電極19露出的形狀。
此外，參照圖123～132說明圖122A、B中示出的現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
在該例中，作為布線層是重疊了鎢(W)布線與2層的銅(Cu)的3層金屬布線結(jié)構(gòu)，用最上層的銅布線形成了焊區(qū)電極。再有，此時作為例子示出了利用被稱為雙鑲嵌(Dual Damascene)法形成各自的金屬布線層的情況，在該方法中，在預(yù)先形成了連接孔和布線槽且在其中埋入了金屬膜后，利用化學(xué)機械研磨(CMP)法進行研磨、除去不需要的部分的金屬膜。
如圖123中所示，在半導(dǎo)體襯底1上形成由元件隔離絕緣膜2、柵絕緣膜3、柵電極4、雜質(zhì)擴散層5構(gòu)成的MOS晶體管等的半導(dǎo)體元件6。其次，在半導(dǎo)體元件6的整個面上，利用熱CVD(化學(xué)汽相淀積)法或等離子CVD法等的方法淀積由絕緣膜7a、作為布線槽加工時的刻蝕中止層的氮化硅膜(SiN)7b、形成布線槽用的氧化硅膜(SiO)等的絕緣膜7c構(gòu)成的3層結(jié)構(gòu)的基底絕緣膜7，其中，上述絕緣膜7a由氧化硅膜(SiO)、包含磷(P)或硼(B)等的雜質(zhì)元素的氧化硅膜構(gòu)成。
如圖124中所示，使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在基底絕緣膜7的所需要的部分上形成接觸孔8和第1布線槽9。此時，由于氮化硅膜(SiN)7b的對于氧化硅膜7c的刻蝕選擇比高，故起到加工第1布線槽9時的中止膜的作用。
如圖125中所示，在整個面上淀積阻擋金屬膜10a和鎢(W)膜10b，以便填埋接觸孔8和第1布線槽9。作為阻擋金屬膜10a，可使用例如5～50nm的鈦(Ti)與10～100nm的氮化鈦(TiN)的層疊膜，以便得到與半導(dǎo)體元件6的雜質(zhì)擴散區(qū)5的良好的歐姆接觸，利用PVD(物理汽相淀積)法或CVD法來淀積。另一方面，采用利用六氟化鎢(WF6)與氫(H2)的還原反應(yīng)的熱CVD法來淀積鎢(W)膜10b。
如圖126中所示，采用例如使用了以過氧化氫水(H2O2)為基礎(chǔ)的氧化鋁的研磨劑的化學(xué)機械研磨(CMP)法除去接觸孔8和第1布線槽9以外的鎢膜10b、阻擋金屬(TiN/Ti)10a，形成第1埋入金屬(W)布線層10。鎢布線層10的膜厚通常為100～300nm。
如圖127中所示，在第1金屬(W)布線層10上，利用等離子CVD法等的方法淀積由氧化硅膜(SiO)等的絕緣膜11a、氮化硅膜(SiN)11b、氧化硅膜(SiO)等的絕緣膜11c構(gòu)成的3層結(jié)構(gòu)的第1層間絕緣膜11。再者，使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在第1層間絕緣膜11的所需要的部分上形成第1通孔12和第2布線槽13。
如圖128中所示，在整個面上淀積下敷膜14a和銅(Cu)膜14b、14c，以便填埋第1通孔12和第2布線槽13。下敷膜14a具有防止銅(Cu)擴散到周圍的氧化硅膜等的絕緣膜中的作用，通常使用PVD法或CVD法以約10～100nm的厚度來淀積鉭(Ta)膜、氮化鉭(TaN)膜、鉭與氮化鉭的層疊膜(TaN/Ta)膜、氮化鈦(TiN)膜、鈦(Ti)與氮化鈦的層疊膜(TiN/Ti)等。再者，在用PVD法或CVD法在整個面上淀積了銅籽(seed)膜14b作為電解電鍍的下敷膜后，例如利用使用了以硫酸銅為主要成分的電鍍液的電解電鍍法，以約500～1000nm的厚度在整個面上淀積銅電鍍膜14c。
如圖129中所示，采用例如使用了以過氧化氫水(H2O2)為基礎(chǔ)的氧化鋁的研磨劑的化學(xué)機械研磨(CMP)法除去第1通孔12和第2布線槽13以外的銅(Cu)膜14c、14b、下敷膜14a，形成第2埋入金屬(Cu)布線層14。銅布線層的膜厚由用途來決定，但通常約為300～500nm。
如圖130中所示，利用等離子CVD法等的方法淀積由氮化硅膜15a、氧化硅膜等絕緣膜15b、氮化硅膜15c、氧化硅膜等絕緣膜15d構(gòu)成的4層結(jié)構(gòu)的第2層間絕緣膜15。使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在第2層間絕緣膜15的所需要的部分上形成第2通孔16和第3布線槽17。利用與上述相同的方法，在整個面上以約1.5μm～3.0μm淀積下敷膜18a和銅(Cu)膜18b、銅電鍍膜18c，以便填埋第2通孔16和第3布線槽17后，用化學(xué)機械研磨法除去第2通孔16和第3布線槽17以外的銅膜18c、18b、下敷膜18a，形成第3埋入金屬(Cu)布線層18。再有，也同時形成在最上層的金屬布線層中與外部端子連接用的焊區(qū)電極19。作為最上層的金屬布線層，考慮引線鍵合性，通?？墒褂眉s0.8μm～1.5μm的比較厚的膜的金屬(Cu)布線。
如圖131中所示，在第3金屬(Cu)布線層18上淀積了作為銅(Cu)的防止擴散層的致密的氮化硅膜(SiN)20a后，以約1.0μm淀積氮化硅膜(SiN)、氧化硅膜(SiO)、硅氧化氮化膜(SiON)或這些膜的層疊結(jié)構(gòu)膜等的保護絕緣膜20b。再有，因為作為保護絕緣膜20b使用的氮化硅膜(SiN)必須降低膜應(yīng)力以便減少半導(dǎo)體襯底的翹曲或為了防止對金屬布線施加過度的負載，必須，故其膜密度比作為銅的防止擴散層使用的氮化硅膜(SiN)20a的膜密度小。再者，根據(jù)需要在其上作為第2保護絕緣膜形成厚度為5μm～10μm的聚酰亞胺等的緩沖覆蓋膜21，為了利用引線鍵合法等的方法與外部端子(未圖示)連接，在焊區(qū)電極19的所希望的部分上設(shè)置開口部22。
如圖132中所示，將半導(dǎo)體襯底1分割為各個芯片，利用樹脂或焊錫等將這些芯片的背面粘接到(未圖示)引線框或安裝基板上，其后，利用超聲波或熱壓接等的方法將金(Au)或銅(Cu)引線23鍵合到焊區(qū)電極開口部22的已露出的銅布線層的部分上，在焊區(qū)電極19與鍵合引線23的連接界面上形成金屬間化合物層(在Cu焊區(qū)電極和Au引線的情況下)或相互擴散膜(在Cu焊區(qū)電極和Cu引線的情況下)24。最后，通過用模塑樹脂25來密封整體，可得到現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置。
但是，在利用上述的方法形成的埋入布線結(jié)構(gòu)中形成了焊區(qū)電極的情況下，在焊區(qū)電極61的底面和側(cè)壁上存在硬的下敷膜61a，由于其與包圍焊區(qū)電極61的周圍的絕緣膜層牢固地接合，故如圖134、圖135中所示，在引線鍵合時施加的負載或沖擊力直接被傳遞到周圍的絕緣膜層上，存在絕緣膜層中容易發(fā)生裂紋的問題。
例如，如圖133中所示，在利用由干法刻蝕法構(gòu)圖那樣的方法形成了焊區(qū)電極51的情況下，在焊區(qū)電極51的側(cè)面上沒有硬的下敷膜51a，覆蓋焊區(qū)電極51的側(cè)壁的保護絕緣膜52的膜厚也較薄。此外，在其上的聚酰亞胺等的緩沖覆蓋膜53的機械的彈性較大。因此，在將引線55鍵合到焊區(qū)電極51上時，由于即使施加負載或沖擊力56、57，焊區(qū)電極51在橫向也只發(fā)生很小的變形，起到對其進行緩沖的作用，故在層間絕緣膜50或保護絕緣膜52中不會發(fā)生裂紋。
另一方面，如圖134中所示，在利用鑲嵌法那樣的埋入布線工藝形成的焊區(qū)電極61的情況下，在焊區(qū)電極61的底面和側(cè)壁上都有硬的下敷膜61a，其與在一個面上覆蓋了焊區(qū)電極61的周圍的層間絕緣膜60牢固地接合。因此，在將引線65鍵合到焊區(qū)電極61上時，如果施加負載或沖擊力66、67，則該負載或沖擊力直接被傳遞到周圍的層間絕緣膜60上。特別是，在焊區(qū)電極61的角部68引起應(yīng)力(沖擊力)集中，發(fā)生層間絕緣膜60的裂紋69，存在鍵合引線65的剝離或強度下降、或可靠性方面的不良情況的問題。
再有，即使在焊區(qū)電極上設(shè)置了凸點電極等的連接用電極的情況下，由于在與外部端子的鍵合時經(jīng)凸點電極施加負載或沖擊力，故與上述同樣，存在層間絕緣膜中發(fā)生裂紋的問題。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的在于提供一種具有即使在將外部端子鍵合到焊區(qū)電極上時經(jīng)焊區(qū)電極施加負載或沖擊力、在周圍的絕緣膜層中也難以發(fā)生裂紋的焊區(qū)電極的半導(dǎo)體裝置。
為了達到上述目的，在基于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個方面中，具備包含實質(zhì)上由導(dǎo)電性的電極材料構(gòu)成的焊區(qū)部和在該焊區(qū)部的至少底面和側(cè)面上覆蓋上述焊區(qū)部的至少一部分的下敷膜的焊區(qū)電極，上述下敷膜的材料是比上述電極材料硬的材料，露出上述焊區(qū)部的上表面的至少一部分以便與布線接觸，上述焊區(qū)電極的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀，上述焊區(qū)電極包含部分地朝向下方突出的下側(cè)突出部，上述下側(cè)突出部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，由于在焊區(qū)電極上增加下側(cè)突出部，焊區(qū)電極的有效厚度變大，故可緩和引線鍵合時的沖擊力。此外，由于下側(cè)突出部的形狀為上述平面形狀，故可緩和朝向下側(cè)突出部的角部的應(yīng)力集中。因而，可在能充分地確保與外部端子的連接強度的條件下穩(wěn)定地進行引線鍵合。
此外，在基于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的另一個方面中，具備包含實質(zhì)上由導(dǎo)電性的電極材料構(gòu)成的焊區(qū)部和在該焊區(qū)部的至少底面和側(cè)面上覆蓋上述焊區(qū)部的至少一部分的下敷膜的焊區(qū)電極，上述下敷膜的材料是比上述電極材料硬的材料，露出上述焊區(qū)部的上表面的至少一部分以便與布線接觸，上述焊區(qū)電極的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀，上述焊區(qū)電極包含由上述電極材料構(gòu)成的主電極層和與上述主電極層的上側(cè)相接的上側(cè)電極層，上述上側(cè)電極層的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，由于焊區(qū)電極成為主電極層與上側(cè)電極層201的2片重疊結(jié)構(gòu)，有效厚度變大，故可緩和引線鍵合時的沖擊力。此外，由于將主電極層和上側(cè)電極層201的形狀都作成上述平面形狀，故可緩和朝向角部的應(yīng)力集中。因而，可防止在層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
此外，在基于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的另一個方面中，具備包含實質(zhì)上由導(dǎo)電性的電極材料構(gòu)成的焊區(qū)部和在該焊區(qū)部的至少底面和側(cè)面上覆蓋上述焊區(qū)部的至少一部分的下敷膜的焊區(qū)電極，上述下敷膜的材料是比上述電極材料硬的材料，露出上述焊區(qū)部的上表面的至少一部分以便與布線接觸，上述焊區(qū)電極的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀，上述焊區(qū)電極包含由上述電極材料構(gòu)成的主電極層和在上述主電極層的下側(cè)經(jīng)具有在上述主電極層的平面形狀的外周的內(nèi)側(cè)附近沿上述外周的形狀的外周的連接孔連接的下側(cè)電極層，上述下側(cè)電極層和上述連接孔的至少一方的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，焊區(qū)電極的有效厚度增加，可緩和引線鍵合時的沖擊力。此外，由于與四角形的情況相比可大幅度地減少朝向應(yīng)力容易集中的下側(cè)電極層或連接孔的角部的應(yīng)力集中。因而，可防止在層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
在本發(fā)明中，較為理想的是，上述下側(cè)電極層具有部分地朝向下方突出的下側(cè)突出部，上述下側(cè)突出部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，焊區(qū)電極的有效厚度進一步增加，可緩和引線鍵合時的朝向下側(cè)電極層的角部的應(yīng)力集中。因而，可防止在層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
在基于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的另一個方面中，具備包含實質(zhì)上由導(dǎo)電性的電極材料構(gòu)成的焊區(qū)部和在該焊區(qū)部的至少底面和側(cè)面上覆蓋上述焊區(qū)部的至少一部分的下敷膜的焊區(qū)電極，上述下敷膜的材料是比上述電極材料硬的材料，露出上述焊區(qū)部的上表面的至少一部分以便與布線接觸，上述焊區(qū)電極包含在其角部區(qū)域中分割上述焊區(qū)部的應(yīng)力緩沖用絕緣壁。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，即使在引線鍵合等時施加負載或沖擊力，在容易引起應(yīng)力集中的焊區(qū)電極角部上通過應(yīng)力緩沖用絕緣壁301發(fā)生微小的彈性變形，也可緩沖應(yīng)力，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止在焊區(qū)電極角部的層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
在本發(fā)明中，較為理想的是，上述下側(cè)突出部包含在其角部區(qū)域中分割上述焊區(qū)部的應(yīng)力緩沖用絕緣壁。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，即使在引線鍵合等時施加負載或沖擊力，在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)電極層的角部上通過應(yīng)力緩沖用絕緣壁發(fā)生微小的彈性變形，也可緩沖應(yīng)力，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止在下側(cè)電極層的角部的層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
在本發(fā)明中，較為理想的是，上述主電極層包含在其角部區(qū)域中分割上述焊區(qū)部的應(yīng)力緩沖用絕緣壁。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，即使在引線鍵合等時施加負載或沖擊力，在容易引起應(yīng)力集中的主電極層的角部上通過應(yīng)力緩沖用絕緣壁發(fā)生微小的彈性變形，也可緩沖應(yīng)力，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止在主電極層附近的層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
在本發(fā)明中，較為理想的是，上述下側(cè)電極層和上述連接孔的至少一方包含在其角部區(qū)域中分割上述焊區(qū)部的應(yīng)力緩沖用絕緣壁。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，即使在引線鍵合等時施加負載或沖擊力，在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)電極層或連接孔的角部上通過應(yīng)力緩沖用絕緣壁發(fā)生微小的彈性變形，也可緩沖應(yīng)力，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止下側(cè)電極層或連接孔附近的層間膜裂紋。
在本發(fā)明中，較為理想的是，上述下側(cè)突出部包含在其角部區(qū)域中分割上述焊區(qū)部的應(yīng)力緩沖用絕緣壁。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，在下側(cè)電極層的下側(cè)突出部的角部上通過應(yīng)力緩沖用絕緣壁發(fā)生微小的彈性變形來緩沖應(yīng)力，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止下側(cè)突出部附近的層間膜裂紋。
在基于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的另一個方面中，具備包含實質(zhì)上由導(dǎo)電性的電極材料構(gòu)成的焊區(qū)部和在該焊區(qū)部的至少底面和側(cè)面上覆蓋上述焊區(qū)部的至少一部分的下敷膜的焊區(qū)電極，上述下敷膜的材料是比上述電極材料硬的材料，露出上述焊區(qū)部的上表面的至少一部分以便與布線接觸，上述焊區(qū)電極包含在其角部區(qū)域中突出的應(yīng)力緩沖用突出部。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，即使由于引線鍵合等，對焊區(qū)電極101施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的焊區(qū)電極角部上通過應(yīng)力緩沖用突出部發(fā)生微小的彈性變形來起到緩沖應(yīng)力(沖擊力)的作用，因此，只對該附近部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止焊區(qū)電極101的角部的層間膜裂紋。
在本發(fā)明中，較為理想的是，上述下側(cè)突出部包含在其角部區(qū)域中突出的應(yīng)力緩沖用突出部。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，即使在引線鍵合等時對焊區(qū)電極施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)突出部的角部上通過應(yīng)力緩沖用突出部發(fā)生微小的彈性變形來起到緩沖應(yīng)力(沖擊力)的作用，因此，只對該附近部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止下側(cè)突出部的角部的層間膜裂紋。
在本發(fā)明中，較為理想的是，上述主電極層包含在其角部區(qū)域中突出的應(yīng)力緩沖用突出部。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，即使在引線鍵合等時對焊區(qū)電極施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的主電極層的角部上通過應(yīng)力緩沖用突出部發(fā)生微小的彈性變形來起到緩沖應(yīng)力(沖擊力)的作用，因此，只對該附近部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止主電極層的角部的層間膜裂紋。
在本發(fā)明中，較為理想的是，上述下側(cè)電極層和上述連接孔的至少一方包含在其角部區(qū)域中突出的應(yīng)力緩沖用突出部。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，即使在引線鍵合等時對焊區(qū)電極施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)電極層或連接孔的角部上通過應(yīng)力緩沖用突出部發(fā)生微小的彈性變形來起到緩沖應(yīng)力(沖擊力)的作用，因此，只對該附近部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止下側(cè)電極層或連接孔的角部的層間膜裂紋。
在本發(fā)明中，較為理想的是，上述下側(cè)突出部包含在其角部區(qū)域中突出的應(yīng)力緩沖用突出部。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，即使在引線鍵合等時對焊區(qū)電極施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)電極層的下側(cè)突出部的角部上通過應(yīng)力緩沖用突出部發(fā)生微小的彈性變形來起到緩沖應(yīng)力(沖擊力)的作用，因此，只對該附近部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止下側(cè)電極層的下側(cè)突出部的角部的層間膜裂紋。
在基于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的一個方面包含形成凹部的凹部形成工序，該凹部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形以及包含這些至少一部分的形狀的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀；下敷膜形成工序，在上述凹部的內(nèi)表面上形成至少覆蓋一部分的下敷膜；以及焊區(qū)部形成工序，在被上述絕緣膜覆蓋了的上述凹部中埋入導(dǎo)電性的電極材料，上述凹部形成工序包含形成第1凹部的工序以及在上述第1凹部的一部分中形成凹陷更深的第2凹部的工序。
通過采用上述方法，由于形成具有上述平面形狀且包含下側(cè)突出部的焊區(qū)部，故可得到能防止層間絕緣膜的裂紋的發(fā)生的半導(dǎo)體裝置。
在基于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的另一個方面包含形成凹部的凹部形成工序，該凹部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形以及包含這些至少一部分的形狀的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀；下敷膜形成工序，在上述凹部的內(nèi)表面上形成至少覆蓋一部分的下敷膜；以及焊區(qū)部形成工序，在被上述絕緣膜覆蓋了的上述凹部中埋入導(dǎo)電性的電極材料，上述凹部形成工序包含形成成為焊區(qū)部本體的凹部本體的工序和在其角部區(qū)域中形成用于形成應(yīng)力緩沖用絕緣壁的絕緣壁凹部的工序。
通過采用上述方法，由于形成具有上述平面形狀且包含應(yīng)力緩沖用絕緣壁的焊區(qū)部，故可得到能防止層間絕緣膜的裂紋的發(fā)生的半導(dǎo)體裝置。
在基于本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的制造方法的另一個方面包含形成凹部的凹部形成工序，該凹部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形以及包含這些至少一部分的形狀的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀；下敷膜形成工序，在上述凹部的內(nèi)表面上形成至少覆蓋一部分的下敷膜；以及焊區(qū)部形成工序，在被上述絕緣膜覆蓋了的上述凹部中埋入導(dǎo)電性的電極材料，上述凹部形成工序包含形成成為焊區(qū)部本體的凹部本體的工序和在形成用于形成在其角部區(qū)域中突出的應(yīng)力緩沖用突出部的緩沖用凹部的工序。
通過采用上述方法，由于形成具有上述平面形狀且包含應(yīng)力緩沖用突出部的焊區(qū)部，故可得到能防止層間絕緣膜的裂紋的發(fā)生的半導(dǎo)體裝置。
本發(fā)明的其他特征、優(yōu)點在結(jié)合以下附圖的描述中將變得顯而易見。


圖1A是基于本發(fā)明的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖1B是其剖面圖。
圖2是示出基于本發(fā)明的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第1工序的說明圖。
圖3是示出基于本發(fā)明的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第2工序的說明圖。
圖4是說明對基于本發(fā)明的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的沖擊力的傳遞的剖面圖。
圖5是說明對基于本發(fā)明的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的沖擊力的傳遞的平面圖。
圖6是說明對基于本發(fā)明的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的沖擊力的傳遞的局部放大圖。
圖7是基于本發(fā)明的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的剖面圖。
圖8是基于本發(fā)明的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖9是基于本發(fā)明的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖10是基于本發(fā)明的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖11A是基于本發(fā)明的實施例2中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖11B是其剖面圖。
圖12是示出基于本發(fā)明的實施例2中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第1工序的說明圖。
圖13是示出基于本發(fā)明的實施例2中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第2工序的說明圖。
圖14是基于本發(fā)明的實施例2中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的剖面圖。
圖15是基于本發(fā)明的實施例2中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖16是基于本發(fā)明的實施例2中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖17是基于本發(fā)明的實施例2中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖18是基于本發(fā)明的實施例2中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖。
圖19A是基于本發(fā)明的實施例3中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖19B是其剖面圖。
圖20是示出基于本發(fā)明的實施例3中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第1工序的說明圖。
圖21是示出基于本發(fā)明的實施例3中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第2工序的說明圖。
圖22是基于本發(fā)明的實施例3中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的剖面圖。
圖23是基于本發(fā)明的實施例3中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖24是基于本發(fā)明的實施例3中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖25是基于本發(fā)明的實施例3中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖26是基于本發(fā)明的實施例3中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖。
圖27A是基于本發(fā)明的實施例4中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖27B是其剖面圖。
圖28是示出基于本發(fā)明的實施例4中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第1工序的說明圖。
圖29是示出基于本發(fā)明的實施例4中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第2工序的說明圖。
圖30是示出基于本發(fā)明的實施例4中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第3工序的說明圖。
圖31是基于本發(fā)明的實施例4中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的剖面圖。
圖32是基于本發(fā)明的實施例4中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖33是基于本發(fā)明的實施例4中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖34是基于本發(fā)明的實施例4中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖35是基于本發(fā)明的實施例4中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖。
圖36A是基于本發(fā)明的實施例5中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖36B是其剖面圖。
圖37是示出基于本發(fā)明的實施例5中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第1工序的說明圖。
圖38是示出基于本發(fā)明的實施例5中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第2工序的說明圖。
圖39是示出基于本發(fā)明的實施例5中的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第3工序的說明圖。
圖40是基于本發(fā)明的實施例5中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的剖面圖。
圖41是基于本發(fā)明的實施例5中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖42是基于本發(fā)明的實施例5中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖43是基于本發(fā)明的實施例5中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖44是基于本發(fā)明的實施例5中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖。
圖45A是基于本發(fā)明的實施例6中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖45B是關(guān)于圖45A的XLVB-XLVB線的矢視剖面圖，圖45C是其剖面圖。
圖46是說明對基于本發(fā)明的實施例6中的半導(dǎo)體裝置的沖擊力的傳遞的剖面圖。
圖47是說明對基于本發(fā)明的實施例6中的半導(dǎo)體裝置的沖擊力的傳遞的平面圖。
圖48是基于本發(fā)明的實施例6中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的、關(guān)于圖49的XLVIII-XLVIII線的矢視剖面圖。
圖49是基于本發(fā)明的實施例6中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖50是基于本發(fā)明的實施例6中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖51是基于本發(fā)明的實施例6中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖52A是基于本發(fā)明的實施例6中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖，圖52B是圖52A的LIIB-LIIB線的矢視剖面圖。
圖53A是基于本發(fā)明的實施例6中的半導(dǎo)體裝置的另一第5例的主要部分的平面圖，圖53B是圖53A的LIIIB-LIIIB線的矢視剖面圖。
圖54A是基于本發(fā)明的實施例7中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖54B是關(guān)于圖54A的XLVB-XLVB線的矢視剖面圖，圖54C是其剖面圖。
圖55是基于本發(fā)明的實施例7中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的、關(guān)于圖49的XLVIII-XLVIII線的矢視剖面圖。
圖56是基于本發(fā)明的實施例7中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖57是基于本發(fā)明的實施例7中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖58是基于本發(fā)明的實施例7中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖59A是基于本發(fā)明的實施例7中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖，圖59B是圖59A的LIXB-LIXB線的矢視剖面圖。
圖60A是基于本發(fā)明的實施例7中的半導(dǎo)體裝置的另一第5例的主要部分的平面圖，圖60B是圖60A的LXB-LXB線的矢視剖面圖。
圖61A是基于本發(fā)明的實施例8中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖61B是關(guān)于圖61A的LXIB-LXIB線的矢視剖面圖，圖61C是其剖面圖。
圖62是基于本發(fā)明的實施例8中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的、關(guān)于圖63的LXII-LXII線的矢視剖面圖。
圖63是基于本發(fā)明的實施例8中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖64是基于本發(fā)明的實施例8中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖65是基于本發(fā)明的實施例8中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖66A是基于本發(fā)明的實施例8中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖，圖66B是圖66A的LIXB-LIXB線的矢視剖面圖。
圖67A是基于本發(fā)明的實施例8中的半導(dǎo)體裝置的另一第5例的主要部分的平面圖，圖67B是圖67A的LXVIIB-LXVIIB線的矢視剖面圖。
圖68A是基于本發(fā)明的實施例9中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖68B是關(guān)于圖68A的LXIIIB-LXIIIB線的矢視剖面圖，圖68C是其剖面圖。
圖69是基于本發(fā)明的實施例9中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的、關(guān)于圖70的LXIX-LXIX線的矢視剖面圖。
圖70是基于本發(fā)明的實施例9中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖71是基于本發(fā)明的實施例9中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖72是基于本發(fā)明的實施例9中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖73A是基于本發(fā)明的實施例9中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖，圖73B是圖73A的LXXIIIB-LXXIIIB線的矢視剖面圖。
圖74A是基于本發(fā)明的實施例9中的半導(dǎo)體裝置的另一第5例的主要部分的平面圖，圖74B是圖74A的LXXIVB-LXXIVB線的矢視剖面圖。
圖75A是基于本發(fā)明的實施例9中的半導(dǎo)體裝置的另一第6例的主要部分的平面圖，圖75B是關(guān)于圖75A的LXXVB-LXXVB線的矢視剖面圖。
圖76A是基于本發(fā)明的實施例9中的半導(dǎo)體裝置的另一第7例的主要部分的平面圖，圖76B是關(guān)于圖76A的LXXVIB-LXXVIB線的矢視剖面圖。
圖77A是基于本發(fā)明的實施例10中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖77B是關(guān)于圖77A的LXXVIIB-LXXVIIB線的矢視剖面圖，圖77C是其剖面圖。
圖78是基于本發(fā)明的實施例10中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的、關(guān)于圖79的LXXVIII-LXXVIII線的矢視剖面圖。
圖79是基于本發(fā)明的實施例10中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖80是基于本發(fā)明的實施例10中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖81是基于本發(fā)明的實施例10中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖82A是基于本發(fā)明的實施例10中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖，圖82B是圖82A的LXXXIIB-LXXXIIB線的矢視剖面圖。
圖83A是基于本發(fā)明的實施例10中的半導(dǎo)體裝置的另一第5例的主要部分的平面圖，圖83B是圖83A的LXXXIIIB-LXXXIIIB線的矢視剖面圖。
圖84A是基于本發(fā)明的實施例10中的半導(dǎo)體裝置的另一第6例的主要部分的平面圖，圖84B是關(guān)于圖84A的LXXXIVB-LXXXIVB線的矢視剖面圖。
圖85A是基于本發(fā)明的實施例10中的半導(dǎo)體裝置的另一第7例的主要部分的平面圖，圖85B是關(guān)于圖85A的LXXXVB-LXXXVB線的矢視剖面圖。
圖86A是基于本發(fā)明的實施例11中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖86B是關(guān)于圖86A的LXXXVIB-LXXXVIB線的矢視剖面圖，圖86C是其剖面圖。
圖87是說明對基于本發(fā)明的實施例11中的半導(dǎo)體裝置的沖擊力的傳遞的剖面圖。
圖88是說明對基于本發(fā)明的實施例11中的半導(dǎo)體裝置的沖擊力的傳遞的平面圖。
圖89是基于本發(fā)明的實施例11中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的、關(guān)于圖90的LXXXIX-LXXXIX線的矢視剖面圖。
圖90是基于本發(fā)明的實施例11中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖91是基于本發(fā)明的實施例11中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖92是基于本發(fā)明的實施例11中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖93A是基于本發(fā)明的實施例11中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖，圖93B是圖93A的XCIIIB-XCIIIB線的矢視剖面圖。
圖94A是基于本發(fā)明的實施例12中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖94B是關(guān)于圖94A的XCIVB-XCIVB線的矢視剖面圖，圖94C是其剖面圖。
圖95是基于本發(fā)明的實施例12中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的、關(guān)于圖96的XCV-XCV線的矢視剖面圖。
圖96是基于本發(fā)明的實施例12中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖97是基于本發(fā)明的實施例12中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖98是基于本發(fā)明的實施例12中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖99A是基于本發(fā)明的實施例12中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖，圖99B是圖99A的XCIXB-XCIXB線的矢視剖面圖。
圖100是基于本發(fā)明的實施例12中的半導(dǎo)體裝置的另一第5例的主要部分的平面圖。
圖101A是基于本發(fā)明的實施例13中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖101B是關(guān)于圖101A的CIB-CIB線的矢視剖面圖，圖101C是其剖面圖。
圖102是基于本發(fā)明的實施例13中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的、關(guān)于圖103的CII-CII線的矢視剖面圖。
圖103是基于本發(fā)明的實施例13中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖104是基于本發(fā)明的實施例13中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖105A是基于本發(fā)明的實施例13中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖，圖105B是圖105A的CVB-CVB線的矢視剖面圖。
圖106A是基于本發(fā)明的實施例13中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖，圖106B是圖106A的CVIB-CVIB線的矢視剖面圖。
圖107A是基于本發(fā)明的實施例13中的半導(dǎo)體裝置的另一第5例的主要部分的平面圖，圖107B是圖107A的CVIIB-CVIIB線的矢視剖面圖。
圖108A是基于本發(fā)明的實施例14中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖108B是關(guān)于圖108A的CVIIIB-CVIIIB線的矢視剖面圖，圖108C是其剖面圖。
圖109是基于本發(fā)明的實施例14中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的、關(guān)于圖110的CIX-CIX線的矢視剖面圖。
圖110是基于本發(fā)明的實施例14中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖111是基于本發(fā)明的實施例14中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖112A是基于本發(fā)明的實施例14中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖，圖112B是圖112A的CXIIB-CXIIB線的矢視剖面圖。
圖113A是基于本發(fā)明的實施例14中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖，圖113B是圖113A的CXIIIB-CXIIIB線的矢視剖面圖。
圖114A是基于本發(fā)明的實施例14中的半導(dǎo)體裝置的另一第5例的主要部分的平面圖，圖114B是圖114A的CXIVB-CXIVB線的矢視剖面圖。
圖115A是基于本發(fā)明的實施例15中的半導(dǎo)體裝置的平面圖，圖115B是關(guān)于圖115A的CXVB-CXVB線的矢視剖面圖，圖115C是其剖面圖。
圖116是基于本發(fā)明的實施例15中的半導(dǎo)體裝置的主要部分的、關(guān)于圖117的CXVI-CXVI線的矢視剖面圖。
圖117是基于本發(fā)明的實施例15中的半導(dǎo)體裝置的另一第1例的主要部分的平面圖。
圖118是基于本發(fā)明的實施例15中的半導(dǎo)體裝置的另一第2例的主要部分的平面圖。
圖119是基于本發(fā)明的實施例15中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖120A是基于本發(fā)明的實施例15中的半導(dǎo)體裝置的另一第4例的主要部分的平面圖，圖120B是圖120A的CXXB-CXXB線的矢視剖面圖。
圖121是基于本發(fā)明的實施例15中的半導(dǎo)體裝置的另一第3例的主要部分的平面圖。
圖122A是基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置，圖122B是其剖面圖。
圖123是示出基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第1工序的說明圖。
圖124是示出基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第2工序的說明圖。
圖125是示出基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第3工序的說明圖。
圖126是示出基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第4工序的說明圖。
圖127是示出基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第5工序的說明圖。
圖128是示出基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第6工序的說明圖。
圖129是示出基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第7工序的說明圖。
圖130是示出基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第8工序的說明圖。
圖131是示出基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第9工序的說明圖。
圖132是示出基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的制造方法的第10工序的說明圖。
圖133、圖134是說明對基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的沖擊力的傳遞的剖面圖。
圖135是說明對基于現(xiàn)有技術(shù)的半導(dǎo)體裝置的沖擊力的傳遞的平面圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的目的是，即使在利用作為銅布線等的形成方法使用的埋入布線法形成了的焊區(qū)電極中，即使在引線鍵合等的與外部端子的連接工序中施加負載或沖擊力，在焊區(qū)電極的周圍或角的絕緣膜中也難以發(fā)生裂紋。
(實施例1)在圖1A、B中示出本實施例中的半導(dǎo)體裝置的剖面結(jié)構(gòu)圖。
如圖1B中所示，在半導(dǎo)體襯底1上形成元件隔離絕緣膜2、柵絕緣膜3、柵電極4、雜質(zhì)擴散層5，構(gòu)成了MOS晶體管6。進而，在其上側(cè)形成了基底絕緣膜7，從包含第1布線槽9的第1金屬(W)的布線層10朝下以貫通基底絕緣膜7的形狀構(gòu)成了接觸孔8。再者，在基底絕緣膜7的上側(cè)形成了第1層間絕緣膜11，從包含第2布線槽13的第2金屬(Cu)的布線層14朝下以貫通第1層間絕緣膜11的形狀構(gòu)成了第1通孔12。再者，在第1層間絕緣膜11的上側(cè)形成了第2層間絕緣膜15，從包含第3布線槽17的第3金屬(Cu)的布線層100朝下以貫通第2層間絕緣膜15的形狀構(gòu)成了第2通孔16。第3金屬(Cu)布線層100的一部分成為焊區(qū)電極101。保護絕緣膜102、緩沖覆蓋膜103覆蓋在第2層間絕緣膜15的上側(cè)，但在與焊區(qū)電極101對應(yīng)的部位上，作為焊區(qū)電極開口部104成為焊區(qū)電極101露出的形狀。
此外，在圖2、圖3中示出如圖1A、B中示出的本實施例的半導(dǎo)體裝置的制造方法。在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)形成了圖129中示出的結(jié)構(gòu)后，如圖2中所示，在第2金屬(Cu)的布線層14上，利用等離子CVD法等的方法淀積由氮化硅膜(SiN)15a、氧化硅膜(SiO)等絕緣膜15b、氮化硅膜(SiN)15c、氧化硅膜(SiO)等絕緣膜15d構(gòu)成的4層結(jié)構(gòu)的第2層間絕緣膜15，作為銅(Cu)的防止擴散層。
使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在第2層間絕緣膜15的所需要的部分上形成第2通孔16和第3布線槽17。此時，雖然同時在設(shè)置焊區(qū)電極的部分上形成凹部，但形成內(nèi)角比90°大的大致多角形、例如在圖1A中示出的那樣的八角形，來代替現(xiàn)有的四角形。
利用與上述同樣的方法，在整個面上以約1.5μm～3.0μm淀積下敷膜100a和銅籽膜100b、銅電鍍膜100c以便填埋第2通孔16和第3布線槽17后，用化學(xué)機械研磨法除去第2通孔16和第3布線槽17以外的銅膜18c、18b、下敷膜18a，形成第3埋入金屬(Cu)布線層100、焊區(qū)電極101。
再有，考慮最上層的(Cu)布線層被進行引線鍵合，故使用約0.8μm～1.5μm的比較厚的膜的金屬布線。
在第3金屬(Cu)布線層100上淀積了作為銅(Cu)的防止擴散層的致密的氮化硅膜102a后，以約1.0μm淀積氮化硅膜、氧化硅膜、硅氧化氮化膜或這些膜的層疊結(jié)構(gòu)膜等的保護絕緣膜102b。再者，根據(jù)需要在其上作為第2保護絕緣膜形成厚度為5μm～10μm的聚酰亞胺等的緩沖覆蓋膜103，為了利用引線鍵合法等的方法與外部端子(未圖示)連接，在焊區(qū)電極101的所希望的部分上設(shè)置開口部104。
如上所述，按照本發(fā)明的實施例，如圖4、圖5中所示，由于將焊區(qū)電極101的形狀作成正八角形，故在鍵合引線105時，即使施加負載或沖擊力106、107，如圖6A中所示，與四角形的情況相比，也可大幅度地減少朝向焊區(qū)電極101的角部108的應(yīng)力集中。因此，可防止在層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
因而，由于能在可充分地確保與外部端子的連接強度的條件下進行鍵合，故具有下述效果能穩(wěn)定地且容易地進行連接，能以低成本得到高質(zhì)量的半導(dǎo)體裝置。此外，在縮小了必須相對地提高鍵合時的負載或沖擊力的容許值的焊區(qū)電極的情況下也成為有效的方法。
再有，在圖1A中，示出了焊區(qū)電極101的形狀為正八角形的情況，但即使作成將所希望的部分的內(nèi)角比90°大的多角形，也可得到同樣的效果。
此外，在圖7中示出剖面圖，但也可在平面圖中作成圖8中示出的那種圓形的焊區(qū)電極或橢圓形的焊區(qū)電極、圖9或圖10中示出的那種在所希望的部分上形成園角或倒角的形狀。再者，也可作成部分地采用或組合地采用這些形狀的焊區(qū)電極的形狀。
此外，在上述的實施例中，敘述了構(gòu)成鍵合焊區(qū)電極的金屬電極的主要的構(gòu)成金屬是銅的情況，但即使在同樣的埋入布線工藝中形成的其它金屬的情況下，也可得到同樣的效果。例如，也可適用于包含鋁或其合金的金屬電極、包含金、銀、鉑等的貴金屬的金屬電極。
(實施例2)在上述實施例中，敘述了用最上層的金屬(Cu)布線層形成了焊區(qū)電極、厚度是均勻的情況，但為了緩和鍵合時的負載或沖擊力，即使部分地增加焊區(qū)電極的厚度、使該部分的主要的平面形狀與實施例1相同、作成圓形、橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的多角形、對至少一個角部進行倒角或作成園角的多角形的某一種、或部分地或組合地應(yīng)用這些形狀，也可得到同樣的效果。在圖11A、B中示出這樣的本發(fā)明的另一實施例的半導(dǎo)體裝置。
如圖11B中所示，在焊區(qū)電極101中包含了下側(cè)突出部150。其它方面與圖1B中示出的半導(dǎo)體裝置相同。
此外，在圖12、圖13中示出圖11A、B中示出的結(jié)構(gòu)的制造方法。在形成了圖129中示出的結(jié)構(gòu)后，如圖12中所示，在第2金屬(Cu)的布線層14上，利用等離子CVD法等的方法淀積由氮化硅膜15a、氧化硅膜等絕緣膜15b、氮化硅膜15c、氧化硅膜等絕緣膜15d構(gòu)成的4層結(jié)構(gòu)的第2層間絕緣膜15，作為銅(Cu)的防止擴散層。
使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在第2層間絕緣膜15的所需要的部分上形成第2通孔16和第3布線槽17。此時，在第2通孔形成時，在焊區(qū)電極形成區(qū)域的一部分上同時形成凹部150，但將凹部的平面形狀作成內(nèi)角比90°大的多角形，例如如圖11A中所示，作成正八角形。此外，在布線槽形成時，在設(shè)置焊區(qū)電極的部分上也形成布線槽，但其形狀也與實施例1同樣，作成內(nèi)角比90°大的多角形，例如作成正八角形。
利用與上述同樣的方法，在整個面上淀積下敷膜100a和銅籽膜100b、銅電鍍膜100c以便填埋第2通孔16、第3布線槽17(包含焊區(qū)電極形成部)和焊區(qū)電極形成區(qū)域的凹部150后，用化學(xué)機械研磨法除去第2通孔16、第3布線槽17、焊區(qū)電極101以外的銅膜18c、18b、下敷膜18a，形成第3埋入金屬(Cu)布線層100、焊區(qū)電極101。
再有，考慮最上層的(Cu)布線層被進行引線鍵合，故使用約0.8μm～1.5μm的比較厚的膜的金屬布線。
如圖13中所示，在第3金屬(Cu)布線層100上淀積了作為銅(Cu)的防止擴散層的致密的氮化硅膜102a后，以約1.0μm淀積氮化硅膜、氧化硅膜、硅氧化氮化膜或這些膜的層疊結(jié)構(gòu)膜等的保護絕緣膜102b。再者，根據(jù)需要在其上作為第2保護絕緣膜形成厚度為5μm～10μm的聚酰亞胺等的緩沖覆蓋膜103，為了利用引線鍵合法等的方法與外部端子(未圖示)連接，在焊區(qū)電極101的所希望的部分上設(shè)置開口部104。
(作用、效果)如上所述，按照本發(fā)明的實施例，如圖11A、B中所示，由于包含作為焊區(qū)電極101的一部分的下側(cè)突出部150，使實質(zhì)上的焊區(qū)電極厚度加厚，而且，將該部分的形狀作成正八角形，故由于即使在引線鍵合時施加負載或沖擊力，因增加了焊區(qū)電極的有效厚度，也可使其得到緩和，此外，與四角形的情況相比，可大幅度地減少朝向下側(cè)突出部150的角部的應(yīng)力集中。因此，可防止在層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。因而，由于能在可充分地確保與外部端子的連接強度的條件下進行引線鍵合，故具有下述效果能穩(wěn)定地且容易地進行連接，能以低成本得到高質(zhì)量的半導(dǎo)體裝置。
此外，在縮小了必須相對地提高鍵合時的負載或沖擊力的容許值的焊區(qū)電極的情況下也成為有效的方法。
再有，在圖11中，示出了焊區(qū)電極101的形狀為正八角形的情況，但即使作成將所希望的部分的內(nèi)角比90°大的多角形，也可得到同樣的效果。此外，也可作成圖14、圖15中示出的那種圓形的焊區(qū)電極或橢圓形的焊區(qū)電極、圖16或圖17中示出的那種在所希望的部分上形成園角或倒角的形狀。此外，也可如圖18中那樣，只將下側(cè)突出部150的形狀作成如上述那樣的形狀，而將焊區(qū)電極101作成現(xiàn)有的形狀、例如四角形。再者，也可作成部分地采用或組合地采用這些形狀作為下側(cè)突出部的形狀。
(實施例3)再者，即使焊區(qū)電極由第1金屬電極和在其上形成的第2金屬電極構(gòu)成、將第1金屬電極的主要的平面形狀作成圓形、橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的多角形、對至少一個角部進行倒角或作成園角的多角形的某一種、或其部分的形狀或其組合，也可得到同樣的效果。
在圖19A、B中示出本實施例的半導(dǎo)體裝置。
如圖19B中所示，主電極層101的上側(cè)與上側(cè)電極層201相接。在焊區(qū)電極開口部204中露出了上側(cè)電極層201。其它方面與圖1B中示出的結(jié)構(gòu)相同。
此外，在圖20、圖21中示出圖19A、B中示出的結(jié)構(gòu)的制造方法。到形成圖2中示出的結(jié)構(gòu)為止，與實施例1相同。在圖2中示出的第3布線槽17形成時，在設(shè)置焊區(qū)電極的部分中也形成布線槽，但其形狀也與實施例1相同，作成內(nèi)角比90°大的多角形，例如作成正八角形。其后，利用與上述相同的方法，形成第3金屬(Cu)布線層100和第1焊區(qū)電極101。
如圖20中所示，形成第4金屬布線層200和第2焊區(qū)電極201，使其重疊在第3金屬(Cu)布線層100或第1焊區(qū)電極101上。作為該金屬布線層，例如可使用以鋁為主要成分的布線。為了防止下層的銅布線層與鋁的相互反應(yīng)，使用PVD或CVD法在整個面上淀積氮化鈦膜、鈦與氮化鈦的層疊膜、鉭膜、氮化鉭膜、鉭與氮化鉭的層疊膜等，作為下敷膜200a，在其上淀積了Al-Cu膜等的鋁合金膜200b和氮化鈦膜或硅氧化氮化膜等的防止反射膜200c后，使用照相制版、刻蝕技術(shù)，形成第4金屬布線層200和第2焊區(qū)電極201。由于作成將焊區(qū)電極與第1焊區(qū)電極分離開的結(jié)構(gòu)，故該鋁布線層200或焊區(qū)電極201的厚度約為0.3μm～1.0μm即可。
再有，為了防止在這些鋁布線形成工序中的銅布線表面的損傷或氧化，希望第4金屬(Al)布線層200和第2焊區(qū)電極201完全覆蓋下層的第3金屬(Cu)布線層100或第1焊區(qū)電極101。
在第4金屬(Al)布線層200和第2焊區(qū)電極201上淀積了作為銅的防止擴散層的致密的氮化硅膜202a后，以約1.0μm淀積氮化硅膜、氧化硅膜、硅氧化氮化膜或這些膜的層疊結(jié)構(gòu)膜等的保護絕緣膜202b。再者，根據(jù)需要在其上作為第2保護絕緣膜形成厚度為5μm～20μm的聚酰亞胺等的緩沖覆蓋膜203，為了利用引線鍵合法等的方法與外部端子(未圖示)連接，在焊區(qū)電極201的所希望的部分上設(shè)置開口部204。
如上所述，按照本發(fā)明的實施例，如圖19A、B中所示，由于作成重疊了用埋入金屬布線層形成焊區(qū)電極的第1焊區(qū)電極101與用刻蝕法形成的第2焊區(qū)電極201的結(jié)構(gòu)，而且，將該部分的形狀作成正八角形，故由于即使在引線鍵合時施加負載或沖擊力，因增加了焊區(qū)電極的有效厚度，可使其得到緩和，此外，與四角形的情況相比，可大幅度地減少朝向應(yīng)力容易集中的第1焊區(qū)電極101的角部的應(yīng)力集中。因此，可防止在層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
因而，由于能在可充分地確保與外部端子的連接強度的條件下進行引線鍵合，故具有下述效果能穩(wěn)定地且容易地進行連接，能以低成本得到高質(zhì)量的半導(dǎo)體裝置。此外，在縮小了必須相對地提高鍵合時的負載或沖擊力的容許值的焊區(qū)電極的情況下，也成為有效的方法。再者，由于最上層的金屬布線層是重疊了第3金屬布線層100與第4金屬布線200的層，有效膜厚變厚，故在降低電阻、減少布線延遲或噪聲容限方面，也是有效的。
再有，在圖19A、B中，敘述了在重疊了第1焊區(qū)電極與第2焊區(qū)電極的結(jié)構(gòu)中將第1焊區(qū)電極101的形狀作成正八角形的情況，但即使作成使所希望的內(nèi)角比90°大的多角形，也可得到同樣的效果。
此外，也可作成圖22、圖23中示出的那種圓形的焊區(qū)電極或橢圓形的焊區(qū)電極、圖24或圖25中示出的那種在所希望的部分的角部形成園角或倒角的形狀。此外，也可如圖26中那樣，只將第1焊區(qū)電極101的形狀作成如上述那樣的形狀，而將第2焊區(qū)電極201或焊區(qū)電極開口部的形狀作成現(xiàn)有的形狀、例如四角形。再者，也可作成部分地采用或組合地采用這些形狀作為第1焊區(qū)電極101的形狀。
(實施例4)再者，即使焊區(qū)電極是經(jīng)大面積的連接孔重疊了第1金屬電極與第2金屬電極的結(jié)構(gòu)、將連接孔的主要的平面形狀作成圓形、橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的多角形、對至少一個角部進行倒角或作成園角的多角形的某一種、或其部分的形狀或其組合，也可得到同樣的效果。所謂「大面積的連接孔」，是在主電極層的平面形狀的外周的內(nèi)側(cè)附近具有沿主電極層的外周的形狀的連接孔。在圖27A、B中示出這樣的本發(fā)明的另一實施例的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖27B中所示，焊區(qū)電極在主電極層101的下方包含下側(cè)電極層250。在焊區(qū)電極開口部204中露出了主電極層101。利用連接孔251連接了主電極層101與下側(cè)電極層205間。連接孔251，如圖27A中所示，是所謂的大面積的連接孔，即，在主電極層的101的平面形狀的外周的內(nèi)側(cè)附近具有沿主電極層101的外周的形狀的外周的連接孔。其它方面與圖11B中示出的結(jié)構(gòu)相同。
在圖28～圖30中示出圖27A、B中示出的結(jié)構(gòu)的制造方法。
如圖28中所示，到形成第1金屬(W)布線層10為止，與圖122A、B中示出的現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的制造方法(圖123～圖126)相同。
在第1金屬(W)布線層10上，利用等離子CVD法等的方法淀積由氧化硅膜等的絕緣膜11a、氮化硅膜11b、氧化硅膜等的絕緣膜11c構(gòu)成的3層結(jié)構(gòu)的第1層間絕緣膜11。
再者，使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在第1層間絕緣膜11的所需要的部分上形成第1通孔12和第2布線槽13。在形成第2布線槽13時，同時在設(shè)置第1焊區(qū)電極的部分上也形成布線槽，但將其形狀作成內(nèi)角比90°大的多角形，例如作成正八角形。
其后，在整個面上淀積下敷膜14a和銅(Cu)膜14b、14c，以便填埋第1通孔12和第2布線槽13(包含下側(cè)電極層的形成部分)，利用化學(xué)機械研磨法除去第1通孔12和第2布線槽13以外的銅14c、14b、下敷膜14a，形成第2埋入金屬(Cu)布線層14和下側(cè)電極層。
如圖29中所示，在第2金屬(Cu)的布線層14上，利用等離子CVD法等的方法淀積由氮化硅膜15a、氧化硅膜等絕緣膜15b、氮化硅膜15c、氧化硅膜等絕緣膜15d構(gòu)成的4層結(jié)構(gòu)的第2層間絕緣膜15。使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在第2層間絕緣膜15的所需要的部分上形成第2通孔16和第3布線槽17。此時，在第2通孔形成時，在下側(cè)電極層上同時形成連接孔251，但將其平面形狀也作成內(nèi)角比90°大的多角形，例如作成正八角形。
此外，在第3布線槽形成時，在設(shè)置主電極層的部分上也形成布線槽，但將其形狀也作成內(nèi)角比90°大的多角形，例如作成正八角形。
利用與上述同樣的方法，在整個面上淀積下敷膜100a和銅膜100b、100c以便填埋第2通孔16、第3布線槽17、下側(cè)電極層上的連接孔251、主電極層101后，用化學(xué)機械研磨法除去不需要的部分，由此形成第3埋入金屬(Cu)布線層100和主電極層101。
如圖30中所示，在第3埋入金屬(Cu)布線層100和第2焊區(qū)電極101上淀積了作為銅的防止擴散層的致密的氮化硅膜202a后，以約1.0μm淀積氮化硅膜、氧化硅膜、硅氧化氮化膜或這些膜的層疊結(jié)構(gòu)膜等的保護絕緣膜202b。再者，根據(jù)需要在其上作為第2保護絕緣膜形成厚度為5μm～10μm的聚酰亞胺等的緩沖覆蓋膜203，為了利用引線鍵合法等的方法與外部端子(未圖示)連接，在主電極層101的所希望的部分上設(shè)置開口部204。
如上所述，按照本發(fā)明的實施例，如圖27A、B中所示，由于作成經(jīng)大面積的連接孔251重疊了用埋入金屬布線層形成焊區(qū)電極的下側(cè)電極層250和主電極層101的結(jié)構(gòu)，而且，將下側(cè)電極層250和連接孔251的至少一方的形狀作成正八角形，故由于即使在鍵合引線等的與外部端子連接時施加負載或沖擊力，因增加了焊區(qū)電極的有效厚度，也可使其得到緩和，此外，與四角形的情況相比，也可大幅度地減少朝向應(yīng)力容易集中的下側(cè)電極層250或連接孔251的角部的應(yīng)力集中。因此，可防止在層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
因而，由于能在可充分地確保與外部端子的連接強度的條件下進行引線鍵合，故具有下述效果能穩(wěn)定地且容易地進行連接，能以低成本得到高質(zhì)量的半導(dǎo)體裝置。
此外，在縮小了必須相對地提高鍵合時的負載或沖擊力的容許值的焊區(qū)電極的情況下也成為有效的方法。
再者，由于最上層的金屬布線層是重疊了第3金屬布線層100與第4金屬布線200的層，有效膜厚變厚，故在降低電阻、減少布線延遲或噪聲容限方面，也是有效的。
再者，通常，考慮引線鍵合等的與外部端子的連接可靠性，使用約0.8μm～1.5μm比較厚的膜的金屬布線作為最上層的金屬(Cu)布線層。但通過作成如本實施例那樣的經(jīng)大面積的連接孔重疊了焊區(qū)電極的結(jié)構(gòu)，由于可增加有效的焊區(qū)電極的厚度，故也可作成使最上層的金屬(Cu)布線的厚度適合于微細化的更薄的布線層。
再有，雖然敘述了作成在經(jīng)大面積的連接孔重疊了下側(cè)電極層和主電極層的結(jié)構(gòu)、下側(cè)電極層250的形狀為正八角形的情況，但即使作成使所希望的內(nèi)角比90°大的多角形，也可得到同樣的效果。
此外，在圖31中示出剖面圖，但也可在平面圖中將下側(cè)電極層250作成圖32中示出的那種圓形的焊區(qū)電極或橢圓形的焊區(qū)電極、圖33或圖34中示出的那種在所希望的部分的角部形成園角或倒角的形狀。此外，也可如圖35中那樣，只將下側(cè)電極層250的形狀作成如上述那樣的形狀，而將連接孔251、主電極層101或焊區(qū)電極開口部204的形狀作成現(xiàn)有的形狀、例如四角形。再者，也可作成部分地采用或組合地采用這些形狀作為下側(cè)電極層250的形狀。
(實施例5)再者，在焊區(qū)電極經(jīng)大面積的連接孔重疊了下側(cè)電極層與主電極層的結(jié)構(gòu)中，部分地加厚下側(cè)電極層的厚度、作成下側(cè)突出部。即使將該下側(cè)突出部的主要的平面形狀作成作成圓形、橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的多角形、對至少一個角部進行倒角或作成園角的多角形的某一種、或其部分的形狀或其組合，也可得到同樣的效果。在圖36中示出這樣的本發(fā)明的另一實施例的半導(dǎo)體裝置的結(jié)構(gòu)。
如圖36B中所示，焊區(qū)電極在下側(cè)電極層250的下側(cè)包含下側(cè)突出部240。其它方面與實施例4中示出的結(jié)構(gòu)相同。
在圖37～圖39中示出圖36A、B中示出的結(jié)構(gòu)的制造方法。
如圖37中所示，到形成第1金屬(W)布線層10為止，與圖122中示出的現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置的制造方法(圖123～圖124)相同。
在第1金屬(W)布線層10上，利用等離子CVD法等的方法淀積由氮化硅膜230a、氧化硅膜等的絕緣膜230b、氮化硅膜230c、氧化硅膜等的絕緣膜230d構(gòu)成的4層結(jié)構(gòu)的第1層間絕緣膜230。再者，使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在第1層間絕緣膜230的所需要的部分上形成第1通孔12和第2布線槽13。
在第1通孔12形成時，在下側(cè)電極層形成區(qū)域的一部分上同時形成凹部240，但將其形狀作成內(nèi)角比90°大的多角形，例如正八角形。
再有，氮化硅膜230a是為了在第1通孔12形成時防止下側(cè)電極層形成區(qū)域的凹部240被過度刻蝕，在將氮化硅膜230a作為中止膜進行了干法刻蝕后，通過對氮化硅膜230a進行輕刻蝕，能以良好的控制性來加工凹部。
此外，在形成第2布線槽13時，在設(shè)置下側(cè)電極層的區(qū)域中也形成布線槽，但該形狀也同樣作成內(nèi)角比90°大的多角形，例如正八角形。
其后，在整個面上淀積下敷膜14a和銅膜14b、14c以便填埋第1通孔12、第2布線槽13、下側(cè)電極層形成區(qū)域部后，用化學(xué)機械研磨法除去不需要的部分的銅膜14c、14b、下敷膜14a，由此形成第2埋入金屬(Cu)布線層14和具有部分地成為厚膜的部分240的下側(cè)電極層250。
如圖38中所示，在第2金屬(Cu)的布線層14、下側(cè)電極層250上，利用等離子CVD法等的方法淀積由氮化硅膜15a、氧化硅膜等絕緣膜15b、氮化硅膜15c、氧化硅膜等絕緣膜15d構(gòu)成的4層結(jié)構(gòu)的第2層間絕緣膜15。使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在第2層間絕緣膜15的所需要的部分上形成第2通孔16和第3布線槽17。
此時，在第2通孔形成時，在下側(cè)電極層上也同時形成連接孔251，但其平面形狀也作成內(nèi)角比90°大的多角形，例如正八角形。
此外，在第3布線槽形成時，在設(shè)置主電極層的部分上也形成布線槽，但其形狀也作成內(nèi)角比90°大的多角形，例如正八角形。
利用與上述同樣的方法，在整個面上淀積下敷膜100a和銅膜100b、100c以便填埋第2通孔16、第3布線槽17、第1焊區(qū)電極上的連接孔251、第2焊區(qū)電極形成部101，通過用化學(xué)機械研磨法除去不需要的部分，由此形成第3埋入金屬(Cu)布線層100和主電極層101。
如圖39中所示，在第3埋入金屬(Cu)布線層100和主電極層101上淀積了作為銅的防止擴散層的致密的氮化硅膜202a后，以約1.0μm淀積氮化硅膜、氧化硅膜、硅氧化氮化膜或這些膜的層疊結(jié)構(gòu)膜等的保護絕緣膜202b。再者，根據(jù)需要在其上作為第2保護絕緣膜形成厚度為5μm～10μm的聚酰亞胺等的緩沖覆蓋膜203，為了利用引線鍵合法等的方法與外部端子(未圖示)連接，在焊區(qū)電極101的所希望的部分上設(shè)置開口部204。
(作用、效果)如上所述，按照本發(fā)明的實施例，如圖36A、B中所示，由于作成經(jīng)大面積的連接孔251重疊了用埋入金屬布線層形成焊區(qū)電極的下側(cè)電極層250和主電極層101的結(jié)構(gòu)，使下側(cè)電極層250的一部分的厚度朝下加厚，成為下側(cè)突出部240，而且，將該部分240的形狀作成正八角形，故由于即使在鍵合引線等的與外部端子連接時施加負載或沖擊力，因增加了焊區(qū)電極的有效厚度，可使其得到緩和，此外，與四角形的情況相比，也可大幅度地減少朝向應(yīng)力容易集中的下側(cè)電極層的下側(cè)突出部240的角部的應(yīng)力集中。因此，可防止在層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
因而，由于能在可充分地確保與外部端子的連接強度的條件下進行引線鍵合，故具有下述效果能穩(wěn)定地且容易地進行連接，能以低成本得到高質(zhì)量的半導(dǎo)體裝置。
此外，在縮小了必須相對地提高鍵合時的負載或沖擊力的容許值的焊區(qū)電極的情況下，也成為有效的方法。
再者，通常，考慮引線鍵合等的與外部端子的連接可靠性，使用約0.8μm～1.5μm比較厚的膜的金屬布線作為最上層的金屬(Cu)布線層，但通過作成如本實施例那樣的經(jīng)大面積的連接孔重疊了焊區(qū)電極的結(jié)構(gòu)，由于可增加有效的焊區(qū)電極的厚度，故也可作成使最上層的金屬(Cu)布線的厚度適合于微細化的更薄的布線層。
再有，在圖36A、B中，敘述了作成在經(jīng)大面積的連接孔重疊了下側(cè)電極層和主電極層的結(jié)構(gòu)、下側(cè)電極層的下側(cè)突出部240的形狀為正八角形的情況，但即使作成使所希望的內(nèi)角比90°大的多角形，也可得到同樣的效果。
此外，在圖40中示出剖面圖，但也可在平面圖中將下側(cè)電極層的下側(cè)突出部240作成圖41中示出的那種圓形的焊區(qū)電極或橢圓形的焊區(qū)電極、圖42或圖43中示出的那種在所希望的部分的角部形成園角或倒角的形狀。
此外，也可如圖44中那樣，只將下側(cè)電極層的下側(cè)突出部240的形狀作成如上述那樣的形狀，而將下側(cè)電極層250、連接孔251、主電極層101或焊區(qū)電極開口部204的形狀作成現(xiàn)有的形狀、例如四角形。
再者，也可作成部分地采用或組合地采用這些形狀作為下側(cè)電極層的下側(cè)突出部240的形狀。
(實施例6)再者，在焊區(qū)電極的至少一部分由埋入金屬布線層構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中，即使在焊區(qū)電極的角部設(shè)置應(yīng)力緩沖用絕緣壁，也可得到同樣的效果。
在圖45A～C中示出這樣的本實施例中的半導(dǎo)體裝置。
如圖45A中所示，在焊區(qū)電極的角部區(qū)域中有應(yīng)力緩沖用絕緣壁301，使其作為應(yīng)力緩沖用金屬(Cu)層300對該角部區(qū)域進行分離分割。其它方面與圖1中示出的結(jié)構(gòu)相同。
在圖45A～C中示出的制造半導(dǎo)體裝置的方法與在圖1A、B中示出的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的制造方法相同。
即，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)形成了圖129中示出的結(jié)構(gòu)后，如圖2中所示，在第2金屬(Cu)的布線層14上，利用等離子CVD法等的方法淀積由氮化硅膜(SiN)15a、氧化硅膜(SiO)等絕緣膜15b、氮化硅膜(SiN)15c、氧化硅膜(SiO)等絕緣膜15d構(gòu)成的4層結(jié)構(gòu)的第2層間絕緣膜15作為銅(Cu)的防止擴散層。
使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在第2層間絕緣膜15的所需要的部分上形成第2通孔16和作為第3布線槽17的凹部。此時，雖然同時在設(shè)置焊區(qū)電極的部分上形成凹部，但在該形狀的角部區(qū)域中形成用于形成應(yīng)力緩沖用絕緣壁的絕緣壁凹部。所謂絕緣壁凹部，是成為圖48的應(yīng)力緩沖用金屬層300的凹部，被形成為在圖45A、圖49～圖51、圖52A、圖53A中例示的應(yīng)力緩沖用金屬層300那樣的平面形狀。
利用與上述同樣的方法，在整個面上以約1.5μm～3.0μm淀積下敷膜100a和銅籽膜100b、銅電鍍膜100c以便填埋第2通孔16和第3布線槽17后，用化學(xué)機械研磨法除去不需要部分的銅膜18c、18b、下敷膜18a，形成第3埋入金屬(Cu)布線層100、焊區(qū)電極101、應(yīng)力緩沖用金屬層300。
其后的工序與在實施例1中已說明的工序相同。
(作用、效果)按照本實施例，如圖46、圖47中所示那樣，在焊區(qū)電極的角部放置應(yīng)力緩沖用金屬層300，在與焊區(qū)電極101之間設(shè)置了應(yīng)力緩沖用絕緣壁301。因此，即使在引線鍵合等與外部端子的連接時對焊區(qū)電極101施加負載或沖擊力304、305，特別是在容易引起應(yīng)力集中的焊區(qū)電極角部上，通過應(yīng)力緩沖用絕緣壁301發(fā)生微小的彈性變形，也可緩沖應(yīng)力，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止焊區(qū)電極101角部的層間膜裂紋。
再有，在圖45A～C中，通過在焊區(qū)電極101的角部放置三角形的應(yīng)力緩沖用金屬(Cu)層300，設(shè)置了應(yīng)力緩沖用絕緣壁301，但即使是其它形狀的絕緣壁，也可得到同樣的效果。此外，也可設(shè)置多個絕緣壁。
例如，如在圖48中示出剖面圖、在圖49～圖52B中示出平面圖那樣，如果通過在焊區(qū)電極101的角部放置多個應(yīng)力緩沖用金屬層300，設(shè)置多個應(yīng)力緩沖用絕緣壁301，則可進一步提高效果。此外，也可如圖53A、B中所示那樣，使放置于焊區(qū)電極101的角部的應(yīng)力緩沖用金屬層300的朝下的厚度與其它焊區(qū)電極部分不同。
(實施例7)再者，在焊區(qū)電極的至少一部分由埋入金屬布線層構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中，即使金屬電極的厚度部分地朝下變厚、在該角部的區(qū)域中設(shè)置應(yīng)力緩沖用絕緣壁，也可得到同樣的效果。
(結(jié)構(gòu))在圖54A～C中示出這樣的本實施例中的半導(dǎo)體裝置。
焊區(qū)部包含下側(cè)突出部150。下側(cè)突出部150在其角部區(qū)域中包含分離角部的應(yīng)力緩沖用絕緣壁311，作為應(yīng)力緩沖用金屬層310。
(作用、效果)按照本實施例，如圖54A～C中所示那樣，在焊區(qū)電極的下側(cè)突出部的角部放置應(yīng)力緩沖用金屬(Cu)層310，在與焊區(qū)電極的下側(cè)突出部150之間設(shè)置了應(yīng)力緩沖用絕緣壁311。
因此，即使在引線鍵合等與外部端子的連接時對焊區(qū)電極的下側(cè)突出部150施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)突出部的角部上，通過應(yīng)力緩沖用絕緣壁311發(fā)生微小的彈性變形，也可緩沖應(yīng)力，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止焊區(qū)電極厚膜部分150角部的層間膜裂紋。
再有，在圖54A～C中，通過在焊區(qū)電極厚膜部分150的角部放置三角形的應(yīng)力緩沖用金屬層310，設(shè)置了應(yīng)力緩沖用絕緣壁311，但即使是其它形狀的絕緣壁，也可得到同樣的效果。此外，也可設(shè)置多個絕緣壁。
例如，如圖55～圖57中所示，作為放置于焊區(qū)電極厚膜部分150的角部的應(yīng)力緩沖用金屬(Cu)層310，可作成四角形或四分之一圓等的形狀。
此外，如在圖58～圖59A、B中示出那樣，如果通過在焊區(qū)電極厚膜部分150的角部放置多個應(yīng)力緩沖用金屬(Cu)層310，設(shè)置多個應(yīng)力緩沖用絕緣壁311，則可進一步提高效果。
此外，也可如圖60A、B中那樣，通過重疊配置在下側(cè)突出部150的角部的應(yīng)力緩沖用金屬(Cu)層310與配置在上部的焊區(qū)電極101角部的應(yīng)力緩沖用金屬層，如圖60B中所示，可形成到達焊區(qū)電極表面的絕緣壁301、311。
(實施例8)(結(jié)構(gòu))再者，在焊區(qū)電極的至少一部分由埋入金屬布線層構(gòu)成、焊區(qū)電極包含主電極層101和在其上形成的上側(cè)電極層201的結(jié)構(gòu)中，如圖61A～C中所示，即使在主電極層101的角部的區(qū)域中設(shè)置應(yīng)力緩沖用絕緣壁321，也可得到同樣的效果。除了在主電極層101的角部的區(qū)域中有應(yīng)力緩沖用絕緣壁321以外，與實施例3中的結(jié)構(gòu)(參照圖19A、B)相同。
(作用、效果)按照本實施例，如圖61A～C中所示那樣，在主電極層101的角部的區(qū)域中設(shè)置應(yīng)力緩沖用金屬層320，在與主電極層101之間設(shè)置了應(yīng)力緩沖用絕緣壁321。
因此，即使在引線鍵合等與外部端子的連接時對焊區(qū)電極施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的主電極層101的角部上，通過應(yīng)力緩沖用絕緣壁321發(fā)生微小的彈性變形，也可緩沖應(yīng)力，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止主電極層101的角部的層間膜裂紋。
再有，在圖61A～C中示出的例子中，通過在主電極層101的角部放置三角形的應(yīng)力緩沖用金屬層320，設(shè)置了應(yīng)力緩沖用絕緣壁321，但即使是其它形狀的絕緣壁，也可得到同樣的效果。此外，也可設(shè)置多個絕緣壁。
例如，如圖62中示出剖面、在圖63或圖64中示出平面圖那樣，作為放置于主電極層101的角部的應(yīng)力緩沖用金屬布線320，可作成四角形或四分之一圓等的形狀。
此外，如在圖65或圖66A、B中示出那樣，如果通過在主電極層101的角部放置多個應(yīng)力緩沖用金屬層320，設(shè)置多個應(yīng)力緩沖用絕緣壁321，則可進一步提高效果。此外，如圖67A、B中所示，也可使放置于主電極層101的角部的應(yīng)力緩沖用金屬層320的下方向的厚度與其它主電極層101的深度不同。
(實施例9)(結(jié)構(gòu))再者，在焊區(qū)電極的至少一部分由埋入金屬布線層構(gòu)成、焊區(qū)電極經(jīng)大面積的連接孔重疊了下側(cè)電極層和主電極層的結(jié)構(gòu)中，即使在下側(cè)電極層的角部的區(qū)域或連接孔的角部上設(shè)置應(yīng)力緩沖用絕緣壁，也可得到同樣的效果。在圖68A～C中示出本實施例中的半導(dǎo)體裝置。
除了在下側(cè)電極層的角部的區(qū)域或連接孔的角部上設(shè)置了應(yīng)力緩沖用絕緣壁以外，與實施例4中的結(jié)構(gòu)(參照圖27A、B)相同。
(作用、效果)按照本實施例，如圖68A～C中所示那樣，在下側(cè)電極層250的角部的區(qū)域中設(shè)置應(yīng)力緩沖用金屬層330，在與下側(cè)電極層250之間設(shè)置應(yīng)力緩沖用絕緣壁331。
因此，即使在引線鍵合等與外部端子的連接時對焊區(qū)電極施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)電極層250的角部上，通過應(yīng)力緩沖用絕緣壁331發(fā)生微小的彈性變形，也可緩沖應(yīng)力，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止下側(cè)電極層250的角部的層間膜裂紋。
再有，在圖68A～C中，通過在下側(cè)電極層250的角部放置三角形的應(yīng)力緩沖用金屬層330，設(shè)置了應(yīng)力緩沖用絕緣壁331，但即使是其它形狀的絕緣壁，也可得到同樣的效果。此外，也可設(shè)置多個絕緣壁。
例如，如圖69中示出剖面、在圖70或圖71中示出平面圖那樣，作為放置于下側(cè)電極層250的角部的應(yīng)力緩沖用金屬層330，可作成四角形或四分之一圓等的形狀。此外，如在圖72或圖73A、B中示出那樣，如果通過在下側(cè)電極層250的角部放置多個應(yīng)力緩沖用金屬層330，設(shè)置多個應(yīng)力緩沖用絕緣壁331，則可進一步提高效果。此外，如圖74A、B、圖75A、B中所示，也可不僅設(shè)置下側(cè)電極層250的角部的應(yīng)力緩沖用金屬層330，而且在連接孔251的角部或主電極層101的角部上也設(shè)置同樣的應(yīng)力緩沖用金屬層320、300，以重疊這些層的形態(tài)構(gòu)成應(yīng)力緩沖用絕緣壁331、321、301。
此外，也可如圖76A、B中所示，只在大面積的連接孔251的角部放置應(yīng)力緩沖用金屬層320，只在與連接孔251之間設(shè)置應(yīng)力緩沖用絕緣壁321。
(實施例10)(結(jié)構(gòu))再者，在焊區(qū)電極的至少一部分由埋入金屬布線層構(gòu)成、焊區(qū)電極包含重疊了下側(cè)電極層與主電極層的結(jié)構(gòu)、具有下側(cè)電極層的厚度朝下部分地變厚的下側(cè)突出部的結(jié)構(gòu)中，即使在該角部的區(qū)域中設(shè)置應(yīng)力緩沖用絕緣壁，也可得到同樣的效果。在圖77A～C中示出本實施例中的半導(dǎo)體裝置。
除了在下側(cè)突出部的角部的區(qū)域中設(shè)置了應(yīng)力緩沖用絕緣壁這一點以外，與實施例5中的結(jié)構(gòu)(參照圖36A、B)相同。
(作用、效果)按照本實施例，如圖77A～C中所示那樣，在下側(cè)電極層250的下側(cè)突出部240的角部上放置應(yīng)力緩沖用金屬層340，在與下側(cè)突出部240之間設(shè)置應(yīng)力緩沖用絕緣壁341。因此，即使在引線鍵合等與外部端子的連接時對主電極層101施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)突出部240的角部上，通過應(yīng)力緩沖用絕緣壁341發(fā)生微小的彈性變形，也可緩沖應(yīng)力，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止下側(cè)突出部240的角部的層間膜裂紋。
再有，在圖77A～C中，通過在下側(cè)突出部240的角部上放置三角形的應(yīng)力緩沖用金屬層340，設(shè)置了應(yīng)力緩沖用絕緣壁341，但即使是其它形狀的絕緣壁，也可得到同樣的效果。此外，也可設(shè)置多個絕緣壁。
例如，如圖78～圖80中所示，作為放置于第1焊區(qū)電極厚膜部240的角部的應(yīng)力緩沖用金屬層340，可作成四角形或四分之一圓等的形狀。此外，如在圖81或圖82中示出那樣，如果通過在第1焊區(qū)電極厚膜部240的角部放置多個應(yīng)力緩沖用金屬層340，設(shè)置多個應(yīng)力緩沖用絕緣壁341，則可進一步提高效果。此外，如圖83A、B、圖84A、B、圖85A、B中所示，也可不僅設(shè)置下側(cè)突出部240的角部的應(yīng)力緩沖用金屬層340，而且在下側(cè)電極層250的角部、連接孔251的角部或主電極層101的角部上也設(shè)置同樣的應(yīng)力緩沖用金屬層330、320、300，以重疊這些層的形態(tài)構(gòu)成應(yīng)力緩沖用絕緣壁341、331、321、301。
(實施例11)(結(jié)構(gòu))再者，在焊區(qū)電極的至少一部分由埋入金屬布線層構(gòu)成的結(jié)構(gòu)中，即使在焊區(qū)電極的角部的區(qū)域中設(shè)置應(yīng)力緩沖用突出部，也可得到同樣的效果。在圖86A～C中示出本實施例中的半導(dǎo)體裝置。
除了在焊區(qū)電極101的角部的區(qū)域中設(shè)置了應(yīng)力緩沖用突出部400這一點以外，與實施例1中的結(jié)構(gòu)(參照圖1A、B)相同。
(制造方法)在圖86A～C中示出的制造半導(dǎo)體裝置的方法與在圖1A、B中示出的實施例1中的半導(dǎo)體裝置的制造方法相同。
即，在根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)形成了圖129中示出的結(jié)構(gòu)后，如圖2中所示，在第2金屬(Cu)的布線層14上，利用等離子CVD法等的方法淀積由氮化硅膜(SiN)15a、氧化硅膜(SiO)等絕緣膜15b、氮化硅膜(SiN)15c、氧化硅膜(SiO)等絕緣膜15d構(gòu)成的4層結(jié)構(gòu)的第2層間絕緣膜15作為銅(Cu)的防止擴散層。
使用照相制版、刻蝕技術(shù)，在第2層間絕緣膜15的所需要的部分上形成第2通孔16和作為第3布線槽17的凹部。此時，雖然同時在設(shè)置焊區(qū)電極的部分上形成凹部，但在該形狀的角部區(qū)域中形成用于形成應(yīng)力緩沖用突出部的緩沖用凹部。所謂緩沖用凹部，是成為圖86A、B、圖89的應(yīng)力應(yīng)力緩沖用突出部400的凹部，被形成為在圖90～圖92、圖93A中例示的應(yīng)力緩沖用突出部400、401、402那樣的平面形狀。
利用與上述同樣的方法，在整個面上以約1.5μm～3.0μm淀積下敷膜100a和銅籽膜100b、銅電鍍膜100c以便填埋第2通孔16和第3布線槽17后，用化學(xué)機械研磨法除去不需要部分的銅膜18c、18b、下敷膜18a，形成第3埋入金屬(Cu)布線層100、焊區(qū)電極101、應(yīng)力緩沖用突出部400、401、402。
其后的工序與在實施例1中已說明的工序相同。
(作用、效果)按照本實施例，如圖86A～C中所示那樣，在焊區(qū)電極101的角部上設(shè)置了應(yīng)力緩沖用突出部400，在與下側(cè)突出部240之間設(shè)置應(yīng)力緩沖用突出部341。因此，即使在引線鍵合等與外部端子的連接時對主電極層101施加負載或沖擊力304、305，特別是在容易引起應(yīng)力集中的焊區(qū)電極101的角部上，如圖87、圖88中所示，通過應(yīng)力緩沖用突出部400發(fā)生微小的彈性變形，起到緩沖應(yīng)力的作用，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)306。因而，可防止焊區(qū)電極101的角部的層間膜裂紋。
再有，在圖86A～C中，在焊區(qū)電極101的角部上設(shè)置了四角形的應(yīng)力緩沖用突出部400，但即使是其它形狀的應(yīng)力緩沖用突出部，也可得到同樣的效果。此外，也可設(shè)置多個應(yīng)力緩沖用突出部。
例如，如圖89～圖91中所示，作為放置于焊區(qū)電極101的角部的應(yīng)力緩沖用突出部400，也可使用圓或橢圓的一部分、或多角形的一部分等的其它的圖形等。此外，如在圖92中示出那樣，也可在焊區(qū)電極101的角部上組合地配置多個應(yīng)力緩沖用突出部401、402。此外，為了具有更高的應(yīng)力緩沖效果，也可如圖93A、B中所示，作成除去了應(yīng)力緩沖用突出部400上的保護絕緣膜102、103的結(jié)構(gòu)。
(實施例12)(結(jié)構(gòu))再者，在焊區(qū)電極的至少一部分由埋入金屬布線層構(gòu)成、具有焊區(qū)電極的厚度朝下部分地變厚的下側(cè)突出部的結(jié)構(gòu)中，即使在下側(cè)突出部的角部的區(qū)域中設(shè)置應(yīng)力緩沖用突出部，也可得到同樣的效果。在圖94A～C中示出本實施例中的半導(dǎo)體裝置。
(作用、效果)按照本實施例，如圖94A～C中所示那樣，在下側(cè)突出部150的角部上設(shè)置了應(yīng)力緩沖用突出部410。因此，即使在引線鍵合等與外部端子的連接時對焊區(qū)電極101施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)突出部150的角部上，通過應(yīng)力緩沖用突出部發(fā)生微小的彈性變形，也可起到緩沖應(yīng)力的作用，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止下側(cè)突出部150的角部的層間膜裂紋。
再有，在圖94A～C中，通過在下側(cè)突出部150的角部上設(shè)置了四角形的應(yīng)力緩沖用突出部410，但即使是其它形狀的應(yīng)力緩沖用突出部，也可得到同樣的效果。此外，也可組合地設(shè)置多個應(yīng)力緩沖用突出部。
例如，如圖95～圖97中所示，作為放置于下側(cè)突出部150的角部的應(yīng)力緩沖用突出部410，可使用圓或橢圓的一部分、或多角形的一部分等的其它的圖形等。此外，如在圖98中示出那樣，也可在下側(cè)突出部150的角部上組合地配置多個應(yīng)力緩沖用突出部421、412。此外，為了具有更高的應(yīng)力緩沖效果，也可如圖99A、B中所示，作成除去了應(yīng)力緩沖用突出部410上的保護絕緣膜102、103的結(jié)構(gòu)。再者，也可如圖100那樣，在下側(cè)突出部150的角部及焊區(qū)電極101的角部這兩者上設(shè)置應(yīng)力緩沖用突出部410、400，而且，組合起來實施除去應(yīng)力緩沖用突出部的上部的保護絕緣膜102、103等的多個對策。
(實施例13)(結(jié)構(gòu))再者，在焊區(qū)電極的至少一部分由埋入金屬布線層構(gòu)成、焊區(qū)電極包含主電極層和在其上形成的上側(cè)電極層的結(jié)構(gòu)中，即使在主電極層的角部的區(qū)域中設(shè)置應(yīng)力緩沖用突出部，也可得到同樣的效果。在圖101A～C中示出本實施例中的半導(dǎo)體裝置。除了在主電極層的角部的區(qū)域中存在應(yīng)力緩沖用突出部這一點以外，與實施例3的結(jié)構(gòu)(參照圖19A、B)相同。
(作用、效果)按照本實施例，如圖101A～C中所示那樣，在主電極層101的角部上設(shè)置了應(yīng)力緩沖用突出部420。因此，即使在引線鍵合等與外部端子的連接時對上側(cè)電極層201施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的主電極層101的角部上，通過應(yīng)力緩沖用突出部420發(fā)生微小的彈性變形，也可起到緩沖應(yīng)力的作用，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止主電極層101的角部的層間膜裂紋。
再有，在圖101A～C中，通過在主電極層101的角部上設(shè)置了四角形的應(yīng)力緩沖用突出部420，但即使是其它形狀的應(yīng)力緩沖用突出部，也可得到同樣的效果。此外，也可組合地設(shè)置多個應(yīng)力緩沖用突出部。
例如，如圖102～圖104中所示，作為放置于主電極層101的角部的應(yīng)力緩沖用突出部420，可使用圓或橢圓的一部分、或多角形的一部分等的其它的圖形等。此外，如在圖105中示出那樣，也可在主電極層101的角部上組合地配置多個應(yīng)力緩沖用突出部421、412。此外，為了具有更高的應(yīng)力緩沖效果，也可如圖106A、B中所示，作成除去了應(yīng)力緩沖用突出部420上的保護絕緣膜202、203的結(jié)構(gòu)。再者，也可如圖107A、B中所示那樣，在主電極層101的角部及焊區(qū)電極101的角部這兩者上設(shè)置應(yīng)力緩沖用突出部420、430，而且，組合起來實施除去應(yīng)力緩沖用突出部的上部的保護絕緣膜102、103等的多個對策。
(實施例14)再者，即使焊區(qū)電極的至少一部分由埋入金屬布線層構(gòu)成、焊區(qū)電極包含經(jīng)連接孔重疊了下側(cè)電極層與主電極層的結(jié)構(gòu)、在下側(cè)電極層的角部的區(qū)域中設(shè)置應(yīng)力緩沖用突出部，也可得到同樣的效果。在圖108A～C中示出本實施例中的半導(dǎo)體裝置。除了在下側(cè)電極層的角部的區(qū)域中存在應(yīng)力緩沖用突出部這一點以外，與實施例4的結(jié)構(gòu)(參照圖27A、B)相同。
按照本實施例，如圖108A～C中所示那樣，在下側(cè)電極層250的角部上設(shè)置了應(yīng)力緩沖用突出部440。
因此，即使在引線鍵合等與外部端子的連接時對主電極層101施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)電極層250的角部上，通過應(yīng)力緩沖用突出部440發(fā)生微小的彈性變形，也可起到緩沖應(yīng)力的作用，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止下側(cè)電極層250的角部的層間膜裂紋。
再有，在圖108A～C中，通過在下側(cè)電極層250的角部上設(shè)置了四角形的應(yīng)力緩沖用突出部440，但即使是其它形狀的應(yīng)力緩沖用突出部，也可得到同樣的效果。此外，也可組合地設(shè)置多個應(yīng)力緩沖用突出部。
例如，如圖109～圖111中所示，作為放置于下側(cè)電極層250的角部的應(yīng)力緩沖用突出部440，可使用圓或橢圓的一部分、或多角形的一部分等的其它的圖形等。此外，如在圖112A、B中示出那樣，也可在下側(cè)電極層250的角部上組合地配置多個應(yīng)力緩沖用突出部441、442。此外，為了具有更高的應(yīng)力緩沖效果，也可如圖113A、B中所示，作成重疊下側(cè)電極層的角部的應(yīng)力緩沖用突出部440、連接孔251的角部的應(yīng)力緩沖用突出部443、除去了其上部的保護絕緣膜102、103的結(jié)構(gòu)。
再者，也可如圖114A、B中所示那樣，在下側(cè)電極層250的角部、連接孔251的角部、主電極層101的角部的全部角部上設(shè)置應(yīng)力緩沖用突出部440、443、400，而且，組合起來實施除去應(yīng)力緩沖用突出部的上部的保護絕緣膜102、103等的多個對策。
(實施例15)再者，即使焊區(qū)電極的至少一部分由埋入金屬布線層構(gòu)成、焊區(qū)電極包含經(jīng)連接孔重疊了下側(cè)電極層與主電極層的結(jié)構(gòu)、具有下側(cè)電極層的厚度朝下部分地變厚的下側(cè)突出部、在下側(cè)突出部的角部的區(qū)域中設(shè)置應(yīng)力緩沖用突出部，也可得到同樣的效果。在圖115A～C中示出本實施例中的半導(dǎo)體裝置。
除了在下側(cè)突出部的角部的區(qū)域中存在應(yīng)力緩沖用突出部這一點以外，與實施例5的結(jié)構(gòu)(參照圖36)相同。
(作用、效果)按照本實施例，如圖115A～C中所示那樣，在下側(cè)電極層的下側(cè)突出部240的角部上設(shè)置了應(yīng)力緩沖用突出部450。
因此，即使在引線鍵合等與外部端子的連接時對主電極層101施加負載或沖擊力，特別是在容易引起應(yīng)力集中的下側(cè)突出部240的角部上，通過應(yīng)力緩沖用突出部450發(fā)生微小的彈性變形，也可起到緩沖應(yīng)力的作用，因此，只對該部分的層間絕緣膜施加小的應(yīng)力(沖擊力)。因而，可防止下側(cè)突出部240的角部的層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。
再有，在圖115A～C中，通過在下側(cè)突出部240的角部上設(shè)置了四角形的應(yīng)力緩沖用突出部450，但即使是其它形狀的應(yīng)力緩沖用突出部，也可得到同樣的效果。此外，也可組合地設(shè)置多個應(yīng)力緩沖用突出部。
例如，如圖116～圖118中所示，作為放置于下側(cè)突出部240的角部的應(yīng)力緩沖用突出部450，可使用圓或橢圓的一部分、或多角形的一部分等的其它的圖形等。
此外，如在圖119中示出那樣，也可在下側(cè)突出部240的角部上組合地配置多個應(yīng)力緩沖用突出部451、452。此外，為了具有更高的應(yīng)力緩沖效果，也可如圖120A、B中所示，作成重疊下側(cè)突出部240的角部的應(yīng)力緩沖用突出部450、應(yīng)力緩沖用突出部250的角部的應(yīng)力緩沖用突出部453、連接孔251的角部的應(yīng)力緩沖用突出部454、除去了其上部的保護絕緣膜102、103的結(jié)構(gòu)。
再者，也可如圖121中所示那樣，也可在下側(cè)突出部240的角部、下側(cè)電極層250的角部、連接孔251的角部、主電極層101的角部的全部角部上設(shè)置應(yīng)力緩沖用突出部450、453、454、400，而且，組合起來實施除去應(yīng)力緩沖用突出部的上部的保護絕緣膜102、103等的多個對策。
按照本發(fā)明，由于將焊區(qū)電極作成規(guī)定的平面形狀、再者、作為焊區(qū)部，適當?shù)亟M合下側(cè)突出部、應(yīng)力緩沖用絕緣壁、應(yīng)力緩沖用突出部并包含這些部分，故即使在進行引線鍵合時對焊區(qū)電極施加負載或沖擊力，也可緩和朝向角部的應(yīng)力集中。其結(jié)果，可防止在角部附近的層間絕緣膜的裂紋的發(fā)生。這樣，因為增加了在引線鍵合時所容許的負載或沖擊力，故能以足夠的連接強度來進行引線鍵合，能制成可靠性高的半導(dǎo)體裝置。
盡管已結(jié)合優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述，但并不是旨在將本發(fā)明的范圍限制在所述的特定形式，恰恰相反，旨在包括所附的權(quán)利要求中確定的本發(fā)明范圍和精神中可包含的可選方案、修改方案及等同方案。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于具備包含實質(zhì)上由導(dǎo)電性的電極材料構(gòu)成的焊區(qū)部和在上述焊區(qū)部的至少底面和側(cè)面上覆蓋上述焊區(qū)部的至少一部分的下敷膜的焊區(qū)電極，上述下敷膜的材料是比上述電極材料硬的材料，上述焊區(qū)電極包含具有上述電極材料的主電極層和與上述主電極層的上側(cè)相接的上側(cè)電極層，上述主電極層是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀，上述主電極層在第1層間絕緣膜內(nèi)形成，在上述第1層間絕緣膜和上述上側(cè)電極層上具有保護膜，上述保護膜在上述焊區(qū)電極上具有開口部。
2.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述主電極層包含在其角部區(qū)域中分割上述焊區(qū)部的應(yīng)力緩沖用絕緣壁。
3.如權(quán)利要求1中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述主電極層包含在其角部區(qū)域中突出的應(yīng)力緩沖用突出部。
4.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有半導(dǎo)體基板；在上述半導(dǎo)體基板上，具有晶體管和第1層間絕緣膜的第1層；在上述第1層上，具有布線和第2層間絕緣膜的第2層；在上述第2層上，具有第3層間絕緣膜、在上述第3層間絕緣膜內(nèi)的第1溝、在上述第1溝的側(cè)面和底面上形成的下敷膜、和含有在上述第1溝內(nèi)的上述下敷膜上形成的銅的第1金屬部的第3層；和在上述第3層上，具有保護膜、和在上述第1金屬部上的上述保護膜內(nèi)形成的開口部的第4層；上述下敷膜比上述第1金屬部硬；上述第1金屬部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀；通過上述開口部將導(dǎo)線或凸點電極連接到上述第1金屬部。
5.如權(quán)利要求4中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述導(dǎo)線或上述凸點電極通過含有鋁的第2金屬部連接到上述第1金屬部；上述第2金屬部設(shè)于上述第1金屬部之上并且在上述保護膜的上述開口部之下；上述第2金屬部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。
6.一種半導(dǎo)體裝置，其特征在于，具有半導(dǎo)體基板；在上述半導(dǎo)體基板上，具有晶體管和第1層間絕緣膜的第1層；在上述第1層上，具有布線和第2層間絕緣膜的第2層；在上述第2層上，具有第3層間絕緣膜、在上述第3層間絕緣膜內(nèi)的第1溝、在上述第1溝的側(cè)面和底面上形成的第1金屬膜、和含有在上述第1溝內(nèi)的上述第1金屬膜上形成的銅的第1金屬部的第3層；和在上述第3層上，具有保護膜、和在上述第1金屬部上的上述保護膜內(nèi)形成的開口部的第4層；上述第1金屬膜含有鉭或鈦；上述第1金屬部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀；通過上述開口部將導(dǎo)線或凸點電極連接到上述第1金屬部。
7.如權(quán)利要求6中所述的半導(dǎo)體裝置，其特征在于上述第1金屬膜含有氮；上述導(dǎo)線或上述凸點電極通過含有鋁的第2金屬部連接到上述第1金屬部；上述第2金屬部設(shè)于上述第1金屬部之上并且在上述保護膜的上述開口部之下；上述第2金屬部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。
8.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括準備半導(dǎo)體基板的工序；在上述半導(dǎo)體基板上，形成上述晶體管和第1層間絕緣膜而形成第1層的工序；在上述第1層上，形成布線和第2層間絕緣膜而形成第2層的工序；在上述第2層上，形成第3層間絕緣膜的工序；在上述第3層間絕緣膜內(nèi)，形成第1溝的工序；在上述第1溝的側(cè)面和底面以及上述第3層間絕緣膜上，形成下敷膜的工序；在上述第1溝內(nèi)的上述下敷膜上和上述第3層間絕緣膜上的上述下敷膜上，形成銅電鍍膜的工序；以化學(xué)機械磨研法，將上述第3層間絕緣膜上的上述下敷膜和上述銅電鍍膜除去，并通過在上述第1溝內(nèi)設(shè)置第1金屬部，形成由上述第3層間絕緣膜、上述下敷膜和上述第1金屬部構(gòu)成的第3層的工序；在上述第3層上，形成保護膜的工序；通過在上述第1金屬部上的上述保護膜上設(shè)置開口部，形成由上述保護膜和上述開口部構(gòu)成的第4層的工序；和通過上述開口部，將導(dǎo)線或凸點電極連接到上述第1金屬部的工序；上述第1溝的的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。
9.如權(quán)利要求8中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在上述形成第3層的工序和上述形成保護膜的工序之間，還具有，在上述第3層上淀積鋁膜的工序；和將上述鋁膜蝕刻并在上述第1金屬部上形成第2金屬部的工序；上述導(dǎo)線或上述凸點電極通過上述第2金屬部與上述第1金屬部連接；上述第2金屬部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。
10.一種半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于，包括準備半導(dǎo)體基板的工序；在上述半導(dǎo)體基板上，形成上述晶體管和第1層間絕緣膜而形成第1層的工序；在上述第1層上，形成布線和第2層間絕緣膜而形成第2層的工序；在上述第2層上，形成第3層間絕緣膜的工序；在上述第3層間絕緣膜內(nèi)，形成第1溝的工序；在上述第1溝的側(cè)面和底面以及上述第3層間絕緣膜上，形成含有鉭或鈦的第1金屬膜的工序；在上述第1溝內(nèi)的上述第1金屬膜上和上述第3層間絕緣膜上的上述第1金屬膜上，形成銅電鍍膜的工序；以化學(xué)機械磨研法，將上述第3層間絕緣膜上的上述第1金屬膜和上述銅電鍍膜除去，并通過在上述第1溝內(nèi)設(shè)置第1金屬部，形成由上述第3層間絕緣膜、上述第1金屬膜和上述第1金屬部構(gòu)成的第3層的工序；在上述第3層上，形成保護膜的工序；通過在上述第1金屬部上的上述保護膜上設(shè)置開口部，形成由上述保護膜和上述開口部構(gòu)成的第4層的工序；和通過上述開口部，將導(dǎo)線或凸點電極連接到上述第1金屬部的工序；上述第1溝的的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。
11.如權(quán)利要求10中所述的半導(dǎo)體裝置的制造方法，其特征在于在上述形成第3層的工序和上述形成保護膜的工序之間，還具有，在上述第3層上淀積鋁膜的工序；和將上述鋁膜蝕刻并在上述第1金屬部上形成第2金屬部的工序；上述第1金屬部含有氮；上述導(dǎo)線或上述凸點電極通過上述第2金屬部與上述第1金屬部連接；上述第2金屬部的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成園角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。
全文摘要
一種半導(dǎo)體裝置具備焊區(qū)電極(101)。焊區(qū)電極的主電極層的的平面形狀是從由大致圓形、大致橢圓形、至少1個內(nèi)角比90°大的大致多角形和對至少一個角部進行倒角或作成圓角的大致多角形的組合構(gòu)成的組中選出的平面形狀。主電極層經(jīng)連接孔(251)與位于下方的下側(cè)電極層(250)連接，在下側(cè)電極層(250)的下側(cè)設(shè)置下側(cè)突出部(240)。更為理想的是，在其角部上設(shè)置應(yīng)力緩沖用絕緣壁或應(yīng)力緩沖用突出部。
文檔編號H01L21/768GK101083240SQ20071011239
公開日2007年12月5日 申請日期2001年2月5日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月7日
發(fā)明者原田繁, 松岡長, 竹若博基 申請人:三菱電機株式會社