JP2006253481A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 上下の配線層を接続する配線接続構造の下層配線層とその上に形成される絶縁層との剥離障害を防止する。
【解決手段】 第一の配線層２１上に形成された第一の絶縁層３１に設けた第一の開口部４１と、第一の絶縁層３１上に形成された第二の絶縁層３２に設けた第二の開口部４２とは、共に円形等の内角部に鋭角部を有さない周縁で囲まれた形状に構成されている。開口形状にかかる簡単な構成を採用することで、第一の配線層２１と第一の絶縁層３１とのストレスに基づく剥離障害の発生を抑制することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は半導体装置における配線層間の接続技術に関し、特に、化学的機械的研磨（CMP: Chemical Mechanical Polishing）により形成されるＣｕ配線等からなる多層配線間の層間接続、あるいは多層配線の最上層に設けられて化学的機械的研磨によって形成された配線層と、その上方に化学的機械的研磨によらない方法で形成され、配線幅、配線間隔、配線層厚等が大きなグローバル配線または再配線と呼ばれる配線層との接続に適用して有効な技術である。

以下に説明する技術は、本発明を研究、完成するに際し、本発明者によって検討されたものであり、その概要は次のとおりである。

半導体装置における配線では、多層に形成された配線層が層間接続により接続された構成を有している。かかる層間接続の構成は、例えば、一般的には、下方に形成されたＣｕ配線層等の第一の配線層と、その上方に形成されたＣｕ配線層等の第二の配線層とが、ガラス質等の絶縁膜に形成した正方形の開口部を介して層間接続される構成である。

半導体装置の外部接続端子を設ける最上層の配線接続の構成でも、ほぼ同様で、配線幅、配線間隔、配線層厚等がそれより下方に設けられた第一の配線層に比べて大きなグローバル配線または再配線と呼ばれる第二の配線層と、下方の第一の配線層とが、ガラス質の絶縁膜（パッシベーション）上に設けられた第一の開口部と、さらにその第一の開口部を内側に含むようにポリイミド等の比較的柔軟性のある有機物からなる絶縁膜に一回り大きく形成した第二の開口部を介して、配線接続されている。

かかる大小の両開口部は、その平断面形状が正方形で中心が一致するように形成されており、その断面状態は階段状に形成されるのが一般的であった。

開口部の形状に関しての知見としては、例えば、特許文献１には、配線接続とは全く異なる対象ではあるが、ダイナミック型ランダムアクセスメモリ（ＤＲＡＭ）において、ボロンリンシリケートガラス（ＢＰＳＧ）膜上のシリコン窒化膜、あるいはシリコン酸化窒化膜に貫通して設けるスルーホールの角部でのクラック発生防止に、ｎ角形（ｎは５以上の自然数）のレチクルを使用してスルーホールの正方形の角部を滑らかにする構成が開示されている。
特開平８−７８６３７号公報

本発明者は、前記半導体装置における配線接続の構成においては、以下の課題があることを見出した。

これまでの配線間の接続構造では、前述の如く第一の配線層は、ウエハ上の絶縁層の配線溝にＣｕ等の配線金属を埋め込み、その後に化学的機械的研磨により表面が平坦にされて形成されている。かかる第一の配線層の表面に、ＣＶＤ等で所定層厚に形成された第一の絶縁層に相当するパッシベーション膜を所定形状に開口し、さらにかかる第一の絶縁層上に所定層厚で設けたポリイミド等の感光性樹脂層からなる第二の絶縁層に開口し、かかる開口部内にＣｕ、Ｎｉ層を順次厚い層厚で設けることで、かかる開口部を介して第一の配線層と第二の配線層とが接続されている。

かかる配線接続の構成では、複数種の絶縁層が積層され、また層厚の厚いＣｕ、Ｎｉ等の熱膨張係数が異なる金属が配線層として積層されている。そのため、絶縁層同士、配線層同士、絶縁層と配線層との間等で、積層膜種の違いによる収縮率の相違等が原因の膜ストレスが発生し、特に第一の配線層と第一の絶縁層との界面においてリーク等の原因となる剥離障害が発生していた。このストレスは、特に中心から遠い位置に集中し易い。また、第一の配線層のＣｕのストレスマイグレーション等によっても剥離等の接続障害が発生していた。

かかる剥離障害は、開口部の角部で発生し易いことに本発明者は気がついた。しかし、これまでの剥離防止対策は、積層膜同士を剥がれにくくするために、膜同士の密着性の向上を図る等の視点からその対策が主に検討されてきた。例えば、下層の表面の表面粗さを所定値に規制する等して、アンカー効果の増大を図り、上層に積層する膜が下層膜から剥がれにくくする等の対策である。しかし、かかる対策では、上記剥離障害に十分に対処できていないのが現状である。これは、アンカー効果を図っても、開口部の角部に集中する応力は低減しないためである。

本発明者は、かかる積層膜間のアンカー効果による密着性の確保という視点からではなく、新しい角度からかかる対策の検討が行えないかと考えた。

本発明の目的は、上下の配線層を接続する配線接続構造の下層配線とその上に形成される絶縁層との剥離障害を防止することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。

絶縁層に形成された開口部を介して上下の配線層が接続される構成において、開口部の形状を、内角部に鋭角部を有さない周縁で囲まれた形状にする。すなわち、全ての内角は、角部分を円弧に置き換えた角丸を含めて鈍角となるような平断面形状とする。かかる平断面形状には、円形も含まれるものとする。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。

配線間の接続に関与する絶縁層上の開口部の平断面形状を、鋭角部を設けない周縁で囲まれた形状にすることで、開口形状の鋭角部で見られた絶縁層と配線層との剥離障害を抑制することができる。

絶縁層と配線層との剥離障害を絶縁層に設ける開口部の平断面形状で抑制するため、開口部形成用のエッチングマスクの形状変更等の簡単な対応で処理できる。そのため、これまで行われてきたプロセス処理を踏襲することができ、低コストで、且つこれまでのプロセス処理の信頼性を維持しながら、剥離障害の対策が図れる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

本発明に係わる技術は、半導体装置における配線層間の接続に際して、接続する一方の配線層上に形成された絶縁層に開口部を設け、かかる開口部を介して他方の配線層を接続する構成において、開口部の平断面形状を所定形状に規定することで、開口部の角部で発生していた絶縁層と配線層との剥離を効果的に抑制する技術である。

本発明に係わる技術は、特に、一方の配線層と他方の配線層とを接続するに際して、一方の配線層の上に形成された絶縁層に設ける開口部が、２段等の複数段に構成されて、積層した絶縁層膜間等の膜ストレスによる開口部の角部での剥離障害が発生し易い構造において、よりその効果が顕著に感得される。勿論、開口部の構成が複数段に構成されていない場合にも、有効に適用できることは言うまでもない。

（実施の形態）
本実施の形態では、本発明に係る半導体装置について以下説明する。図１（ａ）は、本発明に係る半導体装置の一実施の形態における配線間の接続構造部分を上面から見た様子を模式的に示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）に対応した断面状況を示す断面図である。

図１（ｂ）に示すように、本発明に係る半導体装置１０は、シリコンウエハ１１ａ等の半導体基板１１上に絶縁体１２が設けられた構成を有している。絶縁体１２に設けられた配線溝に、Ｃｕ等の金属が電解めっき等で堆積されてＣｕ配線２１ａ等に構成された第一の配線層２１が形成されている。

第一の配線層２１上には、所定膜厚のパッシベーション膜３１ａ等に構成した第一の絶縁層（第一の保護膜）３１が設けられている。かかる第一の絶縁層３１には、第一の開口部４１が開口されている。第一の絶縁層３１上には、ポリイミド層３２ａ等に構成された第二の絶縁層（第二の保護膜）３２が設けられ、かかる第二の絶縁層３２に第二の開口部４２が設けられている。

上記第一の絶縁層３１の材質としては、例えば、半導体基板１１の機械的性質に近く、ガラス質またはセラミックスのように脆性の強く、すなわち弾性変形域の少ない性質を有する物質を、第二の絶縁層３２には第一の絶縁層３１よりも弾性変形域の大きな柔軟な材質の物質を用いればよい。

第一の絶縁層３１は、例えば、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコンカーバイド、およびこの酸化物もしくは窒化物、あるいはこれらに類する材料の単層または多層膜に構成されている。第二の絶縁層３２は、例えば、ポリイミド樹脂、あるいはこれに類する有機化合物による単層または多層膜に構成されている。

第二の開口部４２はその平断面形状（面積）が第一の開口部４１より大きな相似形に形成され、第二の開口部４２と第一の開口部４１とは同心状の配置となるように構成されている。例えば、図１（ａ）に示すように、第二の開口部４２と第一の開口部４１の平断面形状は、双方とも円形に形成され、周縁形状は内角部に鋭角部を有さない形状に構成され、両相似形はその設置中心が一致して設けられている。

図１（ｂ）に示すように、第一の開口部４１と第二の開口部４２とが形成されている断面部分は、図中丸で囲んで示すように、第一の開口部４１端と第二の開口部４２端とで階段状に段差Ｘが形成されている。

第一の開口部４１の形成はフォトリソグラフィーとドライエッチングにより行われるため加工精度が良いのに反して、第二の開口部４２はたとえば感光性ポリイミドを用いた場合、フォトレジストに比べて解像度が低く、硬化収縮による寸法変動もあるため、加工精度が劣る。そのため、第一の開口部４１を小さく、第二の開口部４２をこれに比べて大きくしている。これにより、段差Ｘが形成される。

かかる構成の第一の開口部４１と第二の開口部４２には、導電性の金属の電解めっき等で堆積させられて第二の配線層２２が形成されている。第二の配線層２２の構成は、例えば、層厚を厚くしたＣｕ層２２ａの上に、Ｃｕ層２２ａより層厚を薄く形成したＮｉ層２２ｂから構成されている。

上記の如く、第二の配線層２２には、収縮による応力の大きな、すなわち半導体基板１１の絶縁層、配線層等を形成した主面を上にして、かかる半導体基板１１を下方に凸に反らせる性質を有する材料を使用すればよく、例えば、ニッケル、ニッケル合金、あるいはこれらと銅との多層膜から構成するとよい。

このようにして半導体装置１０は、第一の開口部４１を内包するように形成した第二の開口部４２を介して、第一の配線層２１と第二の配線層２２とが配線接続された配線接続構造を有している。

尚、本実施の形態で説明するかかる配線接続構成は、最上層の再配線等のグローバル配線とその下方に設けた配線層との配線接続部でも適用できる構成である。

かかる第一の開口部４１と、第二の開口部４２とは、その平断面形状が、共に内角に鋭角部を有さない周縁形状に形成されているため、開口部形状が内角部に鋭角部を有する平断面形状に形成されている場合とは異なり、開口形状の角部での第一の配線層２１と第一の絶縁層３１との剥離障害が発生しない。これは開口部に鋭角状の角部が設けられていないため、角部への応力集中が発生しにくく、応力集中に伴う剥離現象が抑制されている。

特に、第二の配線層２２を構成するＮｉ層２２ｂは、Ｃｕ層２２ａに比べて、収縮ストレスの大きい層で、剥離現象に大きな影響を与えるが、かかる収縮ストレスの大きな金属層が配線層として採用されている構成でも、上記構成は配線層と絶縁層との剥離障害の抑制に有効に機能する。

尚、図１（ａ）、（ｂ）では、両者の部位の位置関係が把握し易いように、両図間を細線で結びその対応関係を分かりやすく図示した。図２（ａ）、（ｂ）においても、同様の処置を採用した。

本発明者により、初めて、開口形状が配線層と絶縁層の剥離障害に大きく影響を及ぼすことが確認されたが、これまでは、開口形状と剥離障害とを結びつけるとの発想は出なかった。

半導体装置の設計分野では、ＣＡＤがその設計手法に大きく取り入れられているが、かかるＣＡＤは、機能的にみて、主にＸ軸方向、Ｙ軸方向の直交二軸方向で形状処理し易い構成であるため、開口部となるビア形成に際しても、正方形、長方形等の矩形形状は検討されるものの、今回本発明者により見出された開口形状については全く考慮されなかったものと思われる。

また、プロセス処理上も、正方形等の四角形の方が作成し易く、さらに四角形の方がウエハ一枚からの多数個取りが無駄なく行える等、種々の要因が重なって、角形形状以外の開口形状についての検討に眼が向けられなかったものと思われる。

図２（ａ）、（ｂ）には、第一の開口部４１ａ、第二の開口部４２ａの両開口形状が正方形に形成されたこれまでの半導体装置１０ａの配線接続構成を示した。図１に示す構成と図２に示す構成とは、第一の開口部４１ａ、第二の開口部４２ａの双方の平断面形状が、図１に示す第一の開口部４１、第二の開口部４２とは異なり、正方形の周縁に鋭角部を有する形状に形成されている点である。

かかる第一の開口部４１ａ、第二の開口部４２ａの双方が、正方形の場合には、開口形には９０度を含めた鋭角な角部が設けられることとなり、本発明の半導体装置１０の構成とは異なり、図２（ａ）に示す角部aにおいて応力が集中するため、図２（ｂ）に示すように、第一の絶縁膜３１は半導体基板１１の主面から離れる方向ｂ（図中、白抜き矢印で表示）に変動し、第一の配線層２１と第一の絶縁層３１との剥離障害が発生する。

第一の開口部４１形成はフォトリソグラフィーとドライエッチングにより行われるため加工精度が良いのに反して、第二の開口部４２はたとえば感光性ポリイミドを用いた場合、フォトレジストに比べて解像度が低く、硬化収縮による寸法変動もあるため、加工精度が劣ることから、第一の開口部４１を小さく、第二の開口部４２をこれに比べて大きくしている。特に第二の配線層２２にＮｉ層２２ｂを有する構成では、収縮ストレスが大きく、かかる開口形状では剥離障害が発生し易い。

図３（ａ）〜（ｄ）に、上記剥離障害の抑制に有効な形状、すなわち開口部の平断面形状が内角部に鋭角部を設けない周縁で囲まれた形状の幾つかの例を示した。図３（ａ）は、図１（ａ）でも例示した円形であり、ストレスが均一に分散される形状としては最良の形状と思われる。図３（ｂ）は楕円形である。図３（ｃ）は、内角が全て鈍角に形成された多角形で、かかる構成の鋭角部を有さない周縁で囲まれた形状の一例である。図３（ｄ）に示す場合も、鋭角部を有さない周縁で囲まれた形状の一例で、９０度の角部を円弧で置き換えた形状をしている。

内角部に鋭角部を有しない周縁で囲まれた形状とは、上記図３にその例を示すように、全ての内角が、角部分を円弧に置き換えた角丸を含めて鈍角となるような平断面形状とも言える。かかる平断面形状には、円形も含まれるものと定義して構わない。

尚、図３（ａ）〜（ｄ）に示す場合は、全て対称性のある形状であるが、対称性がない図３（ｅ）に示すような不定形状であっても構わない。さらには、図３（ｆ）に示すように、内角部に鋭角部を有さなければ、外側に９０度を含めた鋭角部が形成された平断面形状でも構わない。

上記説明では、第一の開口部４１、第二の開口部４２の双方が、内角部に鋭角部を有さない周縁で囲まれた平断面形状に構成した場合を示したが、いずれか一方にのみ、かかる
内角部に鋭角部を有さない周縁で囲まれた平断面形状の構成を適用するようにしても構わない。勿論、第一の開口部４１、第二の開口部４２の双方に適用するのが好ましいが、場合によりいずれか一方にのみしか適用できない状況も想定され、かかる一方に適用した場合でも、全く適用しない場合に比べて、前述の剥離障害の抑制に有効に寄与する。

また、図１に示す構成では、図４（ａ）に示すように、第一の開口部４１、第二の開口部４２は、円形形状が同心円状に配置する構成であったが、図４（ｂ）に示すように、第一の開口部４１と第二の開口部４２とは、必ずしも、相似形でなくても構わない。図４（ｂ）に示す構成では、第一の開口部４１が円形で、第二の開口部４２が正八角形の多角形で、双方の中心位置を一致させるように配置構成されている。

また、図１に示す構成では、大円に形成された第二の開口部４２内には、小円に形成された第一の開口部４１が一つ、同心円状に設けられていたが、第二の開口部４２内に、複数の第一の開口部４１を設けるようにしても構わない。例えば、図４（ｃ）に示す場合は、大円の第二の開口部４２内に、その中心と、その周縁に小円の第一の開口部４１が合計７個設けられた構成を示している。図４（ｄ）に示す構成では、第二の開口部４２が略長円形に形成され、第二の開口部４２内の長手方向に沿って、小円に形成された第一の開口部４１が複数個一列に並べられている構成を示している。

かかる図４（ｃ）及び図４（ｄ）においても、中心に配置される第一の開口部４１ｂと第二の開口部４２の双方の中心位置は一致している。また、中心以外の第一の開口部４１ｃは、中心に配置された第一の開口部４１ｂからそれぞれ等間隔に配置することで、応力集中の均一化を図れるため、第一の開口部４１は複数個形成しても第一の配線層２１と第一の絶縁層３１との剥離障害を抑制することができる。

本発明者は、以上の説明の構成に加えて、第一の開口部４１と第二の開口部４２との位置関係を規定することで、万が一に剥離障害が発生しても、その剥離障害を小領域に限定し得ることに気がついた。

すなわち、図１（ａ）に示す構成では、第二の開口部４２の大きさは、第一の配線層２１の領域を超えた大きさに構成されていた。しかし、図５（ａ）に示すように、第二の開口部４２の大きさを、第一の配線層２１の範囲内に収めるように形成すると、万が一、第二の配線層２２のストレスで第一の絶縁層３１が第一の配線層２１から剥がされても、かかる剥離障害の影響は第一の配線層２１の領域内に止めることができ、電気的なリークに至らせないように最小の被害に止めおくことができる筈である。

かかる構成は、上記本発明の構成と併用することで、剥離障害に対する万全性を確保することができるが、しかし、図５（ｂ）に示すように、開口部の平断面形状が本発明の構成から外れて剥離障害が起き易いこれまでの構成に本来的には適用すれば、剥離障害を最小に止めることができその有効性が顕著に感得できる。図５（ｂ）に示す場合は、第一の開口部４１、第二の開口部４２の形状は、双方とも正方形に形成されている。すなわち、図２に示す開口形状に対して適用した構成を示している。これにより、剥離障害は発生しても電気的なリークを抑制することができる。しかしながら、配線間距離（配線ピッチ）の微細化・小型化に伴い、より間隔が狭くなれば、やはり剥離障害自体を抑制しないと、電気的なリークを抑制することは困難である。

第一の開口部４１の形成はフォトリソグラフィーとドライエッチングにより行われるため加工精度が良いのに反して、第二の開口部４２はたとえば感光性ポリイミドを用いた場合、フォトレジストに比べて解像度が低く、硬化収縮による寸法変動もあるため、加工精度が劣ることから、第一の開口部４１を小さく、第二の開口部４２をこれに比べて大きくすることが必要であった。

第二の開口部４２形成の加工精度、解像度が向上すれば、あるいは、第二の開口部４２形成の加工精度を前提にして、パターン寸法を全体的に大きくすることが設計上許されるとすれば、逆に第二の開口部４２の形成領域ｃを第一の開口部４１の形成領域ｄの内側に設ける図６のような構成でも、同等以上の剥離耐性向上効果が得られる。

すなわち、図６に例示する構成では、上部の第二の配線層２２によるストレスは、第一の絶縁層３１と直接接触していないことから、第一の絶縁層３１を上方に持ち上げようとする力は緩和される。この際、第一の開口部４１は第一の配線層２１の領域内に形成されているため、これより小さい第二の開口部４２は、必然的に第一の配線層２１の領域内になる。したがって、既述の図５に示す効果を合わせ持つことが可能である。

さらに図７に示すように、第一の開口部４１内に、これより小さい第二の開口部４２を複数形成することも可能であり、この場合、剥離耐性はさらに向上する。なお、これは第一の開口部４１と第二の開口部４２の位置関係を変えることで、すべての実施形態と併用可能である。

また、図１（ｂ）に示す構成では、配線層と絶縁層との関係については、特段規定していないが、例えば、双方の層厚を規定することで、さらに剥離現象の抑制向上が図れることに本発明者は気がついた。

すなわち、図８（ａ）に示すように、第一の配線層２１の層厚ｔｍに比して、第一の絶縁層３１の層厚ｔｐが厚くなるように、ｔＰ＞ｔｍとすれば、より剥離抑制効果が得られることに気がついた。第一の絶縁層３１の層厚ｔｐを第一の配線層２１の層厚ｔｍより厚くすることで、第一の配線層２１と第一の絶縁層３１との両界面にかかる応力を、その発生源である第二の配線層２２から距離をとることができ、第二の配線層２２に由来するストレスの影響を低減させ得るものと推察される。

さらに、図１（ｂ）に示す構成では、第一の開口部４１端と第二の開口部４２端とで、階段状に段差が形成されていたが、図８（ｂ）に示すように、第二の開口部４２端を第一の絶縁層３１に対して９０度以下の角度θとなるように傾斜（テーパ）を設けると、やはり、剥離障害の抑制に有効であることが分かった。例えば、θを６０度以下に設定する等してテーパ形成を行うと、第一の配線層２１と第一の絶縁層３１との界面に発生する応力集中の分散が行え、その結果、効果的に剥離障害の抑制がなされたものと思われる。

次に、以上に説明の本発明に係る構成を有する半導体装置の製造方法について説明する。以下の説明では、ウエハレベルパッケージ（WLP: Wafer Level Package ）、あるいはウエハプロセスパッケージ（WPP: Wafer Process Package ）等として知られているチップサイズパッケージ（CSP: Chip Size Package）等のウエハレベルの小型サイズの半導体装置を例に挙げて説明する。

図９に示すように、ステップＳ１０で、最上層の配線構成をウエハ状態で形成することができるように、直前までのプロセス処理が確実に完了したウエハを受け入れる。かかるウエハのシリコン（Ｓｉ）層１００上に層間絶縁膜１１０を堆積する。ステップＳ２０で、層間絶縁膜１１０をフォトリソグラフィー処理等で所定のパターンにエッチング処理し、配線溝１１０ａを形成する。ステップＳ３０で、ステップＳ２０で形成した配線溝１１０ａにＴａＮ／Ｃｕからなるシード層１１０を堆積する。ステップＳ４０で、電解めっきによりＣｕを堆積させ、配線層形成用のＣｕ膜１３０を設ける。

図１０に示すように、ステップＳ５０で、化学的機械的研磨により、配線溝１１０ａより上方の余分のＣｕ膜を研磨し、第一の配線層２１を形成する。ステップＳ６０で、第一の配線層２１上に形成したパッシベーション膜３１ａからなる第一の絶縁層３１に、第一の開口部４１となる第一ビアを形成する。第一ビアの形成方法としては、ＣＡＤツールにより、少なくとも鋭角を含まない五角形以上の多角形に形成する。円形の開口部を作成する場合は、例えば２４角形以上の多角形を形成することで、パッシベーション膜３１ａの角部（開口部の内周に形成された角部）が欠け、平面的には角部が面取りされたほぼ円形に近い第一の開口部４１を形成することが可能である。

ステップＳ７０で、第一の絶縁層３１上に設けたポリイミド層３２ａからなる第二の絶縁層３２に、第二の開口部４２となる第二ビアを開口する。第二の開口部４２は第一の開口部４１と同様の作業により形成することができる。ステップＳ８０で、第一ビア、第二ビア内に第二の配線層２２の形成用に、ＴａＮ／Ｃｕからなるシード層１４０を堆積する。

図１１に示すように、ステップＳ９０で、第一ビア、第二ビア内に、電解めっきでＣｕを堆積しＣｕ層２２ａを形成する。さらに、Ｃｕ層２２ａ上に、Ｎｉ層２２ｂを、電解めっきで堆積する。このようにして、Ｃｕ層２２ａ、Ｎｉ層２２ｂとからなる第二の配線層２２を形成する。ステップＳ１００で、第二の配線層２２上に堆積させた感光性のポリイミド層１５０に、フォトリソグラフィー処理により所定位置にランド部１６０を開口する。

図１２に示すように、ステップＳ１１０で、開口したランド部１６０内に、無電解めっきでＡｕを薄く堆積し、Ａｕ膜１７０を形成する。ステップＳ１２０で、ランド部１６０のＡｕ膜１７０上に、はんだバンプ１８０を形成し、ＢＧＡ（ Ball Grid Array）タイプのＷＰＰ構成の半導体装置１０を製造する。

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

前記実施の形態では、配線材料としてＣｕ、Ｎｉ等の金属、あるいはこれらの合金を用いる場合を説明したが、しかし、配線材料としては、その他の金属を用いる場合であっても本発明は有効に適用できる。

前記実施の形態では、開口部の平断面形状が全て円形をも含めて多角形の周縁の内側が全て開口する形状であったが、かかる形状とは別にリング状に開口する形状であっても構わない。

本発明は、半導体装置の配線間接続の分野で有効に利用することができる。

（ａ）は本発明に係る半導体装置の一実施の形態における配線間の接続構造部分を上面から見た様子を模式的に示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）に対応した断面状況を示す断面図である。 （ａ）はこれまでの半導体装置の配線間の接続構造部分を上面から見た様子を模式的に示した平面図であり、（ｂ）は（ａ）に対応した断面状況を示す断面図である。 （ａ）〜（ｆ）は、開口部の種々の形状を示す平断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、第一の開口部と第二の開口部との配置構成を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、第一の開口部と第二の開口部との配置構成の変形例を示す説明図である。 第一の開口部と第二の開口部との配置構成の変形例を示す説明図である。 図６に対応した平面状況を示す断面図である。 （ａ）は第一の配線層と第一の絶縁層との構成の変形例を示す説明図であり、（ｂ）は第二の絶縁層の変形例を示す説明図である。 本発明に係る半導体装置の最上層の再配線プロセスの手順を示すフロー図である。 本発明に係る半導体装置の最上層の再配線プロセスの手順を示すフロー図である。 本発明に係る半導体装置の最上層の再配線プロセスの手順を示すフロー図である。 本発明に係る半導体装置の最上層の再配線のプロセスの手順を示すフロー図である。

符号の説明

１０ 半導体装置
１０ａ 半導体装置
１１ 半導体基板
１１ａ シリコンウエハ
１２ 絶縁体
２１ 第一の配線層
２１ａ Ｃｕ配線
２２ 第二の配線層
２２ａ Ｃｕ層
２２ｂ Ｎｉ層
３１ 第一の絶縁層
３１ａ パッシベーション膜
３２ 第二の絶縁層
３２ａ ポリイミド層
４１ 第一の開口部
４１ａ 第一の開口部
４２ 第二の開口部
４２ａ 第二の開口部
１００ シリコン層
１１０ 層間絶縁膜
１１０ａ 配線溝
１２０ シード層
１３０ Ｃｕ膜
１４０ シード層
１５０ ポリイミド層
１６０ ランド部
１７０ Ａｕ膜
１８０ はんだバンプ
ａ 角部
ｂ 方向
ｃ 領域
ｄ 領域
Ｓ１０、Ｓ２０、Ｓ３０、Ｓ４０、Ｓ５０、Ｓ６０ ステップ
Ｓ７０、Ｓ８０、Ｓ９０、Ｓ１００、Ｓ１１０、Ｓ１２０ ステップ
Ｘ 段差

Claims (5)

1. ウエハの主面に形成した第一の配線層と、前記第一の配線層の上に開口部を形成した絶縁層と、前記開口部を介して前記第一の配線層に接続する第二の配線層とを有する半導体装置であって、
   前記開口部の平断面形状が、内角部に鋭角部を有さない周縁で囲まれた形状であることを特徴とする半導体装置。
2. ウエハの主面に形成した第一の配線層と、前記第一の配線層の上に第一の開口部を形成した第一の絶縁層と、前記第一の絶縁層の上に前記第一の開口部を内側に含む第二の開口部を形成した第二の絶縁層と、前記第一の開口部と前記第二の開口部とを介して、前記第一の配線層に接続する第二の配線層とを有する半導体装置であって、
   前記第一の開口部と前記第二の開口部の少なくとも一方の平断面形状が、内角に鋭角部を有さない周縁で囲まれた形状であることを特徴とする半導体装置。
3. 請求項２の半導体装置において、
   前記第一の開口部の平断面形状と前記第二の開口部の平断面形状とは相似形であり、前記第一の開口部の周縁と前記第二の開口部の周縁との間隔は、全て等距離に設定されていることを特徴とする半導体装置。
4. 請求項２記載の半導体装置において、
   前記第二の開口部に含まれる前記第一の開口部は、複数であることを特徴とする半導体装置。
5. 請求項２記載の半導体装置において、
   前記第一の配線層は、絶縁層の配線溝に埋めた金属を化学的機械的研磨により平坦に表面研磨して形成されていることを特徴とする半導体装置。