半導体装置、及び該半導体装置を備えた実装体
【課題】バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止する。
【解決手段】半導体装置は、半導体基板１と、半導体基板１の上に形成された層間絶縁膜２，３と、層間絶縁膜２，３の上に形成された電極パッド４と、層間絶縁膜２，３の上に電極パッド４の周縁部を覆うように形成され、電極パッド４の中央部を露出する第１の開口部５を有する保護膜６と、電極パッド４における第１の開口部５から露出する部分の上に形成され、第１の開口部５を複数の第２の開口部５ｄに分割する分割体７と、保護膜６の上に第２の開口部５ｄ内を埋め込むように形成されたバリアメタル８と、バリアメタル８の上に形成されたバンプ電極とを有している。分割体は、電極パッドとバリアメタルとの間に介在している。
【解決手段】半導体装置は、半導体基板１と、半導体基板１の上に形成された層間絶縁膜２，３と、層間絶縁膜２，３の上に形成された電極パッド４と、層間絶縁膜２，３の上に電極パッド４の周縁部を覆うように形成され、電極パッド４の中央部を露出する第１の開口部５を有する保護膜６と、電極パッド４における第１の開口部５から露出する部分の上に形成され、第１の開口部５を複数の第２の開口部５ｄに分割する分割体７と、保護膜６の上に第２の開口部５ｄ内を埋め込むように形成されたバリアメタル８と、バリアメタル８の上に形成されたバンプ電極とを有している。分割体は、電極パッドとバリアメタルとの間に介在している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、及び該半導体装置を備えた実装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下に、各種電子機器の実装基板に実装される従来の半導体装置の構成について、説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
半導体装置は、層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を有する半導体チップと、半導体チップに設けられた第１の電極パッドと、第１の電極パッド上にバリアメタルを介して形成されたバンプ電極とを有する。バリアメタルの厚さは、０．１μｍ〜３μｍである。
【０００４】
従来の半導体装置では、バリアメタルの厚さを、０．１μｍ〜３μｍにする。これにより、半導体装置を実装基板に実装する実装時に、半導体チップと実装基板との熱膨張係数の差異に基づく応力が、低誘電率絶縁膜に集中することを抑制する。これにより、低誘電率絶縁膜中のクラックの発生の抑制を試みると共に、低誘電率絶縁膜の界面での剥離の発生の抑制を試みる。
【特許文献１】特開２００５−２３５９０５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、本件発明者らが、鋭意検討を重ねたところ、以下に示すことを見出した。
【０００６】
例えば、電解めっき等によるバリアメタルの形成時に、バリアメタルが収縮するように形成されるため、バリアメタルの形成後に、バリアメタルによって引っ張り応力が発生する。そのため、層間絶縁膜にクラックが発生する、及び／又は層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生するという問題がある。
【０００７】
前記に鑑み、本発明の目的は、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、層間絶縁膜の上に形成された電極パッドと、層間絶縁膜の上に電極パッドの周縁部を覆うように形成され、電極パッドの中央部を露出する第１の開口部を有する保護膜と、電極パッドにおける第１の開口部から露出する部分の上に形成され、第１の開口部を複数の第２の開口部に分割する分割体と、保護膜の上に第２の開口部内を埋め込むように形成されたバリアメタルと、バリアメタルの上に形成されたバンプ電極とを備え、分割体は、電極パッドとバリアメタルとの間に介在していることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る半導体装置によると、電極パッドとバリアメタルとの間に、第１の開口部を、複数の第２の開口部に分割する分割体が介在し、バリアメタルにおける第２の開口部内に埋め込まれた部分が、電極パッドと接触する。そのため、例えば、バリアメタルの形成後に、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、電極パッドにおけるバリアメタルによる引っ張り応力が直接印加される部分を、電極パッドにおける第２の開口部から露出する部分とし、分散させることができる。そのため、層間絶縁膜に印加される引っ張り応力を小さくすることができるため、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することができる。
【００１０】
さらに、バリアメタルによって圧縮応力が発生することがあっても、電極パッドにおけるバリアメタルによる圧縮応力が直接印加される部分を、電極パッドにおける第２の開口部から露出する部分とし、分散させることができる。そのため、層間絶縁膜に印加される圧縮応力を小さくすることができるため、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止することができる。
【００１１】
本発明に係る半導体装置において、層間絶縁膜には、複数の配線が形成されていることが好ましい。
【００１２】
このようにすると、既述の通り、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することができるため、層間絶縁膜に形成された配線と、配線の上方に形成された電極パッドとの電気的接続が切断されて、断線が発生することを防止することができる。
【００１３】
本発明に係る半導体装置において、層間絶縁膜は、低誘電率絶縁膜であることが好ましい。
【００１４】
このようにすると、層間絶縁膜が低誘電率絶縁膜である場合、低誘電率絶縁膜は、機械的強度が弱いため、層間絶縁膜にクラックが発生する可能性が比較的高い。そのため、層間絶縁膜が低誘電率絶縁膜である場合、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００１５】
加えて、層間絶縁膜に形成された配線間における浮遊容量を小さくすることができる。
【００１６】
本発明に係る半導体装置において、層間絶縁膜は、多孔質の低誘電率絶縁膜であることが好ましい。
【００１７】
このようにすると、層間絶縁膜が多孔質の低誘電率絶縁膜である場合、既述の通り、低誘電率絶縁膜は、機械的強度が弱いため、層間絶縁膜にクラックが発生する可能性が比較的高い。それと共に、多孔質膜は、その上に接して形成された膜との密着性が低いため、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生する可能性が比較的高い。そのため、層間絶縁膜が多孔質の低誘電率絶縁膜である場合、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００１８】
加えて、層間絶縁膜に形成された配線間における浮遊容量を小さくすることができる。
【００１９】
本発明に係る半導体装置において、分割体は、保護膜と一体に形成されていることが好ましく、例えば、分割体は、直線状に延びる複数の線状部を有し、線状部の一端及び他端の各々は、保護膜における第１の開口部から露出する内側面と接続されていることが好ましい。
【００２０】
このようにすると、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、バリアメタルによる引っ張り応力によって、分割体が電極パッドから引き剥がされることを防止し、分割体により、電極パッドを押さえることができる。
【００２１】
本発明に係る半導体装置において、第１の開口部の開口形状は、多角形状であり、線状部は、多角形状を構成する辺に直交するように配置されていることが好ましい。
【００２２】
このようにすると、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、線状部の一端及び他端の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体が電極パッドから引き剥がされることをさらに防止することができる。
【００２３】
本発明に係る半導体装置において、複数の線状部の各々は、互いに交差するように配置され、複数の線状部の各々が互いに交差する角度は、９０°であることが好ましい。
【００２４】
このようにすると、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、複数の線状部における交差領域に存在する部分の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体が電極パッドから引き剥がされることをさらに防止することができる。
【００２５】
本発明に係る半導体装置において、分割体は、環状部をさらに有し、線状部は、環状部に囲まれた領域を分割するように配置されていることが好ましい。
【００２６】
本発明に係る半導体装置において、環状部の平面形状は、多角形状であり、線状部は、環状部に直交していることが好ましい。
【００２７】
このようにすると、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、線状部、及び環状部における直交領域に存在する部分の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体が電極パッドから引き剥がされることをさらに防止することができる。
【００２８】
本発明に係る半導体装置において、分割体の側面は、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面であることが好ましい。
【００２９】
このようにすると、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、バリアメタルによる引っ張り応力を、分割体の側面によって分散させることができるため、層間絶縁膜に印加される引っ張り応力を小さくすることができる。
【００３０】
本発明に係る半導体装置において、分割体の熱膨張係数は、バリアメタルの熱膨張係数よりも小さいことが好ましく、分割体の熱膨張係数は、電極パッドの熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。
【００３１】
このようにすると、熱膨張係数の比較的大きい電極パッドと、熱膨張係数の比較的大きいバリアメタルとの間に、熱膨張係数の比較的小さい分割体が介在するため、例えば、半導体装置内の温度が上昇し、バリアメタルによって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、熱膨張係数の比較的小さい分割体により、電極パッドにバリアメタルによる応力が印加されることを抑制することができる。
【００３２】
本発明に係る半導体装置において、バリアメタルは、電解めっきにより形成され、バリアメタルは、第１の膜、第２の膜、及び第３の膜が順次積層されてなることが好ましい。
【００３３】
本発明に係る半導体装置において、バリアメタルは、無電解めっきにより形成され、バリアメタルは、第１の膜からなることが好ましい。
【００３４】
このようにすると、無電解めっきによるバリアメタルの形成後にバリアメタルによって発生する引っ張り応力は、電解めっきによるバリアメタルの形成後にバリアメタルによって発生する引っ張り応力に比べて大きいため、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００３５】
本発明に係る半導体装置において、バリアメタルには、分割体の上面を露出する分割溝が形成されていることが好ましい。
【００３６】
このようにすると、分割溝により、バリアメタルを、複数のバリアメタル部に分割することができる。そのため、バリアメタルによって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、バリアメタルによる応力を小さくすることができる。
【００３７】
本発明に係る半導体装置において、電極パッドには、分割溝が形成され、分割溝は、分割体の下に配置されていることが好ましい。
【００３８】
このようにすると、分割溝により、電極パッドを、複数の電極パッド部に分割することができる。そのため、電極パッドによって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、電極パッドによる応力を小さくすることができる。
【００３９】
前記の目的を達成するために、本発明に係る実装体は、本発明に係る半導体装置と、本発明に係る半導体装置が実装される実装基板とを備え、実装基板は、本発明に係る半導体装置のバンプ電極に接続される電極を有していることを特徴とする。
【００４０】
本発明に係る実装体によると、例えば、バリアメタルの形成後に、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することができる。
【００４１】
さらに、例えば、半導体装置を実装基板に実装する実装時に、バリアメタルによって圧縮応力が発生することがあっても、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明に係る半導体装置、及び該半導体装置を備えた実装体によると、電極パッドとバリアメタルとの間に、第１の開口部を、複数の第２の開口部に分割する分割体が介在し、バリアメタルにおける第２の開口部内に埋め込まれた部分が、電極パッドと接触する。そのため、例えば、バリアメタルの形成後に、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、電極パッドにおけるバリアメタルによる引っ張り応力が直接印加される部分を、電極パッドにおける第２の開口部から露出する部分とし、分散させることができる。そのため、層間絶縁膜に印加される引っ張り応力を小さくすることができるため、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することができる。
【００４３】
さらに、例えば、半導体装置を実装基板に実装する実装時に、バリアメタルによって圧縮応力が発生することがあっても、電極パッドにおけるバリアメタルによる圧縮応力が直接印加される部分を、電極パッドにおける第２の開口部から露出する部分とし、分散させることができる。そのため、層間絶縁膜に印加される圧縮応力を小さくすることができるため、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置について、図１、図２、図３、図４、図５(a) 〜(b) 、及び図６を参照しながら説明する。
【００４６】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の断面構成について、図１、及び図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図であり、具体的には、図２に示すI-I線における断面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す拡大断面図であり、具体的には、図１に示す分割体を含む部分の構成を示す拡大断面図である
本実施形態に係る半導体装置は、図１に示すように、半導体基板１と、半導体基板１の上に形成された第１の層間絶縁膜２と、第１の層間絶縁膜２の上に形成された第２の層間絶縁膜３と、第２の層間絶縁膜３の上に形成された電極パッド４と、第２の層間絶縁膜３の上に電極パッド４の周縁部を覆うように形成され、電極パッド４の中央部を露出する第１の開口部５を有する保護膜６と、電極パッド４における第１の開口部５から露出する部分の上に、保護膜６と一体に形成され、第１の開口部５を、複数の第２の開口部（図４：５ｄ参照）に分割する分割体７と、保護膜６の上に第２の開口部内を埋め込むように形成されたバリアメタル８と、バリアメタル８の上に形成されたバンプ電極９とを備えている。
【００４７】
バリアメタル８は、第２の開口部５ｄ内に埋め込まれた部分を介して、電極パッド４と接続している。分割体７は、電極パッド４とバリアメタル８との間に介在している。
【００４８】
半導体基板１の上部には、複数の拡散層１０が、互いに離間して形成されている。半導体基板１の上部における互いに隣り合う拡散層１０同士の間には、ＬＯＣＯＳ層１１が形成されている。ＬＯＣＯＳ層１１により、互いに隣り合う拡散層１０同士の間が絶縁されている。
【００４９】
第１の層間絶縁膜２は、例えば、多孔質の低誘電率絶縁膜であり、具体的には例えば、フッ素がドープされた酸化ケイ素膜（ＳｉＯＦ膜）、又は炭素がドープされた酸化ケイ素膜（ＳｉＯＣ膜）等からなる。
【００５０】
第１の層間絶縁膜３の下部には、複数の貫通電極１２が形成されている。第１の層間絶縁膜３の上部には、複数の配線１３が形成されている。配線１３は、貫通電極１２を介して、拡散層１０と電気的に接続している。
【００５１】
第２の層間絶縁膜３は、例えば、低誘電率絶縁膜であり、具体的には例えば、ＳｉＯＦ膜、又はＳｉＯＣ膜等からなる。
【００５２】
第２の層間絶縁膜３には、複数の貫通電極１４が形成され、電極パッド４は、貫通電極１４を介して、配線１３と電気的に接続している。
【００５３】
このように、配線間における浮遊容量、及び貫通電極間における浮遊容量を小さくする為に、配線１２、及び貫通電極１３が形成された第１の層間絶縁膜２として、多孔質の低誘電率絶縁膜を用い、貫通電極１４が形成された第２の層間絶縁膜３として、低誘電率絶縁膜を用いる。
【００５４】
電極パッド４は、例えば、アルミニウムからなる。
【００５５】
保護膜６は、例えば、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる。
【００５６】
バリアメタル８は、電解めっきにより形成され、図４に示すように、例えば、チタン膜（Ｔｉ膜）８ｘと、銅膜（Ｃｕ膜）８ｙと、ニッケル膜（Ｎｉ膜）８ｚとが順次積層されてなる。
【００５７】
バンプ電極９は、例えば、はんだからなる。
【００５８】
電極パッド４とバリアメタル８との間に介在する分割体７は、熱膨張係数が、電極パッド４の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。また、分割体７は、熱膨張係数が、バリアメタル８の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。分割体７の材料としては、例えば、ＳｉＮ膜等が挙げられる。
【００５９】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の斜視構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す一部切欠斜視図である。
【００６０】
図２に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、既述の通り、半導体基板１と、第１の層間絶縁膜２と、第２の層間絶縁膜３と、電極パッド４と、保護膜６と、平面形状が八角形状のバリアメタル８と、バンプ電極９とを備えている。さらに、本実施形態に係る半導体装置は、図２中には図示されないが、保護膜６に形成された第１の開口部（図１：５参照）を、複数の第２の開口部（図４：５ｄ参照）に分割する分割体（図１：７参照）を備えている。
【００６１】
第１の層間絶縁膜２の上部には、既述の通り、複数の配線１３が形成されている。
【００６２】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の平面構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
【００６３】
図３に示すように、保護膜６の上に、第２の開口部（図４：５ｄ参照）内を埋め込むように、平面形状が八角形状のバリアメタル８が形成されている。バリアメタル８の上には、平面形状が円形状のバンプ電極９が形成されている。
【００６４】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る実装体について、説明する。
【００６５】
本実施形態に係る実装体は、半導体装置（図１〜図３参照）と、半導体装置が実装される実装基板とを備えている。実装基板は、半導体装置のバンプ電極９に接続される電極を有している。半導体装置のバンプ電極９と、実装基板の電極とが接続されて、半導体装置が、実装基板に実装される。
【００６６】
−分割体−
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成について、図５(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図５(a) 〜(b) は、分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。図５(a) は、図５(b) に示すVa-Va線における断面図であり、図５(b) は、平面図である。図５(b) に示す平面図は、図５(a) に示す断面図と対応する平面図である。なお、図５(a) に示す断面図は、図４に示す断面図と同様の断面図である。また、図５(b) において、簡略的に図示する為に、電極パッドの下に形成された第２の層間絶縁膜、第１の層間絶縁膜、及び半導体基板の図示を省略する。
【００６７】
図５(b) に示すように、保護膜６が、電極パッド４の周縁部を覆うように、第２の層間絶縁膜（図示せず，図５(a)：３参照）の上に形成されている。保護膜６には、電極パッド４の中央部を露出する第１の開口部（図５(a)：５参照）が形成されている。電極パッド４における第１の開口部から露出する部分の上には、第１の開口部を、４コの第２の開口部５ｄに分割する分割体７が形成されている。保護膜６の上には、第２の開口部５ｄ内を埋め込むように、バリアメタル８が形成されている。
【００６８】
電極パッド４は、平面形状が八角形状である。
【００６９】
第１の開口部は、図５(b) から判るように、下面の開口形状が八角形状であり、上面の開口形状が八角形状である。第１の開口部の側面は、下面の開口面積が上面の開口面積よりも小さくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面である。
【００７０】
バリアメタル８は、平面形状が八角形状である。
【００７１】
分割体７は、図５(b) に示すように、直線状に延びる２コの線状部７ａ１，７ａ２を有する。
【００７２】
線状部７ａ１，７ａ２の一端及び他端の各々は、図５(b) に示すように、保護膜６における第１の開口部から露出する内側面と接続されている。このように、分割体７は、保護膜６と一体に形成されている。
【００７３】
第１の開口部における下面の開口形状及び上面の開口形状は、図５(b) から判るように、八角形状であり、線状部７ａ１，７ａ２は、八角形状を構成する辺に直交するように配置されている。詳細には、下面の開口形状が八角形状を有する第１の開口部において、八角形状を構成する各辺を、第１の辺Ｖ１〜第８の辺Ｖ８とした場合、線状部７ａ１は、第１，第５の辺Ｖ１，Ｖ５に直交するように配置されている。線状部７ａ２は、第３，第７の辺Ｖ３，Ｖ７に直交するように配置されている。
【００７４】
線状部７ａ１と線状部７ａ２とは、図５(b) に示すように、互いに交差するように配置されている。線状部７ａ１と線状部７ａ２とが交差する角度は、９０°である。
【００７５】
以下に、分割体７の形成方法について、図５(b) を参照しながら説明する。
【００７６】
まず、通常の半導体装置の製造方法と同様な方法により、電極パッドが形成された第２の層間絶縁膜の上に、電極パッドを覆うように、保護膜を形成する。
【００７７】
次に、４コの第２の開口部（図５(b)：５ｄ参照）の各々と対応する開口部を有するマスクを用いて、エッチングにより、保護膜におけるマスクの開口部から露出する部分を除去する。これにより、図５(b) に示すように、保護膜６に、電極パッド４の中央部を露出する第１の開口部を形成する。それと共に、電極パッド４における第１の開口部から露出する部分の上に、保護膜６と一体に形成され、第１の開口部を、４コの第２の開口部５ｄに分割する分割体７を残存させる。
【００７８】
このようにして分割体７を形成することにより、分割体７の側面を、図６に示すように、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面にすることができる。また、第１の開口部の側面を、図５(a) に示すように、下面の開口面積が上面の開口面積よりも小さくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面にすることができる。
【００７９】
以下に、本実施形態の効果について有効に説明する為に、比較例に係る半導体装置と、本実施形態に係る半導体装置とを比較する。
【００８０】
比較例に係る半導体装置の構成について、図７(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図７(a) 〜(b) は、比較例に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大断面図である。なお、図７(a) 〜(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図４に示す符号と同一の符号を付す。
【００８１】
比較例では、図７(a) に示すように、保護膜６の上には、第１の開口部５内を埋め込むように、バリアメタル８８が形成されている。バリアメタル８８は、第１の開口部５内に埋め込まれた部分を介して、電極パッド４と接続している。なお、バリアメタル８８は、例えば、Ｔｉ膜８８ｘと、Ｃｕ膜８８ｙと、Ｎｉ膜８８ｚとが順次積層されてなる。
【００８２】
これに対し、本実施形態では、図４に示すように、電極パッド４における第１の開口部５から露出する部分の上には、第１の開口部５を、複数の第２の開口部５ｄに分割する分割体７が形成されている。保護膜６の上には、第２の開口部５ｄ内を埋め込むように、バリアメタル８が形成されている。バリアメタル８は、第２の開口部５ｄ内に埋め込まれた部分を介して、電極パッド４と接続している。
【００８３】
比較例では、バリアメタル８８における第１の開口部５内に埋め込まれた部分が、電極パッド４と接触する。そのため、バリアメタル８８によって応力が発生した場合、電極パッド４におけるバリアメタル８８による応力が直接印加される部分は、電極パッド４における第１の開口部５から露出する部分である。そのため、第２，第１の層間絶縁膜３，２に印加される応力は、比較的大きい。ここで、「応力」とは、引っ張り応力、及び圧縮応力等を含む。
【００８４】
そのため、例えば、図７(b) に示すように、バリアメタル８８の形成後に、バリアメタル８８によって引っ張り応力が発生した場合、例えば、第２の層間絶縁膜３にクラックが発生する。それと共に、第１の層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜３との界面に剥離が発生し、配線１３と貫通電極１４との電気的接続が切断されて断線が発生する。
【００８５】
これに対し、本実施形態では、電極パッド４とバリアメタル８との間に、第１の開口部５を、複数の第２の開口部５ｄに分割する分割体７が介在し、バリアメタル８における第２の開口部５ｄ内に埋め込まれた部分が、電極パッド４と接触する。そのため、バリアメタル８によって応力が発生した場合、電極パッド４におけるバリアメタル８による応力が直接印加される部分は、電極パッド４における第２の開口部５ｄから露出する部分である。そのため、第２，第１の層間絶縁膜３，２に印加される応力は、比較的小さい。
【００８６】
そのため、例えば、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生した場合、第１の層間絶縁膜２にクラックが発生することを防止することができる。それと共に、第１の層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜３との界面に剥離が発生することを防止し、配線１３と貫通電極１４との電気的接続が切断されて断線が発生することを防止することができる。
【００８７】
なお、比較例に係る半導体装置において、バリアメタル８８によって引っ張り応力が発生した場合、図７(b) に示すように、第２の層間絶縁膜３にクラックが発生すると共に、第１の層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜３との界面に剥離が発生する場合を具体例に挙げて説明したが、上記の場合に限定されるものではなく、例えば、第２の層間絶縁膜に発生したクラックが、第１の層間絶縁膜に到達し、第１の層間絶縁膜にクラックが発生する場合がある。
【００８８】
本実施形態によると、電極パッド４とバリアメタル８との間に、第１の開口部５を、複数の第２の開口部５ｄに分割する分割体７が介在し、バリアメタル８における第２の開口部５ｄ内に埋め込まれた部分が、電極パッド４と接触する。そのため、例えば、バリアメタル８の形成後に、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、電極パッド４におけるバリアメタル８による引っ張り応力が直接印加される部分を、電極パッド４における第２の開口部５ｄから露出する部分とし、分散させることができる。そのため、第２，第１の層間絶縁膜３，２に印加される引っ張り応力を小さくすることができる。そのため、第２の層間絶縁膜３にクラックが発生する（又は第２，第１の層間絶縁膜３，２にクラックが発生する）ことを防止することができる。それと共に、第１の層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜３との界面に剥離が発生することを防止し、配線１３と貫通電極１４との電気的接続が切断されて断線が発生することを防止することができる。ここで、「バリアメタルによる引っ張り応力」とは、バリアメタルによって、バリアメタル下の電極パッドを上方に引っ張る応力をいう。
【００８９】
特に、第２の層間絶縁膜３が低誘電率絶縁膜である場合、低誘電率絶縁膜は、機械的強度が弱いため、第２の層間絶縁膜３にクラックが発生する可能性が比較的高い。そのため、第２の層間絶縁膜３が低誘電率絶縁膜である場合、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００９０】
また特に、第１の層間絶縁膜２が多孔質の低誘電率絶縁膜である場合、既述の通り、低誘電率絶縁膜は、機械的強度が弱いため、第１の層間絶縁膜２にクラックが発生する可能性が比較的高い。それと共に、多孔質膜は、その上に形成された膜との密着性が低いため、第１の層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜３との界面に剥離が発生する可能性が比較的高い。そのため、第１の層間絶縁膜２が多孔質の低誘電率絶縁膜である場合、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００９１】
さらに、例えば、半導体装置を実装基板に実装する実装時に、バリアメタル８によって圧縮応力が発生することがあっても、電極パッド４におけるバリアメタル８による圧縮応力が直接印加される部分を、電極パッド４における第２の開口部５ｄから露出する部分とし、分散させることができる。そのため、第２，第１の層間絶縁膜３，２に印加される圧縮応力を小さくすることができる。そのため、第２の層間絶縁膜３にクラックが発生する（又は第２，第１の層間絶縁膜３，２にクラックが発生する）ことを防止することができる。ここで、「バリアメタルによる圧縮応力」とは、バリアメタルによって、バリアメタル下の電極パッドを下方に圧縮する応力をいう。
【００９２】
加えて、本実施形態によると、線状部７ａ１，７ａ２の一端及び他端の各々を、保護膜６における第１の開口部５から露出する内側面と接続し、分割体７を、保護膜６と一体に形成する。これにより、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、バリアメタル８による引っ張り応力によって、分割体７が電極パッド４から引き剥がされることを防止し、分割体７により、電極パッド４を押さえることができる。
【００９３】
さらに、第１の開口部５における下面の開口形状及び上面の開口形状が、八角形状であり、線状部７ａ１，７ａ２を、八角形状を構成する辺に直交させるように配置する。これにより、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、線状部７ａ１，７ａ２の一端及び他端の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体７が電極パッド４から引き剥がされることをさらに防止することができる。
【００９４】
さらに、線状部７ａ１と線状部７ａ２とが互いに交差する交差角度を、９０°にする。これにより、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、線状部７ａ１，７ａ２における交差領域に存在する部分の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体７が電極パッド４から引き剥がされることをさらに防止することができる。
【００９５】
さらに、本実施形態によると、分割体７の側面を、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面にする。これにより、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、バリアメタル８による引っ張り応力を、分割体７の側面によって分散させることができるため、第２，第１の層間絶縁膜３，２に印加される引っ張り応力を小さくすることができる。
【００９６】
さらに、本実施形態によると、電極パッド４とバリアメタル８との間に介在する分割体７の熱膨張係数を、電極パッド４の熱膨張係数、及びバリアメタル８の熱膨張係数よりも小さくする。これにより、熱膨張係数の比較的大きい電極パッド４と、熱膨張係数の比較的大きいバリアメタル８との間に、熱膨張係数の比較的小さい分割体７が介在するため、例えば、半導体装置内の温度が上昇し、バリアメタル８によって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、熱膨張係数の比較的小さい分割体７により、電極パッド４にバリアメタル８による応力が印加されることを抑制することができる。
【００９７】
なお、本実施形態では、図４に示すように、バリアメタル８を、電解めっきにより形成する場合、即ち、バリアメタル８が、Ｔｉ膜８ｘ、Ｃｕ膜８ｙ、及びＮｉ膜８ｚが順次積層されてなる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９８】
例えば、図８に示すように、バリアメタル２８を、無電解めっきにより形成し、バリアメタル２８が、Ｎｉ膜からなる場合でもよい。この場合、無電解めっきによるバリアメタル２８の形成後にバリアメタル２８によって発生する引っ張り応力は、電解めっきによるバリアメタル８の形成後にバリアメタル８によって発生する引っ張り応力に比べて大きいため、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００９９】
また、本実施形態では、第１の層間絶縁膜２が、多孔質の低誘電率絶縁膜であり、第２の層間絶縁膜３が、低誘電率絶縁膜である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１００】
また、本実施形態では、分割体７を、保護膜６と一体に形成する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０１】
また、本実施形態では、分割体７によって、第１の開口部５を、４コの第２の開口部５ｄに分割する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、分割体によって、第１の開口部を、２コ以上の第２の開口部に分割すればよい。
【０１０２】
また、本実施形態では、図５(b) に示すように、電極パッド４の平面形状が八角形状であり、バリアメタル８の平面形状が八角形状である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０３】
第１に例えば、電極パッドの平面形状が四角形状であり、バリアメタルの平面形状が四角形状でもよい。第２に例えば、電極パッドの平面形状が六角形状であり、バリアメタルの平面形状が六角形状でもよい。即ち、電極パッドの平面形状、及びバリアメタルの平面形状は、多角形状であればよい。ここで、本明細書中に登場する「多角形状」とは、四角形状、六角形状、及び八角形状等を含む。
【０１０４】
第３に例えば、電極パッドの平面形状が略円形状であり、バリアメタルの平面形状が略円形状でもよい。
【０１０５】
また、本実施形態では、図５(b) から判るように、第１の開口部の開口形状が、八角形状である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０６】
第１に例えば、第１の開口部の開口形状が、四角形状、又は六角形状でもよい（即ち、第１の開口部の開口形状は、多角形状であればよい）。第２に例えば、第１の開口部の開口形状が、略円形状でもよい。
【０１０７】
また、本実施形態では、バリアメタル８によって発生する応力として、引っ張り応力、及び圧縮応力を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０８】
また、本実施形態では、バリアメタル８によって発生する引っ張り応力として、例えば、バリアメタル８の形成後に、バリアメタル８によって発生する引っ張り応力を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、バリアメタルの形成時に、バリアメタルによって、引っ張り応力が発生する場合がある。
【０１０９】
また、本実施形態では、バリアメタル８によって発生する圧縮応力として、例えば、半導体装置を実装基板に実装する実装時（即ち、バンプ電極９の加熱・溶融により、半導体装置のバンプ電極９と、実装基板の電極とを接続する接続時）に、バリアメタル８によって発生する圧縮応力を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、バリアメタルに対し熱が供給され、バリアメタルが加熱された時に、熱膨張したバリアメタルによって、圧縮応力が発生する場合がある。
【０１１０】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について、図９を参照しながら説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大平面図である。図９において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図５(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本実施形態では、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【０１１１】
第１の実施形態と本実施形態との相違点は、以下に示す点である。
【０１１２】
第１の実施形態では、図５(b) に示すように、分割体７により、第１の開口部を、４コの第２の開口部５ｄに分割している。分割体７は、直線状に延びる２コの線状部７ａ１，７ａ２を有する。
【０１１３】
これに対し、本実施形態では、図９に示すように、分割体３７により、第１の開口部を、８コの第２の開口部３５ｄに分割している。分割体３７は、直線状に延びる２コの線状部７ａ１，７ａ２と、平面形状が八角形状の環状部３７ｂとを有する。
【０１１４】
線状部７ａ１，７ａ２は、環状部３７ｂに囲まれた領域を分割するように配置されている。
【０１１５】
環状部３７ｂの平面形状は、八角形状であり、線状部７ａ１，７ａ２は、環状部３７ｂに直交している。詳細には、平面形状が八角形状の環状部３７ｂを、第１の部分Ｐ１〜第８の部分Ｐ８に区分した場合、線状部７ａ１は、第１，第５の部分Ｐ１，Ｐ５に直交している。線状部７ａ２は、第３，第７の部分Ｐ３，Ｐ７に直交している。
【０１１６】
分割体３７の側面は、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面である。
【０１１７】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
加えて、分割体３７により、第１の開口部５を、４コではなく、８コの第２の開口部３５ｄに分割する。そのため、電極パッド４におけるバリアメタル８による応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が直接印加される部分を、４コの部分ではなく、８コの部分（即ち、電極パッド４における第２の開口部３５ｄから露出する部分）とし、第１の実施形態に比べて、より分散させることができる。
【０１１９】
さらに、線状部７ａ１，７ａ２を、環状部３７ｂに直交させる。これにより、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、線状部７ａ１，７ａ２、及び環状部３７ｂにおける直交領域に存在する部分の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体３７が電極パッド４から引き剥がされることをさらに防止することができる。
【０１２０】
なお、本実施形態では、環状部３７ｂの平面形状が、八角形状の場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、環状部の平面形状は、四角形状でもよい。
【０１２１】
＜第１の実施形態の変形例１＞
以下に、本発明の第１の実施形態の変形例１に係る半導体装置について、図１０(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図１０(a) 〜(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例１に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。図１０(a) は、図１０(b) に示すXa-Xa線における断面図であり、図１０(b) は、平面図である。図１０(b) に示す平面図は、図１０(a) に示す断面図と対応する平面図である。なお、図１０(b) において、簡略的に図示する為に、電極パッド下の第２の層間絶縁膜、第１の層間絶縁膜、及び半導体基板の図示を省略する。また、図１０(a) 〜(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図４〜図５(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【０１２２】
図１０(a) に示すように、バリアメタル４８には、分割体７の上面を露出する分割溝１５が形成されている。バリアメタル４８は、図１０(b) に示すように、分割溝１５により、４コのバリアメタル部４８ｄに分割されている。
【０１２３】
図１０(b) に示すように、分割溝１５は、直線状に延びる２コの線状溝部１５ａ１，１５ａ２を有する。線状溝部１５ａ１と線状溝部１５ａ２とは、互いに交差するように配置されている。
【０１２４】
以下に、バリアメタル４８に分割溝１５を形成する方法について説明する。
【０１２５】
まず、保護膜６、及び分割体７の上に、４コの第２の開口部５ｄの各々と対応する開口部を有するレジストを形成する。次に、電解めっきにより、レジストに形成された４コの開口部の各々に、バリアメタル部４８ｄを形成し、４コのバリアメタル部４８ｄからなるバリアメタル４８を形成する。その後、レジストを除去し、バリアメタル４８に、分割体７の上面を露出する分割溝１５を形成する。
【０１２６】
このように、バリアメタル４８の形成方法として、電解めっきを採用した場合、レジストに形成される開口部の開口形状を調整することにより、所望の溝形状を有する分割溝１５を形成することができる。
【０１２７】
本変形例によると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
加えて、分割溝１５により、バリアメタル４８を、４コのバリアメタル部４８ｄに分割することができる。そのため、バリアメタル４８によって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、第１の実施形態に比べて、バリアメタル４８による応力を小さくすることができる。
【０１２９】
さらに、分割溝１５を、電極パッド４の上ではなく、分割体７の上に設けることにより、第１の実施形態に比べて、電極パッド４とバリアメタル４８とが接続する接続面積を減少させることなく、バリアメタル４８を、４コのバリアメタル部４８ｄに分割することができる。
【０１３０】
なお、本変形例では、バリアメタル４８の形成方法として、電解めっきを採用し、この場合における分割溝１５の形成方法について説明した。しかしながら、既述の通り、バリアメタルの形成方法として、無電解めっきを採用してもよい。この場合における分割溝の形成方法について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、分割溝の形成方法を示す拡大断面図である。
【０１３１】
図１１に示すように、無電解めっきにより、保護膜の上に、第２の開口部５ｄ内を埋め込むように、バリアメタル２８Ｘを形成する。このとき、図１１に示すように、バリアメタル２８Ｘの膜厚を膜厚Ｔとすると、分割体７の上面における一方の端部及び他方の端部の各々から、膜厚Ｔに相当する距離Ｄ（Ｄ＝Ｔ）だけ離れた領域まで、バリアメタル２８Ｘが形成される。そのため、分割体７の上面の幅Ｗが、バリアメタル２８Ｘの膜厚Ｔの２倍に相当する幅よりも大きい（Ｗ＞Ｔ×２）場合、バリアメタル２８Ｘに、分割体７の上面における両端部以外の部分を露出する分割溝１５が自然に形成される。
【０１３２】
このように、バリアメタル２８Ｘの形成方法として、無電解めっきを採用した場合、分割体７の上面の幅Ｗ、及びバリアメタル２８Ｘの膜厚Ｔを調整することにより、バリアメタル２８Ｘに、分割溝１５を自然に形成することができる。
【０１３３】
＜第１の実施形態の変形例２＞
以下に、本発明の第１の実施形態の変形例２に係る半導体装置について、図１２(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図１２(a) 〜(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例２に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。図１２(a) は、図１２(b) に示すXIIa-XIIa線における断面図であり、図１２(b) は、平面図である。図１２(b) に示す平面図は、図１２(a) に示す断面図と対応する平面図である。なお、図１２(b) において、簡略的に図示する為に、電極パッド下の第２の層間絶縁膜、第１の層間絶縁膜、及び半導体基板の図示を省略する。また、図１２(a) 〜(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図４〜図５(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【０１３４】
図１２(a) に示すように、電極パッド５４には、分割溝１６が形成されている。分割溝１６は、分割体７の下に配置されている。分割溝１６内には、保護膜６が埋め込まれている。電極パッド５４は、図１２(b) に示すように、分割溝１６により、４コの電極パッド部５４ｄに分割されている。
【０１３５】
図１２(b) に示すように、分割溝１６は、直線状に延びる２コの線状溝部１６ａ１，１６ａ２を有する。線状溝部１６ａ１と線状溝部１６ａ２とは、互いに交差するように配置されている。
【０１３６】
本変形例によると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３７】
加えて、分割溝１６により、電極パッド５４を、４コの電極パッド部５４ｄに分割することができる。そのため、電極パッド５４によって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、第１の実施形態に比べて、電極パッド５４による応力を小さくすることができる。
【０１３８】
さらに、分割溝１６を、バリアメタル８の下ではなく、分割体７の下に設けることにより、第１の実施形態に比べて、電極パッド５４とバリアメタル８とが接続する接続面積を減少させることなく、電極パッド５４を、４コの電極パッド部５４ｄに分割することができる。
【０１３９】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置について、図１３(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図１３(a) 〜(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分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。図１３(a) は、図１３(b) に示すXIIIa-XIIIa線における断面図であり、図１３(b) は、平面図である。図１３(b) に示す平面図は、図１３(a) に示す断面図と対応する平面図である。なお、図１３(b) において、簡略的に図示する為に、電極パッド下の第２の層間絶縁膜、第１の層間絶縁膜、及び半導体基板の図示を省略する。また、図１３(a) 〜(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図４〜図５(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本実施形態では、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【０１４０】
図１３(a) に示すように、分割体６７が、電極パッド６４における第１の開口部５から露出する部分の上に形成されている。第１の開口部５は、図１３(b) に示すように、分割体６７により、１６コの第２の開口部６５ｄに分割されている。
【０１４１】
図１３(a) に示すように、バリアメタル６８には、分割体６７の上面を露出する分割溝７５が形成されている。バリアメタル６８は、図１３(b) に示すように、分割溝７５により、１６コのバリアメタル部６８ｄに分割されている。
【０１４２】
図１３(a) に示すように、電極パッド６４には、分割溝７６が形成されている。分割溝７６は、分割体６７の下に配置されている。分割溝７６内には、保護膜６が埋め込まれている。電極パッド６４は、図１３(b) から判るように、分割溝７６により、１６コの電極パッド部６４ｄに分割されている。
【０１４３】
以下に、分割体６７の構成について、図１３(a) 〜(b) を参照しながら説明する。
【０１４４】
分割体６７は、図１３(b) に示すように、直線状に延びる６コの線状部６７ａ１〜６７ａ６を有する。
【０１４５】
線状部６７ａ１〜６７ａ６の一端及び他端の各々は、図１３(b) に示すように、保護膜６における第１の開口部５から露出する内側面と接続されている。このように、分割体６７は、保護膜６と一体に形成されている。
【０１４６】
第１の開口部５における下面の開口形状及び上面の開口形状は、図１３(b) から判るように、八角形状であり、線状部６７ａ２、及び線状部６７ａ５の各々は、八角形状を構成する辺に直交するように配置されている。
【０１４７】
線状部６７ａ１，６７ａ２，６７ａ３と、線状部６７ａ４，６７ａ５，６７ａ６とは、図１３(b) に示すように、互いに交差するように配置されている。線状部６７ａ１，６７ａ２，６７ａ３と、線状部６７ａ４，６７ａ５，６７ａ６とが交差する角度は、９０°である。
【０１４８】
分割体６７の側面は、図１３(a) に示すように、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面である。
【０１４９】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５０】
加えて、分割体６７により、第１の開口部５を、４コではなく、１６コの第２の開口部６５ｄに分割する。そのため、電極パッド６４におけるバリアメタル６８による応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が直接印加される部分を、４コの部分ではなく、１６コの部分（即ち、電極パッド６４における第２の開口部６５ｄから露出する部分）とし、第１の実施形態に比べて、より分散させることができる。
【０１５１】
さらに、分割溝７５により、バリアメタル６８を、１６コのバリアメタル部６８ｄに分割することができる。そのため、バリアメタル６８によって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、バリアメタル６８による応力を小さくすることができる。
【０１５２】
さらに、分割溝７６により、電極パッド６４を、１６コの電極パッド部６４ｄに分割することができる。そのため、電極パッド６４によって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、電極パッド６４による応力を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明は、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することができるため、半導体装置、及び該半導体装置を備えた実装体に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す一部切欠斜示図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大断面図である。
【図５】(a) 〜(b) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における分割体の構成を示す拡大断面図である。
【図７】(a) 〜(b) は、比較例に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のその他の例に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大平面図である。
【図１０】(a) 〜(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例１に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。
【図１１】分割溝の形成方法を示す拡大断面図である。
【図１２】(a) 〜(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例２に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。
【図１３】(a) 〜(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分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１ 半導体基板
２ 第１の層間絶縁膜
３ 第２の層間絶縁膜
４，５４，６４ 電極パッド
５４ｄ，６４ｄ 電極パッド部
５ 第１の開口部
５ｄ，３５ｄ，６５ｄ 第２の開口部
６ 保護膜
７，３７，６７ 分割体
７ａ１〜７ａ２，６７ａ１〜６７ａ６ 線状部
３７ｂ 環状部
８，２８，２８Ｘ，４８，６８ バリアメタル
４８ｄ，６８ｄ バリアメタル部
８ｘ Ｔｉ膜
８ｙ Ｃｕ膜
８ｚ Ｎｉ膜
９ バンプ電極
１０ 拡散層
１１ ＬＯＣＯＳ層
１２ 貫通電極
１３ 配線
１４ 貫通電極
１５，６５ 分割溝
１５ａ１，１５ａ２ 線状溝部
１６，６６ 分割溝
１６ａ１，１６ａ２ 線状溝部
Ｖ１〜Ｖ８ 第１〜第８の辺
Ｐ１〜Ｐ８ 第１〜第８の部分
Ｔ 膜厚
Ｄ 距離
Ｗ 幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置、及び該半導体装置を備えた実装体に関する。
【背景技術】
【０００２】
以下に、各種電子機器の実装基板に実装される従来の半導体装置の構成について、説明する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
半導体装置は、層間絶縁膜として低誘電率絶縁膜を有する半導体チップと、半導体チップに設けられた第１の電極パッドと、第１の電極パッド上にバリアメタルを介して形成されたバンプ電極とを有する。バリアメタルの厚さは、０．１μｍ〜３μｍである。
【０００４】
従来の半導体装置では、バリアメタルの厚さを、０．１μｍ〜３μｍにする。これにより、半導体装置を実装基板に実装する実装時に、半導体チップと実装基板との熱膨張係数の差異に基づく応力が、低誘電率絶縁膜に集中することを抑制する。これにより、低誘電率絶縁膜中のクラックの発生の抑制を試みると共に、低誘電率絶縁膜の界面での剥離の発生の抑制を試みる。
【特許文献１】特開２００５−２３５９０５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、本件発明者らが、鋭意検討を重ねたところ、以下に示すことを見出した。
【０００６】
例えば、電解めっき等によるバリアメタルの形成時に、バリアメタルが収縮するように形成されるため、バリアメタルの形成後に、バリアメタルによって引っ張り応力が発生する。そのため、層間絶縁膜にクラックが発生する、及び／又は層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生するという問題がある。
【０００７】
前記に鑑み、本発明の目的は、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明に係る半導体装置は、半導体基板と、半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、層間絶縁膜の上に形成された電極パッドと、層間絶縁膜の上に電極パッドの周縁部を覆うように形成され、電極パッドの中央部を露出する第１の開口部を有する保護膜と、電極パッドにおける第１の開口部から露出する部分の上に形成され、第１の開口部を複数の第２の開口部に分割する分割体と、保護膜の上に第２の開口部内を埋め込むように形成されたバリアメタルと、バリアメタルの上に形成されたバンプ電極とを備え、分割体は、電極パッドとバリアメタルとの間に介在していることを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る半導体装置によると、電極パッドとバリアメタルとの間に、第１の開口部を、複数の第２の開口部に分割する分割体が介在し、バリアメタルにおける第２の開口部内に埋め込まれた部分が、電極パッドと接触する。そのため、例えば、バリアメタルの形成後に、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、電極パッドにおけるバリアメタルによる引っ張り応力が直接印加される部分を、電極パッドにおける第２の開口部から露出する部分とし、分散させることができる。そのため、層間絶縁膜に印加される引っ張り応力を小さくすることができるため、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することができる。
【００１０】
さらに、バリアメタルによって圧縮応力が発生することがあっても、電極パッドにおけるバリアメタルによる圧縮応力が直接印加される部分を、電極パッドにおける第２の開口部から露出する部分とし、分散させることができる。そのため、層間絶縁膜に印加される圧縮応力を小さくすることができるため、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止することができる。
【００１１】
本発明に係る半導体装置において、層間絶縁膜には、複数の配線が形成されていることが好ましい。
【００１２】
このようにすると、既述の通り、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することができるため、層間絶縁膜に形成された配線と、配線の上方に形成された電極パッドとの電気的接続が切断されて、断線が発生することを防止することができる。
【００１３】
本発明に係る半導体装置において、層間絶縁膜は、低誘電率絶縁膜であることが好ましい。
【００１４】
このようにすると、層間絶縁膜が低誘電率絶縁膜である場合、低誘電率絶縁膜は、機械的強度が弱いため、層間絶縁膜にクラックが発生する可能性が比較的高い。そのため、層間絶縁膜が低誘電率絶縁膜である場合、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００１５】
加えて、層間絶縁膜に形成された配線間における浮遊容量を小さくすることができる。
【００１６】
本発明に係る半導体装置において、層間絶縁膜は、多孔質の低誘電率絶縁膜であることが好ましい。
【００１７】
このようにすると、層間絶縁膜が多孔質の低誘電率絶縁膜である場合、既述の通り、低誘電率絶縁膜は、機械的強度が弱いため、層間絶縁膜にクラックが発生する可能性が比較的高い。それと共に、多孔質膜は、その上に接して形成された膜との密着性が低いため、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生する可能性が比較的高い。そのため、層間絶縁膜が多孔質の低誘電率絶縁膜である場合、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００１８】
加えて、層間絶縁膜に形成された配線間における浮遊容量を小さくすることができる。
【００１９】
本発明に係る半導体装置において、分割体は、保護膜と一体に形成されていることが好ましく、例えば、分割体は、直線状に延びる複数の線状部を有し、線状部の一端及び他端の各々は、保護膜における第１の開口部から露出する内側面と接続されていることが好ましい。
【００２０】
このようにすると、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、バリアメタルによる引っ張り応力によって、分割体が電極パッドから引き剥がされることを防止し、分割体により、電極パッドを押さえることができる。
【００２１】
本発明に係る半導体装置において、第１の開口部の開口形状は、多角形状であり、線状部は、多角形状を構成する辺に直交するように配置されていることが好ましい。
【００２２】
このようにすると、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、線状部の一端及び他端の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体が電極パッドから引き剥がされることをさらに防止することができる。
【００２３】
本発明に係る半導体装置において、複数の線状部の各々は、互いに交差するように配置され、複数の線状部の各々が互いに交差する角度は、９０°であることが好ましい。
【００２４】
このようにすると、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、複数の線状部における交差領域に存在する部分の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体が電極パッドから引き剥がされることをさらに防止することができる。
【００２５】
本発明に係る半導体装置において、分割体は、環状部をさらに有し、線状部は、環状部に囲まれた領域を分割するように配置されていることが好ましい。
【００２６】
本発明に係る半導体装置において、環状部の平面形状は、多角形状であり、線状部は、環状部に直交していることが好ましい。
【００２７】
このようにすると、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、線状部、及び環状部における直交領域に存在する部分の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体が電極パッドから引き剥がされることをさらに防止することができる。
【００２８】
本発明に係る半導体装置において、分割体の側面は、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面であることが好ましい。
【００２９】
このようにすると、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、バリアメタルによる引っ張り応力を、分割体の側面によって分散させることができるため、層間絶縁膜に印加される引っ張り応力を小さくすることができる。
【００３０】
本発明に係る半導体装置において、分割体の熱膨張係数は、バリアメタルの熱膨張係数よりも小さいことが好ましく、分割体の熱膨張係数は、電極パッドの熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。
【００３１】
このようにすると、熱膨張係数の比較的大きい電極パッドと、熱膨張係数の比較的大きいバリアメタルとの間に、熱膨張係数の比較的小さい分割体が介在するため、例えば、半導体装置内の温度が上昇し、バリアメタルによって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、熱膨張係数の比較的小さい分割体により、電極パッドにバリアメタルによる応力が印加されることを抑制することができる。
【００３２】
本発明に係る半導体装置において、バリアメタルは、電解めっきにより形成され、バリアメタルは、第１の膜、第２の膜、及び第３の膜が順次積層されてなることが好ましい。
【００３３】
本発明に係る半導体装置において、バリアメタルは、無電解めっきにより形成され、バリアメタルは、第１の膜からなることが好ましい。
【００３４】
このようにすると、無電解めっきによるバリアメタルの形成後にバリアメタルによって発生する引っ張り応力は、電解めっきによるバリアメタルの形成後にバリアメタルによって発生する引っ張り応力に比べて大きいため、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００３５】
本発明に係る半導体装置において、バリアメタルには、分割体の上面を露出する分割溝が形成されていることが好ましい。
【００３６】
このようにすると、分割溝により、バリアメタルを、複数のバリアメタル部に分割することができる。そのため、バリアメタルによって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、バリアメタルによる応力を小さくすることができる。
【００３７】
本発明に係る半導体装置において、電極パッドには、分割溝が形成され、分割溝は、分割体の下に配置されていることが好ましい。
【００３８】
このようにすると、分割溝により、電極パッドを、複数の電極パッド部に分割することができる。そのため、電極パッドによって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、電極パッドによる応力を小さくすることができる。
【００３９】
前記の目的を達成するために、本発明に係る実装体は、本発明に係る半導体装置と、本発明に係る半導体装置が実装される実装基板とを備え、実装基板は、本発明に係る半導体装置のバンプ電極に接続される電極を有していることを特徴とする。
【００４０】
本発明に係る実装体によると、例えば、バリアメタルの形成後に、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することができる。
【００４１】
さらに、例えば、半導体装置を実装基板に実装する実装時に、バリアメタルによって圧縮応力が発生することがあっても、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止することができる。
【発明の効果】
【００４２】
本発明に係る半導体装置、及び該半導体装置を備えた実装体によると、電極パッドとバリアメタルとの間に、第１の開口部を、複数の第２の開口部に分割する分割体が介在し、バリアメタルにおける第２の開口部内に埋め込まれた部分が、電極パッドと接触する。そのため、例えば、バリアメタルの形成後に、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、電極パッドにおけるバリアメタルによる引っ張り応力が直接印加される部分を、電極パッドにおける第２の開口部から露出する部分とし、分散させることができる。そのため、層間絶縁膜に印加される引っ張り応力を小さくすることができるため、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することができる。
【００４３】
さらに、例えば、半導体装置を実装基板に実装する実装時に、バリアメタルによって圧縮応力が発生することがあっても、電極パッドにおけるバリアメタルによる圧縮応力が直接印加される部分を、電極パッドにおける第２の開口部から露出する部分とし、分散させることができる。そのため、層間絶縁膜に印加される圧縮応力を小さくすることができるため、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下に、本発明の各実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００４５】
（第１の実施形態）
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置について、図１、図２、図３、図４、図５(a) 〜(b) 、及び図６を参照しながら説明する。
【００４６】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の断面構成について、図１、及び図４を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図であり、具体的には、図２に示すI-I線における断面図である。図４は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す拡大断面図であり、具体的には、図１に示す分割体を含む部分の構成を示す拡大断面図である
本実施形態に係る半導体装置は、図１に示すように、半導体基板１と、半導体基板１の上に形成された第１の層間絶縁膜２と、第１の層間絶縁膜２の上に形成された第２の層間絶縁膜３と、第２の層間絶縁膜３の上に形成された電極パッド４と、第２の層間絶縁膜３の上に電極パッド４の周縁部を覆うように形成され、電極パッド４の中央部を露出する第１の開口部５を有する保護膜６と、電極パッド４における第１の開口部５から露出する部分の上に、保護膜６と一体に形成され、第１の開口部５を、複数の第２の開口部（図４：５ｄ参照）に分割する分割体７と、保護膜６の上に第２の開口部内を埋め込むように形成されたバリアメタル８と、バリアメタル８の上に形成されたバンプ電極９とを備えている。
【００４７】
バリアメタル８は、第２の開口部５ｄ内に埋め込まれた部分を介して、電極パッド４と接続している。分割体７は、電極パッド４とバリアメタル８との間に介在している。
【００４８】
半導体基板１の上部には、複数の拡散層１０が、互いに離間して形成されている。半導体基板１の上部における互いに隣り合う拡散層１０同士の間には、ＬＯＣＯＳ層１１が形成されている。ＬＯＣＯＳ層１１により、互いに隣り合う拡散層１０同士の間が絶縁されている。
【００４９】
第１の層間絶縁膜２は、例えば、多孔質の低誘電率絶縁膜であり、具体的には例えば、フッ素がドープされた酸化ケイ素膜（ＳｉＯＦ膜）、又は炭素がドープされた酸化ケイ素膜（ＳｉＯＣ膜）等からなる。
【００５０】
第１の層間絶縁膜３の下部には、複数の貫通電極１２が形成されている。第１の層間絶縁膜３の上部には、複数の配線１３が形成されている。配線１３は、貫通電極１２を介して、拡散層１０と電気的に接続している。
【００５１】
第２の層間絶縁膜３は、例えば、低誘電率絶縁膜であり、具体的には例えば、ＳｉＯＦ膜、又はＳｉＯＣ膜等からなる。
【００５２】
第２の層間絶縁膜３には、複数の貫通電極１４が形成され、電極パッド４は、貫通電極１４を介して、配線１３と電気的に接続している。
【００５３】
このように、配線間における浮遊容量、及び貫通電極間における浮遊容量を小さくする為に、配線１２、及び貫通電極１３が形成された第１の層間絶縁膜２として、多孔質の低誘電率絶縁膜を用い、貫通電極１４が形成された第２の層間絶縁膜３として、低誘電率絶縁膜を用いる。
【００５４】
電極パッド４は、例えば、アルミニウムからなる。
【００５５】
保護膜６は、例えば、シリコン窒化膜（ＳｉＮ膜）からなる。
【００５６】
バリアメタル８は、電解めっきにより形成され、図４に示すように、例えば、チタン膜（Ｔｉ膜）８ｘと、銅膜（Ｃｕ膜）８ｙと、ニッケル膜（Ｎｉ膜）８ｚとが順次積層されてなる。
【００５７】
バンプ電極９は、例えば、はんだからなる。
【００５８】
電極パッド４とバリアメタル８との間に介在する分割体７は、熱膨張係数が、電極パッド４の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。また、分割体７は、熱膨張係数が、バリアメタル８の熱膨張係数よりも小さいことが好ましい。分割体７の材料としては、例えば、ＳｉＮ膜等が挙げられる。
【００５９】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の斜視構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す一部切欠斜視図である。
【００６０】
図２に示すように、本実施形態に係る半導体装置は、既述の通り、半導体基板１と、第１の層間絶縁膜２と、第２の層間絶縁膜３と、電極パッド４と、保護膜６と、平面形状が八角形状のバリアメタル８と、バンプ電極９とを備えている。さらに、本実施形態に係る半導体装置は、図２中には図示されないが、保護膜６に形成された第１の開口部（図１：５参照）を、複数の第２の開口部（図４：５ｄ参照）に分割する分割体（図１：７参照）を備えている。
【００６１】
第１の層間絶縁膜２の上部には、既述の通り、複数の配線１３が形成されている。
【００６２】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の平面構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
【００６３】
図３に示すように、保護膜６の上に、第２の開口部（図４：５ｄ参照）内を埋め込むように、平面形状が八角形状のバリアメタル８が形成されている。バリアメタル８の上には、平面形状が円形状のバンプ電極９が形成されている。
【００６４】
以下に、本発明の第１の実施形態に係る実装体について、説明する。
【００６５】
本実施形態に係る実装体は、半導体装置（図１〜図３参照）と、半導体装置が実装される実装基板とを備えている。実装基板は、半導体装置のバンプ電極９に接続される電極を有している。半導体装置のバンプ電極９と、実装基板の電極とが接続されて、半導体装置が、実装基板に実装される。
【００６６】
−分割体−
以下に、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成について、図５(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図５(a) 〜(b) は、分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。図５(a) は、図５(b) に示すVa-Va線における断面図であり、図５(b) は、平面図である。図５(b) に示す平面図は、図５(a) に示す断面図と対応する平面図である。なお、図５(a) に示す断面図は、図４に示す断面図と同様の断面図である。また、図５(b) において、簡略的に図示する為に、電極パッドの下に形成された第２の層間絶縁膜、第１の層間絶縁膜、及び半導体基板の図示を省略する。
【００６７】
図５(b) に示すように、保護膜６が、電極パッド４の周縁部を覆うように、第２の層間絶縁膜（図示せず，図５(a)：３参照）の上に形成されている。保護膜６には、電極パッド４の中央部を露出する第１の開口部（図５(a)：５参照）が形成されている。電極パッド４における第１の開口部から露出する部分の上には、第１の開口部を、４コの第２の開口部５ｄに分割する分割体７が形成されている。保護膜６の上には、第２の開口部５ｄ内を埋め込むように、バリアメタル８が形成されている。
【００６８】
電極パッド４は、平面形状が八角形状である。
【００６９】
第１の開口部は、図５(b) から判るように、下面の開口形状が八角形状であり、上面の開口形状が八角形状である。第１の開口部の側面は、下面の開口面積が上面の開口面積よりも小さくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面である。
【００７０】
バリアメタル８は、平面形状が八角形状である。
【００７１】
分割体７は、図５(b) に示すように、直線状に延びる２コの線状部７ａ１，７ａ２を有する。
【００７２】
線状部７ａ１，７ａ２の一端及び他端の各々は、図５(b) に示すように、保護膜６における第１の開口部から露出する内側面と接続されている。このように、分割体７は、保護膜６と一体に形成されている。
【００７３】
第１の開口部における下面の開口形状及び上面の開口形状は、図５(b) から判るように、八角形状であり、線状部７ａ１，７ａ２は、八角形状を構成する辺に直交するように配置されている。詳細には、下面の開口形状が八角形状を有する第１の開口部において、八角形状を構成する各辺を、第１の辺Ｖ１〜第８の辺Ｖ８とした場合、線状部７ａ１は、第１，第５の辺Ｖ１，Ｖ５に直交するように配置されている。線状部７ａ２は、第３，第７の辺Ｖ３，Ｖ７に直交するように配置されている。
【００７４】
線状部７ａ１と線状部７ａ２とは、図５(b) に示すように、互いに交差するように配置されている。線状部７ａ１と線状部７ａ２とが交差する角度は、９０°である。
【００７５】
以下に、分割体７の形成方法について、図５(b) を参照しながら説明する。
【００７６】
まず、通常の半導体装置の製造方法と同様な方法により、電極パッドが形成された第２の層間絶縁膜の上に、電極パッドを覆うように、保護膜を形成する。
【００７７】
次に、４コの第２の開口部（図５(b)：５ｄ参照）の各々と対応する開口部を有するマスクを用いて、エッチングにより、保護膜におけるマスクの開口部から露出する部分を除去する。これにより、図５(b) に示すように、保護膜６に、電極パッド４の中央部を露出する第１の開口部を形成する。それと共に、電極パッド４における第１の開口部から露出する部分の上に、保護膜６と一体に形成され、第１の開口部を、４コの第２の開口部５ｄに分割する分割体７を残存させる。
【００７８】
このようにして分割体７を形成することにより、分割体７の側面を、図６に示すように、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面にすることができる。また、第１の開口部の側面を、図５(a) に示すように、下面の開口面積が上面の開口面積よりも小さくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面にすることができる。
【００７９】
以下に、本実施形態の効果について有効に説明する為に、比較例に係る半導体装置と、本実施形態に係る半導体装置とを比較する。
【００８０】
比較例に係る半導体装置の構成について、図７(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図７(a) 〜(b) は、比較例に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大断面図である。なお、図７(a) 〜(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図４に示す符号と同一の符号を付す。
【００８１】
比較例では、図７(a) に示すように、保護膜６の上には、第１の開口部５内を埋め込むように、バリアメタル８８が形成されている。バリアメタル８８は、第１の開口部５内に埋め込まれた部分を介して、電極パッド４と接続している。なお、バリアメタル８８は、例えば、Ｔｉ膜８８ｘと、Ｃｕ膜８８ｙと、Ｎｉ膜８８ｚとが順次積層されてなる。
【００８２】
これに対し、本実施形態では、図４に示すように、電極パッド４における第１の開口部５から露出する部分の上には、第１の開口部５を、複数の第２の開口部５ｄに分割する分割体７が形成されている。保護膜６の上には、第２の開口部５ｄ内を埋め込むように、バリアメタル８が形成されている。バリアメタル８は、第２の開口部５ｄ内に埋め込まれた部分を介して、電極パッド４と接続している。
【００８３】
比較例では、バリアメタル８８における第１の開口部５内に埋め込まれた部分が、電極パッド４と接触する。そのため、バリアメタル８８によって応力が発生した場合、電極パッド４におけるバリアメタル８８による応力が直接印加される部分は、電極パッド４における第１の開口部５から露出する部分である。そのため、第２，第１の層間絶縁膜３，２に印加される応力は、比較的大きい。ここで、「応力」とは、引っ張り応力、及び圧縮応力等を含む。
【００８４】
そのため、例えば、図７(b) に示すように、バリアメタル８８の形成後に、バリアメタル８８によって引っ張り応力が発生した場合、例えば、第２の層間絶縁膜３にクラックが発生する。それと共に、第１の層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜３との界面に剥離が発生し、配線１３と貫通電極１４との電気的接続が切断されて断線が発生する。
【００８５】
これに対し、本実施形態では、電極パッド４とバリアメタル８との間に、第１の開口部５を、複数の第２の開口部５ｄに分割する分割体７が介在し、バリアメタル８における第２の開口部５ｄ内に埋め込まれた部分が、電極パッド４と接触する。そのため、バリアメタル８によって応力が発生した場合、電極パッド４におけるバリアメタル８による応力が直接印加される部分は、電極パッド４における第２の開口部５ｄから露出する部分である。そのため、第２，第１の層間絶縁膜３，２に印加される応力は、比較的小さい。
【００８６】
そのため、例えば、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生した場合、第１の層間絶縁膜２にクラックが発生することを防止することができる。それと共に、第１の層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜３との界面に剥離が発生することを防止し、配線１３と貫通電極１４との電気的接続が切断されて断線が発生することを防止することができる。
【００８７】
なお、比較例に係る半導体装置において、バリアメタル８８によって引っ張り応力が発生した場合、図７(b) に示すように、第２の層間絶縁膜３にクラックが発生すると共に、第１の層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜３との界面に剥離が発生する場合を具体例に挙げて説明したが、上記の場合に限定されるものではなく、例えば、第２の層間絶縁膜に発生したクラックが、第１の層間絶縁膜に到達し、第１の層間絶縁膜にクラックが発生する場合がある。
【００８８】
本実施形態によると、電極パッド４とバリアメタル８との間に、第１の開口部５を、複数の第２の開口部５ｄに分割する分割体７が介在し、バリアメタル８における第２の開口部５ｄ内に埋め込まれた部分が、電極パッド４と接触する。そのため、例えば、バリアメタル８の形成後に、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、電極パッド４におけるバリアメタル８による引っ張り応力が直接印加される部分を、電極パッド４における第２の開口部５ｄから露出する部分とし、分散させることができる。そのため、第２，第１の層間絶縁膜３，２に印加される引っ張り応力を小さくすることができる。そのため、第２の層間絶縁膜３にクラックが発生する（又は第２，第１の層間絶縁膜３，２にクラックが発生する）ことを防止することができる。それと共に、第１の層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜３との界面に剥離が発生することを防止し、配線１３と貫通電極１４との電気的接続が切断されて断線が発生することを防止することができる。ここで、「バリアメタルによる引っ張り応力」とは、バリアメタルによって、バリアメタル下の電極パッドを上方に引っ張る応力をいう。
【００８９】
特に、第２の層間絶縁膜３が低誘電率絶縁膜である場合、低誘電率絶縁膜は、機械的強度が弱いため、第２の層間絶縁膜３にクラックが発生する可能性が比較的高い。そのため、第２の層間絶縁膜３が低誘電率絶縁膜である場合、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００９０】
また特に、第１の層間絶縁膜２が多孔質の低誘電率絶縁膜である場合、既述の通り、低誘電率絶縁膜は、機械的強度が弱いため、第１の層間絶縁膜２にクラックが発生する可能性が比較的高い。それと共に、多孔質膜は、その上に形成された膜との密着性が低いため、第１の層間絶縁膜２と第２の層間絶縁膜３との界面に剥離が発生する可能性が比較的高い。そのため、第１の層間絶縁膜２が多孔質の低誘電率絶縁膜である場合、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００９１】
さらに、例えば、半導体装置を実装基板に実装する実装時に、バリアメタル８によって圧縮応力が発生することがあっても、電極パッド４におけるバリアメタル８による圧縮応力が直接印加される部分を、電極パッド４における第２の開口部５ｄから露出する部分とし、分散させることができる。そのため、第２，第１の層間絶縁膜３，２に印加される圧縮応力を小さくすることができる。そのため、第２の層間絶縁膜３にクラックが発生する（又は第２，第１の層間絶縁膜３，２にクラックが発生する）ことを防止することができる。ここで、「バリアメタルによる圧縮応力」とは、バリアメタルによって、バリアメタル下の電極パッドを下方に圧縮する応力をいう。
【００９２】
加えて、本実施形態によると、線状部７ａ１，７ａ２の一端及び他端の各々を、保護膜６における第１の開口部５から露出する内側面と接続し、分割体７を、保護膜６と一体に形成する。これにより、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、バリアメタル８による引っ張り応力によって、分割体７が電極パッド４から引き剥がされることを防止し、分割体７により、電極パッド４を押さえることができる。
【００９３】
さらに、第１の開口部５における下面の開口形状及び上面の開口形状が、八角形状であり、線状部７ａ１，７ａ２を、八角形状を構成する辺に直交させるように配置する。これにより、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、線状部７ａ１，７ａ２の一端及び他端の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体７が電極パッド４から引き剥がされることをさらに防止することができる。
【００９４】
さらに、線状部７ａ１と線状部７ａ２とが互いに交差する交差角度を、９０°にする。これにより、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、線状部７ａ１，７ａ２における交差領域に存在する部分の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体７が電極パッド４から引き剥がされることをさらに防止することができる。
【００９５】
さらに、本実施形態によると、分割体７の側面を、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面にする。これにより、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、バリアメタル８による引っ張り応力を、分割体７の側面によって分散させることができるため、第２，第１の層間絶縁膜３，２に印加される引っ張り応力を小さくすることができる。
【００９６】
さらに、本実施形態によると、電極パッド４とバリアメタル８との間に介在する分割体７の熱膨張係数を、電極パッド４の熱膨張係数、及びバリアメタル８の熱膨張係数よりも小さくする。これにより、熱膨張係数の比較的大きい電極パッド４と、熱膨張係数の比較的大きいバリアメタル８との間に、熱膨張係数の比較的小さい分割体７が介在するため、例えば、半導体装置内の温度が上昇し、バリアメタル８によって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、熱膨張係数の比較的小さい分割体７により、電極パッド４にバリアメタル８による応力が印加されることを抑制することができる。
【００９７】
なお、本実施形態では、図４に示すように、バリアメタル８を、電解めっきにより形成する場合、即ち、バリアメタル８が、Ｔｉ膜８ｘ、Ｃｕ膜８ｙ、及びＮｉ膜８ｚが順次積層されてなる場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９８】
例えば、図８に示すように、バリアメタル２８を、無電解めっきにより形成し、バリアメタル２８が、Ｎｉ膜からなる場合でもよい。この場合、無電解めっきによるバリアメタル２８の形成後にバリアメタル２８によって発生する引っ張り応力は、電解めっきによるバリアメタル８の形成後にバリアメタル８によって発生する引っ張り応力に比べて大きいため、本発明の効果を有効に発揮することができる。
【００９９】
また、本実施形態では、第１の層間絶縁膜２が、多孔質の低誘電率絶縁膜であり、第２の層間絶縁膜３が、低誘電率絶縁膜である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１００】
また、本実施形態では、分割体７を、保護膜６と一体に形成する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０１】
また、本実施形態では、分割体７によって、第１の開口部５を、４コの第２の開口部５ｄに分割する場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、分割体によって、第１の開口部を、２コ以上の第２の開口部に分割すればよい。
【０１０２】
また、本実施形態では、図５(b) に示すように、電極パッド４の平面形状が八角形状であり、バリアメタル８の平面形状が八角形状である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０３】
第１に例えば、電極パッドの平面形状が四角形状であり、バリアメタルの平面形状が四角形状でもよい。第２に例えば、電極パッドの平面形状が六角形状であり、バリアメタルの平面形状が六角形状でもよい。即ち、電極パッドの平面形状、及びバリアメタルの平面形状は、多角形状であればよい。ここで、本明細書中に登場する「多角形状」とは、四角形状、六角形状、及び八角形状等を含む。
【０１０４】
第３に例えば、電極パッドの平面形状が略円形状であり、バリアメタルの平面形状が略円形状でもよい。
【０１０５】
また、本実施形態では、図５(b) から判るように、第１の開口部の開口形状が、八角形状である場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０６】
第１に例えば、第１の開口部の開口形状が、四角形状、又は六角形状でもよい（即ち、第１の開口部の開口形状は、多角形状であればよい）。第２に例えば、第１の開口部の開口形状が、略円形状でもよい。
【０１０７】
また、本実施形態では、バリアメタル８によって発生する応力として、引っ張り応力、及び圧縮応力を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
【０１０８】
また、本実施形態では、バリアメタル８によって発生する引っ張り応力として、例えば、バリアメタル８の形成後に、バリアメタル８によって発生する引っ張り応力を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、バリアメタルの形成時に、バリアメタルによって、引っ張り応力が発生する場合がある。
【０１０９】
また、本実施形態では、バリアメタル８によって発生する圧縮応力として、例えば、半導体装置を実装基板に実装する実装時（即ち、バンプ電極９の加熱・溶融により、半導体装置のバンプ電極９と、実装基板の電極とを接続する接続時）に、バリアメタル８によって発生する圧縮応力を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。即ち、バリアメタルに対し熱が供給され、バリアメタルが加熱された時に、熱膨張したバリアメタルによって、圧縮応力が発生する場合がある。
【０１１０】
（第２の実施形態）
以下に、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置について、図９を参照しながら説明する。図９は、本発明の第２の実施形態に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大平面図である。図９において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図５(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本実施形態では、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【０１１１】
第１の実施形態と本実施形態との相違点は、以下に示す点である。
【０１１２】
第１の実施形態では、図５(b) に示すように、分割体７により、第１の開口部を、４コの第２の開口部５ｄに分割している。分割体７は、直線状に延びる２コの線状部７ａ１，７ａ２を有する。
【０１１３】
これに対し、本実施形態では、図９に示すように、分割体３７により、第１の開口部を、８コの第２の開口部３５ｄに分割している。分割体３７は、直線状に延びる２コの線状部７ａ１，７ａ２と、平面形状が八角形状の環状部３７ｂとを有する。
【０１１４】
線状部７ａ１，７ａ２は、環状部３７ｂに囲まれた領域を分割するように配置されている。
【０１１５】
環状部３７ｂの平面形状は、八角形状であり、線状部７ａ１，７ａ２は、環状部３７ｂに直交している。詳細には、平面形状が八角形状の環状部３７ｂを、第１の部分Ｐ１〜第８の部分Ｐ８に区分した場合、線状部７ａ１は、第１，第５の部分Ｐ１，Ｐ５に直交している。線状部７ａ２は、第３，第７の部分Ｐ３，Ｐ７に直交している。
【０１１６】
分割体３７の側面は、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面である。
【０１１７】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１１８】
加えて、分割体３７により、第１の開口部５を、４コではなく、８コの第２の開口部３５ｄに分割する。そのため、電極パッド４におけるバリアメタル８による応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が直接印加される部分を、４コの部分ではなく、８コの部分（即ち、電極パッド４における第２の開口部３５ｄから露出する部分）とし、第１の実施形態に比べて、より分散させることができる。
【０１１９】
さらに、線状部７ａ１，７ａ２を、環状部３７ｂに直交させる。これにより、バリアメタル８によって引っ張り応力が発生することがあっても、線状部７ａ１，７ａ２、及び環状部３７ｂにおける直交領域に存在する部分の各々に、均等に引っ張り応力を印加することができるため、分割体３７が電極パッド４から引き剥がされることをさらに防止することができる。
【０１２０】
なお、本実施形態では、環状部３７ｂの平面形状が、八角形状の場合を具体例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、環状部の平面形状は、四角形状でもよい。
【０１２１】
＜第１の実施形態の変形例１＞
以下に、本発明の第１の実施形態の変形例１に係る半導体装置について、図１０(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図１０(a) 〜(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例１に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。図１０(a) は、図１０(b) に示すXa-Xa線における断面図であり、図１０(b) は、平面図である。図１０(b) に示す平面図は、図１０(a) に示す断面図と対応する平面図である。なお、図１０(b) において、簡略的に図示する為に、電極パッド下の第２の層間絶縁膜、第１の層間絶縁膜、及び半導体基板の図示を省略する。また、図１０(a) 〜(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図４〜図５(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【０１２２】
図１０(a) に示すように、バリアメタル４８には、分割体７の上面を露出する分割溝１５が形成されている。バリアメタル４８は、図１０(b) に示すように、分割溝１５により、４コのバリアメタル部４８ｄに分割されている。
【０１２３】
図１０(b) に示すように、分割溝１５は、直線状に延びる２コの線状溝部１５ａ１，１５ａ２を有する。線状溝部１５ａ１と線状溝部１５ａ２とは、互いに交差するように配置されている。
【０１２４】
以下に、バリアメタル４８に分割溝１５を形成する方法について説明する。
【０１２５】
まず、保護膜６、及び分割体７の上に、４コの第２の開口部５ｄの各々と対応する開口部を有するレジストを形成する。次に、電解めっきにより、レジストに形成された４コの開口部の各々に、バリアメタル部４８ｄを形成し、４コのバリアメタル部４８ｄからなるバリアメタル４８を形成する。その後、レジストを除去し、バリアメタル４８に、分割体７の上面を露出する分割溝１５を形成する。
【０１２６】
このように、バリアメタル４８の形成方法として、電解めっきを採用した場合、レジストに形成される開口部の開口形状を調整することにより、所望の溝形状を有する分割溝１５を形成することができる。
【０１２７】
本変形例によると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１２８】
加えて、分割溝１５により、バリアメタル４８を、４コのバリアメタル部４８ｄに分割することができる。そのため、バリアメタル４８によって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、第１の実施形態に比べて、バリアメタル４８による応力を小さくすることができる。
【０１２９】
さらに、分割溝１５を、電極パッド４の上ではなく、分割体７の上に設けることにより、第１の実施形態に比べて、電極パッド４とバリアメタル４８とが接続する接続面積を減少させることなく、バリアメタル４８を、４コのバリアメタル部４８ｄに分割することができる。
【０１３０】
なお、本変形例では、バリアメタル４８の形成方法として、電解めっきを採用し、この場合における分割溝１５の形成方法について説明した。しかしながら、既述の通り、バリアメタルの形成方法として、無電解めっきを採用してもよい。この場合における分割溝の形成方法について、図１１を参照しながら説明する。図１１は、分割溝の形成方法を示す拡大断面図である。
【０１３１】
図１１に示すように、無電解めっきにより、保護膜の上に、第２の開口部５ｄ内を埋め込むように、バリアメタル２８Ｘを形成する。このとき、図１１に示すように、バリアメタル２８Ｘの膜厚を膜厚Ｔとすると、分割体７の上面における一方の端部及び他方の端部の各々から、膜厚Ｔに相当する距離Ｄ（Ｄ＝Ｔ）だけ離れた領域まで、バリアメタル２８Ｘが形成される。そのため、分割体７の上面の幅Ｗが、バリアメタル２８Ｘの膜厚Ｔの２倍に相当する幅よりも大きい（Ｗ＞Ｔ×２）場合、バリアメタル２８Ｘに、分割体７の上面における両端部以外の部分を露出する分割溝１５が自然に形成される。
【０１３２】
このように、バリアメタル２８Ｘの形成方法として、無電解めっきを採用した場合、分割体７の上面の幅Ｗ、及びバリアメタル２８Ｘの膜厚Ｔを調整することにより、バリアメタル２８Ｘに、分割溝１５を自然に形成することができる。
【０１３３】
＜第１の実施形態の変形例２＞
以下に、本発明の第１の実施形態の変形例２に係る半導体装置について、図１２(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図１２(a) 〜(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例２に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。図１２(a) は、図１２(b) に示すXIIa-XIIa線における断面図であり、図１２(b) は、平面図である。図１２(b) に示す平面図は、図１２(a) に示す断面図と対応する平面図である。なお、図１２(b) において、簡略的に図示する為に、電極パッド下の第２の層間絶縁膜、第１の層間絶縁膜、及び半導体基板の図示を省略する。また、図１２(a) 〜(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図４〜図５(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本変形例では、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【０１３４】
図１２(a) に示すように、電極パッド５４には、分割溝１６が形成されている。分割溝１６は、分割体７の下に配置されている。分割溝１６内には、保護膜６が埋め込まれている。電極パッド５４は、図１２(b) に示すように、分割溝１６により、４コの電極パッド部５４ｄに分割されている。
【０１３５】
図１２(b) に示すように、分割溝１６は、直線状に延びる２コの線状溝部１６ａ１，１６ａ２を有する。線状溝部１６ａ１と線状溝部１６ａ２とは、互いに交差するように配置されている。
【０１３６】
本変形例によると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１３７】
加えて、分割溝１６により、電極パッド５４を、４コの電極パッド部５４ｄに分割することができる。そのため、電極パッド５４によって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、第１の実施形態に比べて、電極パッド５４による応力を小さくすることができる。
【０１３８】
さらに、分割溝１６を、バリアメタル８の下ではなく、分割体７の下に設けることにより、第１の実施形態に比べて、電極パッド５４とバリアメタル８とが接続する接続面積を減少させることなく、電極パッド５４を、４コの電極パッド部５４ｄに分割することができる。
【０１３９】
（第３の実施形態）
以下に、本発明の第３の実施形態に係る半導体装置について、図１３(a) 〜(b) を参照しながら説明する。図１３(a) 〜(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分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。図１３(a) は、図１３(b) に示すXIIIa-XIIIa線における断面図であり、図１３(b) は、平面図である。図１３(b) に示す平面図は、図１３(a) に示す断面図と対応する平面図である。なお、図１３(b) において、簡略的に図示する為に、電極パッド下の第２の層間絶縁膜、第１の層間絶縁膜、及び半導体基板の図示を省略する。また、図１３(a) 〜(b) において、第１の実施形態における構成要素と同一の構成要素には、図４〜図５(b) に示す符号と同一の符号を付す。従って、本実施形態では、第１の実施形態と重複する説明を省略する。
【０１４０】
図１３(a) に示すように、分割体６７が、電極パッド６４における第１の開口部５から露出する部分の上に形成されている。第１の開口部５は、図１３(b) に示すように、分割体６７により、１６コの第２の開口部６５ｄに分割されている。
【０１４１】
図１３(a) に示すように、バリアメタル６８には、分割体６７の上面を露出する分割溝７５が形成されている。バリアメタル６８は、図１３(b) に示すように、分割溝７５により、１６コのバリアメタル部６８ｄに分割されている。
【０１４２】
図１３(a) に示すように、電極パッド６４には、分割溝７６が形成されている。分割溝７６は、分割体６７の下に配置されている。分割溝７６内には、保護膜６が埋め込まれている。電極パッド６４は、図１３(b) から判るように、分割溝７６により、１６コの電極パッド部６４ｄに分割されている。
【０１４３】
以下に、分割体６７の構成について、図１３(a) 〜(b) を参照しながら説明する。
【０１４４】
分割体６７は、図１３(b) に示すように、直線状に延びる６コの線状部６７ａ１〜６７ａ６を有する。
【０１４５】
線状部６７ａ１〜６７ａ６の一端及び他端の各々は、図１３(b) に示すように、保護膜６における第１の開口部５から露出する内側面と接続されている。このように、分割体６７は、保護膜６と一体に形成されている。
【０１４６】
第１の開口部５における下面の開口形状及び上面の開口形状は、図１３(b) から判るように、八角形状であり、線状部６７ａ２、及び線状部６７ａ５の各々は、八角形状を構成する辺に直交するように配置されている。
【０１４７】
線状部６７ａ１，６７ａ２，６７ａ３と、線状部６７ａ４，６７ａ５，６７ａ６とは、図１３(b) に示すように、互いに交差するように配置されている。線状部６７ａ１，６７ａ２，６７ａ３と、線状部６７ａ４，６７ａ５，６７ａ６とが交差する角度は、９０°である。
【０１４８】
分割体６７の側面は、図１３(a) に示すように、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面である。
【０１４９】
本実施形態によると、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１５０】
加えて、分割体６７により、第１の開口部５を、４コではなく、１６コの第２の開口部６５ｄに分割する。そのため、電極パッド６４におけるバリアメタル６８による応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が直接印加される部分を、４コの部分ではなく、１６コの部分（即ち、電極パッド６４における第２の開口部６５ｄから露出する部分）とし、第１の実施形態に比べて、より分散させることができる。
【０１５１】
さらに、分割溝７５により、バリアメタル６８を、１６コのバリアメタル部６８ｄに分割することができる。そのため、バリアメタル６８によって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、バリアメタル６８による応力を小さくすることができる。
【０１５２】
さらに、分割溝７６により、電極パッド６４を、１６コの電極パッド部６４ｄに分割することができる。そのため、電極パッド６４によって応力（例えば、引っ張り応力、又は圧縮応力）が発生することがあっても、電極パッド６４による応力を小さくすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１５３】
本発明は、バリアメタルによって引っ張り応力が発生することがあっても、層間絶縁膜にクラックが発生することを防止すると共に、層間絶縁膜と該層間絶縁膜の上に接して形成された膜との界面に剥離が発生することを防止することができるため、半導体装置、及び該半導体装置を備えた実装体に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１５４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す一部切欠斜示図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置の構成を示す平面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大断面図である。
【図５】(a) 〜(b) は、本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る半導体装置における分割体の構成を示す拡大断面図である。
【図７】(a) 〜(b) は、比較例に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大断面図である。
【図８】本発明の第１の実施形態のその他の例に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大平面図である。
【図１０】(a) 〜(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例１に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。
【図１１】分割溝の形成方法を示す拡大断面図である。
【図１２】(a) 〜(b) は、本発明の第１の実施形態の変形例２に係る半導体装置における分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。
【図１３】(a) 〜(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分割体を含む部分の構成を示す拡大図である。
【符号の説明】
【０１５５】
１ 半導体基板
２ 第１の層間絶縁膜
３ 第２の層間絶縁膜
４，５４，６４ 電極パッド
５４ｄ，６４ｄ 電極パッド部
５ 第１の開口部
５ｄ，３５ｄ，６５ｄ 第２の開口部
６ 保護膜
７，３７，６７ 分割体
７ａ１〜７ａ２，６７ａ１〜６７ａ６ 線状部
３７ｂ 環状部
８，２８，２８Ｘ，４８，６８ バリアメタル
４８ｄ，６８ｄ バリアメタル部
８ｘ Ｔｉ膜
８ｙ Ｃｕ膜
８ｚ Ｎｉ膜
９ バンプ電極
１０ 拡散層
１１ ＬＯＣＯＳ層
１２ 貫通電極
１３ 配線
１４ 貫通電極
１５，６５ 分割溝
１５ａ１，１５ａ２ 線状溝部
１６，６６ 分割溝
１６ａ１，１６ａ２ 線状溝部
Ｖ１〜Ｖ８ 第１〜第８の辺
Ｐ１〜Ｐ８ 第１〜第８の部分
Ｔ 膜厚
Ｄ 距離
Ｗ 幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に形成された電極パッドと、
前記層間絶縁膜の上に前記電極パッドの周縁部を覆うように形成され、前記電極パッドの中央部を露出する第１の開口部を有する保護膜と、
前記電極パッドにおける前記第１の開口部から露出する部分の上に形成され、前記第１の開口部を複数の第２の開口部に分割する分割体と、
前記保護膜の上に前記第２の開口部内を埋め込むように形成されたバリアメタルと、
前記バリアメタルの上に形成されたバンプ電極とを備え、
前記分割体は、前記電極パッドと前記バリアメタルとの間に介在していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜には、複数の配線が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜は、低誘電率絶縁膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜は、多孔質の低誘電率絶縁膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記分割体は、前記保護膜と一体に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記分割体は、直線状に延びる複数の線状部を有し、
前記線状部の一端及び他端の各々は、前記保護膜における前記第１の開口部から露出する内側面と接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置において、
前記第１の開口部の開口形状は、多角形状であり、
前記線状部は、前記多角形状を構成する辺に直交するように配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項６に記載の半導体装置において、
前記複数の線状部の各々は、互いに交差するように配置され、
前記複数の線状部の各々が互いに交差する角度は、９０°であることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項６に記載の半導体装置において、
前記分割体は、環状部をさらに有し、
前記線状部は、前記環状部に囲まれた領域を分割するように配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置において、
前記環状部の平面形状は、多角形状であり、
前記線状部は、前記環状部に直交していることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記分割体の側面は、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記分割体の熱膨張係数は、前記バリアメタルの熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記分割体の熱膨張係数は、前記電極パッドの熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記バリアメタルは、電解めっきにより形成され、
前記バリアメタルは、第１の膜、第２の膜、及び第３の膜が順次積層されてなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記バリアメタルは、無電解めっきにより形成され、
前記バリアメタルは、第１の膜からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記バリアメタルには、前記分割体の上面を露出する分割溝が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記電極パッドには、分割溝が形成され、
前記分割溝は、前記分割体の下に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の半導体装置と、
前記半導体装置が実装される実装基板とを備え、
前記実装基板は、前記半導体装置の前記バンプ電極に接続される電極を有していることを特徴とする実装体。
【請求項１】
半導体基板と、
前記半導体基板の上に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜の上に形成された電極パッドと、
前記層間絶縁膜の上に前記電極パッドの周縁部を覆うように形成され、前記電極パッドの中央部を露出する第１の開口部を有する保護膜と、
前記電極パッドにおける前記第１の開口部から露出する部分の上に形成され、前記第１の開口部を複数の第２の開口部に分割する分割体と、
前記保護膜の上に前記第２の開口部内を埋め込むように形成されたバリアメタルと、
前記バリアメタルの上に形成されたバンプ電極とを備え、
前記分割体は、前記電極パッドと前記バリアメタルとの間に介在していることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜には、複数の配線が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜は、低誘電率絶縁膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記層間絶縁膜は、多孔質の低誘電率絶縁膜であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記分割体は、前記保護膜と一体に形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体装置において、
前記分割体は、直線状に延びる複数の線状部を有し、
前記線状部の一端及び他端の各々は、前記保護膜における前記第１の開口部から露出する内側面と接続されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項６に記載の半導体装置において、
前記第１の開口部の開口形状は、多角形状であり、
前記線状部は、前記多角形状を構成する辺に直交するように配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
請求項６に記載の半導体装置において、
前記複数の線状部の各々は、互いに交差するように配置され、
前記複数の線状部の各々が互いに交差する角度は、９０°であることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項６に記載の半導体装置において、
前記分割体は、環状部をさらに有し、
前記線状部は、前記環状部に囲まれた領域を分割するように配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の半導体装置において、
前記環状部の平面形状は、多角形状であり、
前記線状部は、前記環状部に直交していることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記分割体の側面は、下面の面積が上面の面積よりも大きくなるように、下面から上面に向かって傾斜する傾斜面であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記分割体の熱膨張係数は、前記バリアメタルの熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記分割体の熱膨張係数は、前記電極パッドの熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記バリアメタルは、電解めっきにより形成され、
前記バリアメタルは、第１の膜、第２の膜、及び第３の膜が順次積層されてなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記バリアメタルは、無電解めっきにより形成され、
前記バリアメタルは、第１の膜からなることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記バリアメタルには、前記分割体の上面を露出する分割溝が形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の半導体装置において、
前記電極パッドには、分割溝が形成され、
前記分割溝は、前記分割体の下に配置されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の半導体装置と、
前記半導体装置が実装される実装基板とを備え、
前記実装基板は、前記半導体装置の前記バンプ電極に接続される電極を有していることを特徴とする実装体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２０５９７８（Ｐ２０１０−２０５９７８Ａ）
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０５７３（Ｐ２００９−５０５７３）
【出願日】平成２１年３月４日（２００９．３．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月１６日（２０１０．９．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月４日（２００９．３．４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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