半導体装置およびその製造方法
【課題】絶縁膜に発生するクラックを抑制できる技術を提供する。
【解決手段】実施の形態におけるパッド構造では、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図８ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図８に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図８ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これにより、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを防止できる。
【解決手段】実施の形態におけるパッド構造では、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図８ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図８に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図８ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これにより、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを防止できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、特に、パッシベーション膜に形成された開口部から露出するボンディングパッドに電極層を介してワイヤを接続する半導体装置およびその製造技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０００−１６４６２３号公報（特許文献１）には、電極パッドの一部上に開口部を有する保護膜が形成されており、この開口部内を含む保護膜の一部上にＮｉＰ層が形成されている技術が記載されている。そして、この特許文献１では、ＮｉＰ層にワイヤを電気的に接続するとしている。
【０００３】
特開２００３−７７５５号公報（特許文献２）には、接合パッドの一部上に開口部を有するパッシベーション層が形成されており、この開口部内を含むパッシベーション層の一部上にバス層を介して下部バンプ金属（ＵＢＭ）が形成されている技術が記載されている。そして、この特許文献２では、下部バンプ金属上にバリアキャップを介して半田バンプを形成するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６４６２３号公報
【特許文献２】特開２００３−７７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体チップの小型化（チップシュリンク）に伴い、半導体チップに形成されるパッドの大きさ（厚さ、外形寸法など）も小さくなる傾向にある。このような半導体チップのパッドに導電性部材として例えばワイヤを接続すると、パッドがボンディング荷重に耐え切れずに変形し、このパッドを覆うように形成された絶縁膜（パッシベーション膜）を破壊するおそれがある。
【０００６】
そこで、本願発明者は、図１に示すように、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制するために、パッドＰＡＤ１上に電極層ＯＰＭを形成し、この電極層ＯＰＭを介してパッドＰＡＤ１にワイヤＷを接続することを検討した。図１は、半導体チップの表層部に形成されたパッドＰＡＤ１近傍の構造（本願発明者の検討構造）を示す図である。図１に示すように、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１が形成されており、このパッドＰＡＤ１の一部を露出する開口部ＯＰが形成された絶縁膜ＰＡＳが、パッドＰＡＤ１を形成した層間絶縁膜ＩＬＮ上に形成されている。そして、開口部ＯＰ内から絶縁膜ＰＡＳの一部にわたって電極層ＯＰＭが形成され、この電極層ＯＰＭにワイヤＷが接続されている。このような図１に示す構造によれば、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤＷを形成する際、パッドＰＡＤ１上に形成されている電極層ＯＰＭが緩衝材となって、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制することができる。この結果、パッドの変形を抑制することができる。
【０００７】
しかしながら、この電極層ＯＰＭの形成方法として無電解めっき法を採用した場合、新たに以下に示す課題が発生することが明らかになった。すなわち、無電解めっき法の場合、電解めっき法のようにレジスト膜（マスク）を用いないため、図１に示すように、絶縁膜ＰＡＳ上にも電極層ＯＰＭがはみ出して形成される。そして、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭが形成されていると、電極層ＯＰＭから発生する応力が絶縁膜ＰＡＳに伝わり、絶縁膜ＰＡＳにクラックが形成されることがわかった。
【０００８】
ここで、この電極層ＯＰＭを電解めっき法で形成すれば、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭが形成されることを抑制できるが、電解めっき法の場合、シード層やレジスト膜（マスク）を形成しなければならず、無電解めっき法に比べて工程数が増加してしまう。
【０００９】
また、電極層ＯＰＭの厚さを薄くすれば絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭが形成される（はみ出す）ことを抑制できるが、電極層ＯＰＭの厚さが薄すぎると、この電極層ＯＰＭでボンディング荷重を緩和しきれない。
【００１０】
なお、特許文献１および特許文献２には、上述した絶縁膜のクラックについて記載がなく、本願発明者の検討によれば、特許文献１および特許文献２に記載された技術では、このクラックを抑制することが困難である。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、絶縁膜に発生するクラックを抑制できる技術を提供することにある。
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【００１４】
代表的な実施の形態における半導体装置は、（ａ）表面、前記表面に形成されたパッド、前記パッドの一部を露出するように前記表面上に形成された絶縁膜、および、平面視において、前記パッドと重なるように形成され、かつ、前記パッドの前記一部と接触する電極層を有する半導体チップと、（ｂ）前記電極層と電気的に接続される導電性部材とを含む。このとき、前記電極層の周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部よりも内側に位置しており、前記絶縁膜の厚さは、前記パッドの厚さよりも大きい。さらに、前記絶縁膜は、前記パッドの前記一部を露出する開口部を有しており、前記絶縁膜の厚さは、平面視における前記絶縁膜の前記開口部の端部から前記電極層の周縁部までの距離よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１５】
また、代表的な実施の形態における半導体装置の製造方法は、以下の工程を含む。（ａ）リードを有する基材を準備する工程、（ｂ）前記（ａ）工程の後、表面、前記表面に形成されたパッド、前記パッドの一部を露出するように前記表面上に形成された絶縁膜、平面視において前記パッドと重なるように形成され、かつ、前記パッドの前記一部と接触する電極層、および、前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップを、前記裏面が前記基材と対向するように、前記基材に搭載する工程。また、（ｃ）前記（ｂ）工程の後、導電性部材を介して前記電極層と前記リードとを電気的に接続する工程を含む。ここで、前記電極層の周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部よりも内側に位置しており、前記絶縁膜の厚さは、前記パッドの厚さよりも大きい。さらに、前記絶縁膜は、前記パッドの前記一部を露出する開口部を有しており、前記絶縁層の厚さは、平面視における前記絶縁膜の前記開口部の端部から前記電極層の周縁部までの距離よりも大きい。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【００１７】
絶縁膜に発生するクラックを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】半導体チップの表層部に形成された従来のパッド近傍の構造を示す図である。
【図２】実施の形態における半導体装置を上面から見た平面図である。
【図３】半導体装置を上面から見た図であり、樹脂を透視して示す図である。
【図４】実施の形態における半導体装置を裏面から見た図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図６】従来の半導体チップにおいて、パッド領域の断面に対応した図である。
【図７】実施の形態の半導体チップにおいて、図３のパッド領域を拡大して示す図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図９】従来のパッド構造におけるシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】実施の形態のパッド構造におけるシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】変形例におけるパッド構造を示す断面図である。
【図１２】実施の形態における半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１４】図１３に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１５】図１４に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１６】図１５に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１７】図１６に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１８】図１７に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１９】図１８に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２０】図１９に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２１】図２０に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２２】図２１に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２３】図２２に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２４】図２３に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２５】図２４に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２６】図２５に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２７】ワイヤボンディング工程を示す図である。
【図２８】図２７に続くワイヤボンディング工程を示す図である。
【図２９】図２８に続くワイヤボンディング工程を示す図である。
【図３０】図２９に続くワイヤボンディング工程を示す図である。
【図３１】図３０に続くワイヤボンディング工程を示す図である。
【図３２】図３１に続くワイヤボンディング工程を示す図である。
【図３３】変形例における半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２０】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２１】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２２】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２３】
また、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。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２４】
（実施の形態）
＜半導体装置の構成＞
半導体装置は、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）などの半導体素子と多層配線を形成した半導体チップと、この半導体チップを覆うように形成されたパッケージから形成されている。パッケージには、（１）半導体チップに形成されている半導体素子と外部回路とを電気的に接続するという機能や、（２）湿度や温度などの外部環境から半導体チップを保護し、振動や衝撃による破損や半導体チップの特性劣化を防止する機能がある。さらに、パッケージには、（３）半導体チップのハンドリングを容易にするといった機能や、（４）半導体チップの動作時における発熱を放散し、半導体素子の機能を最大限に発揮させる機能なども合わせもっている。このような機能を有するパッケージには様々な種類が存在する。以下に、パッケージの構成例について説明する。
【００２５】
まず、本実施の形態における半導体装置の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態における半導体装置ＳＡを上面から見た平面図である。図２に示すように、本実施の形態における半導体装置ＳＡは矩形形状をしており、半導体装置ＳＡの上面は樹脂（封止体）ＭＲで覆われている。
【００２６】
続いて、図３は、半導体装置ＳＡを上面から見た図であり、樹脂ＭＲを透視して示す図である。図３に示すように、半導体装置ＳＡの樹脂ＭＲを透視した内部には、矩形形状の配線基板ＷＢが存在しており、この配線基板ＷＢ上に半導体チップＣＨＰが配置されている。この半導体チップＣＨＰも矩形形状をしている。半導体チップＣＨＰの大きさは、配線基板ＷＢの大きさよりも小さくなっており、半導体チップＣＨＰは平面的に配線基板ＷＢに内包されるように配置されている。特に、半導体チップＣＨＰの四辺がそれぞれ配線基板ＷＢの四辺と互いに並行するように配置されている。
【００２７】
上述した半導体チップＣＨＰには集積回路が形成されている。具体的に、半導体チップＣＨＰを構成する半導体基板には、複数のＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成されている。そして、半導体基板の上層には層間絶縁膜を介して多層配線が形成されており、これらの多層配線が半導体基板に形成されている複数のＭＩＳＦＥＴと電気的に接続されて集積回路が構成されている。つまり、半導体チップＣＨＰは、複数のＭＩＳＦＥＴが形成されている半導体基板と、この半導体基板の上方に形成された多層配線を有している。このように半導体チップＣＨＰには、複数のＭＩＳＦＥＴと多層配線によって集積回路が形成されているが、この集積回路と外部回路とのインタフェースをとるために、半導体チップＣＨＰにはパッド構造ＰＡＤが形成されている。このパッド構造ＰＡＤは、多層配線の最上層に形成されている最上層配線の一部を露出することにより形成されている。
【００２８】
図３に示すように、半導体チップＣＨＰの主面（表面、上面）には、複数のパッド構造ＰＡＤが形成されている。具体的に、矩形形状をした半導体チップＣＨＰの四辺のそれぞれに沿うように複数のパッド構造ＰＡＤが形成されている。そして、半導体チップＣＨＰに形成されている複数のパッド構造ＰＡＤと相対するように配線基板ＷＢの四辺のそれぞれに沿って複数のリード（ボンディングリード、電極）ＬＤ１が形成されている。そして、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤは、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１と、導電性部材を介して電気的に接続されている。なお、本実施の形態における導電性部材は、例えば、金（Ａｕ）からなるワイヤＷである。
【００２９】
次に、図４は、本実施の形態における半導体装置ＳＡを裏面から見た図である。図４に示すように、半導体装置ＳＡの裏面には、複数の半田ボールＳＢがアレイ状（行列状）に配置されている。この半田ボールＳＢは半導体装置ＳＡの外部接続端子として機能するものである。
【００３０】
図５は、図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図５において、配線基板ＷＢの上面にはリードＬＤ１が形成されている一方、配線基板ＷＢの下面にはリード（バンプランド、電極）ＬＤ２が形成されている。配線基板ＷＢの内部には多層配線およびビアが形成されており、配線基板ＷＢの上面に形成されているリードＬＤ１と、配線基板ＷＢの下面に形成されているリードＬＤ２とは、配線基板ＷＢの内部に形成されている多層配線と、ビアの内部に形成されたビア配線とによって電気的に接続されている。配線基板ＷＢの下面に形成されているリードＬＤ２はアレイ状に配置されており、このリードＬＤ２上に半田ボールＳＢが搭載される。これにより、配線基板ＷＢの裏面（下面）には、リードＬＤ２と接続された半田ボールＳＢがアレイ状に配置される。
【００３１】
配線基板ＷＢの上面（表面、主面）には、半導体チップＣＨＰが搭載されており、この半導体チップＣＨＰは、配線基板ＷＢと絶縁性の接着材ＡＤで接着されている。そして、半導体チップＣＨＰの主面に形成されているパッド構造ＰＡＤと、配線基板ＷＢの上面に形成されているリードＬＤ１とはワイヤＷで接続されている。さらに、配線基板ＷＢの上面には半導体チップＣＨＰおよびワイヤＷを覆うように樹脂（封止体）ＭＲが形成されている。
【００３２】
このように構成されている半導体装置ＳＡによれば、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤがワイヤＷを介して配線基板ＷＢに形成されたリードＬＤ１に接続され、このリードＬＤ１は、配線基板ＷＢの内部に形成されている配線およびビア配線によって、配線基板ＷＢの裏面に形成されているリードＬＤ２と電気的に接続される。したがって、半導体チップＣＨＰに形成されている集積回路は、パッド構造ＰＡＤ→ワイヤＷ→リードＬＤ１→リードＬＤ２→半田ボールＳＢの経路で最終的に半田ボールＳＢと接続されていることがわかる。このことから、半導体装置ＳＡに形成されている半田ボールＳＢへ外部回路を電気的に接続することにより、半導体チップＣＨＰに形成されている集積回路と外部回路とを接続することができることがわかる。
【００３３】
上述した半導体装置ＳＡは、パッケージ形態がＢＧＡ（Ball Grid Array）型である半導体装置であるが、本発明における半導体装置ＳＡのパッケージ形態はこれに限らない。例えば、半導体チップＣＨＰを搭載する基材として配線基板ＷＢではなくリードフレームを使用するパッケージ形態にも適用することができる。
【００３４】
このため、半導体チップＣＨＰを搭載する部材を広い概念として基材と呼び、この基材には、配線基板ＷＢやリードフレームが包含される。また、半導体チップＣＨＰが搭載される基材の部分をチップ搭載部と呼び、このチップ搭載部の概念には、ダイパッドが含まれる。さらに、半導体チップＣＨＰと接続する基材の電極をリードと呼ぶ。また、本発明では、半導体チップＣＨＰのパッド構造ＰＡＤと基材のリードとを接続するために、ワイヤＷを使用する形態を含んでおり、ワイヤを含む広い概念を導電性部材と呼ぶ。
【００３５】
＜従来の半導体チップにおけるパッドの構造＞
次に、従来の半導体チップＣＨＰにおけるパッドＰＡＤ近傍の構造について説明する。図６は、図３の領域ＡＲの断面に対応した図である。図６に示すように、従来の半導体チップにおいては、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２が隣り合うように配置されており、このパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２を覆う層間絶縁膜ＩＬＮ上に絶縁膜（表面保護膜、パッシベーション膜）ＰＡＳが形成されている。そして、この絶縁膜ＰＡＳの一部が除去されてパッドＰＡＤ１の一部を開口する開口部ＯＰ１が形成されるとともに、絶縁膜ＰＡＳの一部が除去されてパッドＰＡＤ２の一部を開口する開口部ＯＰ２が形成されている。そして、この開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すように電極層（金属膜、めっき膜、）ＯＰＭ１が形成されており、この電極層ＯＰＭ１にワイヤ（図示せず）が接続される。同様に、開口部ＯＰ２内から絶縁膜ＰＡＳの端部上にはみ出すように電極層ＯＰＭ２が形成されており、この電極層ＯＰＭ２にワイヤ（図示せず）が接続される。なお、層間絶縁膜ＩＬＮの下層には、多層配線が形成され、この多層配線の下層にある半導体基板にＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成されているが、図６での図示は省略している。
【００３６】
ここで、従来技術の半導体チップＣＨＰでは、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、パッドＰＡＤ１上の絶縁膜ＰＡＳの厚さ、言い換えれば、パッドＰＡＤ１の表面から、絶縁膜ＰＡＳ上に形成された電極層ＯＰＭ１までの間隔をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係が成立している。さらに、従来技術の半導体チップＣＨＰでは、平面視における絶縁膜ＰＡＳの開口部ＯＰ１の端部から電極層ＯＰＭ１の周縁部までの距離をＣとすると、Ｂ＜Ｃの関係が成立している。このように構成されている従来技術の半導体チップＣＨＰでは、次に示すような問題点が発生することを、本発明者は見出した。
【００３７】
＜従来の半導体チップにおける問題点＞
以下に、この従来の半導体チップＣＨＰにおける問題点について説明する。例えば、半導体チップの小型化（チップシュリンク）に伴い、半導体チップＣＨＰに形成されるパッドＰＡＤ１の大きさ（厚さ、外形寸法など）も小さくなる傾向にある。さらには、半導体チップＣＨＰの小型化の要求に応えるため、パッドＰＡＤ１を覆うように形成される絶縁膜ＰＡＳの薄膜化も進められている。このような半導体チップＣＨＰのパッドＰＡＤ１にワイヤを接続すると、パッドＰＡＤ１がボンディング荷重に耐え切れずに変形し、このパッドＰＡＤ１を覆うように形成された絶縁膜ＰＡＳを破壊するおそれがある。つまり、半導体チップＣＨＰの小型化に伴い、パッドＰＡＤ１の厚さや絶縁膜ＰＡＳの厚さが薄膜化されていることから、パッドＰＡＤ１にワイヤを接続する際に生じるボンディング荷重によって、パッドＰＡＤ１が変形し、このパッドＰＡＤ１の変形に伴う歪みによって絶縁膜ＰＡＳが破壊されるポテンシャルが高まっている。
【００３８】
さらに、パッドＰＡＤ１の下層（平面視においてパッドＰＡＤ１と重なる位置）には、多層配線や層間絶縁膜が形成されており、この多層配線の下層には、ＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成されている。このため、ボンディング荷重によるパッドＰＡＤ１の変形は、パッドＰＡＤ１の下層に形成されている多層配線や層間絶縁膜に不所望な応力がかかる原因ともなり、この不所望な応力によって、パッドＰＡＤ１の下層に形成されている多層配線の断線、層間絶縁膜へのクラックの発生、あるいは、半導体基板に形成されているＭＩＳＦＥＴの破壊が顕在化するおそれが高まっている。
【００３９】
そこで、従来の半導体チップＣＨＰにおいては、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制するために、パッドＰＡＤ１上に電極層ＯＰＭ１を形成し、この電極層ＯＰＭ１を介してパッドＰＡＤ１にワイヤＷを接続する構造が提案されている。つまり、この構造は、図６に示すように、パッドＰＡＤ１上に電極層ＯＰＭ１が形成され、この電極層ＯＰＭ１を介して、パッドＰＡＤ１とワイヤ（図示せず）とが接続される構造となっている。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤ（図示せず）を形成する際、パッドＰＡＤ１上に形成されている電極層ＯＰＭ１が緩衝材となって、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制することができる。このため、図６に示す構造によれば、パッドの変形を抑制することができ、この結果、絶縁膜ＰＡＳの破壊、パッドＰＡＤ１の下層に形成されている多層配線の断線、層間絶縁膜へのクラックの発生、あるいは、半導体基板に形成されているＭＩＳＦＥＴの破壊を抑制することができると考えられる。
【００４０】
例えば、電極層ＯＰＭ１を形成する方法としてめっき法が存在するが、めっき法には、電解めっき法と無電解めっき法がある。ここで、電解めっき法を使用して電極層ＯＰＭ１を形成する場合、シード層やレジスト膜（マスク）を形成しなければならず、無電解めっき法に比べて工程数が増加してしまう。工程数が増加するということは、歩留まりの低下を招く要素が増加するとともに、製造コストが上昇してしまうことを意味する。したがって、歩留まり向上および製造コストの低減を充分に達成する観点から、電極層ＯＰＭ１を形成するめっき法として、電解めっき法ではなく、無電解めっき法が使用される。ところが、電極層ＯＰＭ１を形成する方法として、無電解めっき法を使用すると、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生してしまうことを本発明者は見出した。
【００４１】
＜絶縁膜にクラックが発生する原因の解明＞
そこで、本発明者は、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生する原因について検討した結果、次に示すような結論に至ったので、この結論について説明する。
【００４２】
まず、電極層ＯＰＭ１を形成する方法として、歩留まり向上および製造コストの低減を充分に達成する観点から、電解めっき法ではなく、無電解めっき法が使用される。電極層ＯＰＭ１の形成に無電解めっき法を使用する場合、電解めっき法のようにレジスト膜（マスク）を使用しないため、図６に示すように、パッドＰＡＤ１上だけでなく、パッドＰＡＤ１を覆う絶縁膜ＰＡＳ上にもはみ出して電極層ＯＰＭ１が形成される。そして、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出して電極層ＯＰＭ１が形成されると、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳとの界面に発生する応力によって絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生するもの考えられる。
【００４３】
特に、電極層ＯＰＭ１を形成する際の無電解めっき法では、めっき膜の形成中に８０℃〜１００℃の加熱処理が施されている。したがって、めっき膜の成長は、上述した８０℃〜１００℃の加熱下で行なわれることになる。このことから、形成されるめっき膜の温度は８０℃〜１００℃程度になっている。このように電極層ＯＰＭ１の形成過程において、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わって電極層ＯＰＭ１が膨張することにより、異種接合面である電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。さらには、電極層ＯＰＭ１を形成した後、電極層ＯＰＭ１が常温（室温）に戻る際にも、電極層ＯＰＭ１に収縮作用が働いて、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。
【００４４】
ただし、本発明者がさらにクラックの発生原因を検討したところ、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出して電極層ＯＰＭ１が形成されていることだけが原因ではなく、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出して電極層ＯＰＭ１が形成されている領域に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域に働く応力との向きが逆方向になる場合に、特に、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを見出した。つまり、例えば、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に圧縮応力が働き、かつ、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に引張応力が働く場合、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生しやすいことを本発明者が初めて見出した。
【００４５】
さらに、本発明者は、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが同じ向きになるのか、あるいは、逆向きになるのかは、絶縁膜ＰＡＳ上に形成されている電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出ている量）と相関があるという知見を獲得した。すなわち、本発明者は、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とは、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出ている電極層ＯＰＭ１の幅に依存して、同じ向きになったり、逆方向になったりすることを見出したのである。
【００４６】
そこで、本発明者は、上述した知見に基づき、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できる工夫を施している。以下に、この工夫を施した本実施の形態におけるパッド構造について説明する。
【００４７】
＜本実施の形態におけるパッド構造＞
図７は、図３の領域ＡＲを拡大して示す図である。図７に示すように、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッド（ボンディングパッド、パッド電極）ＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２が互いに隣り合うように配置されている。パッドＰＡＤ１上には、開口部ＯＰ１が形成されており、この開口部ＯＰ１内から外側にはみ出すように電極層ＯＰＭ１が形成されている。この電極層ＯＰＭ１は、例えば、ニッケル膜ＮＩとパラジウム膜ＰＤから形成されている。同様に、パッドＰＡＤ２上には、開口部ＯＰ２が形成されており、この開口部ＯＰ２内から外側にはみ出すように電極層ＯＰＭ２が形成されている。この電極層ＯＰＭ２は、例えば、ニッケル膜ＮＩとパラジウム膜ＰＤから形成されている。
【００４８】
図８は、図７のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図８に示すように、本実施の形態における半導体チップでは、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２が隣り合うように配置されており、このパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２を覆う層間絶縁膜ＩＬＮ上に絶縁膜（表面保護膜、パッシベーション膜）ＰＡＳが形成されている。そして、この絶縁膜ＰＡＳの一部が除去されてパッドＰＡＤ１の一部を開口する開口部ＯＰ１が形成されるとともに、絶縁膜ＰＡＳの一部が除去されてパッドＰＡＤ２の一部を開口する開口部ＯＰ２が形成されている。そして、この開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すように電極層（金属膜、めっき膜）ＯＰＭ１が形成されており、この電極層ＯＰＭ１にワイヤ（図示せず）が接続される。同様に、開口部ＯＰ２内から絶縁膜ＰＡＳの端部上にはみ出すように電極層ＯＰＭ２が形成されており、この電極層ＯＰＭ２にワイヤ（図示せず）が接続される。なお、層間絶縁膜ＩＬＮの下層には、多層配線が形成され、この多層配線の下層にある半導体基板にＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成されているが、図８での図示は省略している。
【００４９】
本実施の形態では、無電解めっき法を使用して電極層ＯＰＭ１および電極層ＯＰＭ２を形成している。したがって、無電解めっき法を使用したことが本実施の形態におけるパッド構造に現れるのでこの点について説明する。例えば、電解めっき法を使用して電極層ＯＰＭ１を形成する場合を考える。この場合、パッドＰＡＤ１上にシート層が形成され、このシード層上に電極層ＯＰＭ１が形成される構造となる。つまり、電解めっき法で電極層ＯＰＭ１を形成する場合、パッドＰＡＤ１と電極層ＯＰＭ１は直接接触するのではなく、電極層ＯＰＭ１は、シード層を介してパッドＰＡＤ１と接続されることになる。さらに、電解めっき法では、レジスト膜（マスク）を使用して電極層ＯＰＭ１を形成しているので、開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すように電極層（金属膜、めっき膜）ＯＰＭ１が形成されることはない。
【００５０】
これに対し、無電解めっき法で電極層ＯＰＭ１を形成する場合、電解めっき法のようにめっき膜を成長させる際の電極として機能するシード層を設ける必要がないので、パッドＰＡＤ１上に直接接触するように電極層ＯＰＭ１が形成される。すなわち、無電解めっき膜を使用して電極層ＯＰＭ１を形成する場合、パッドＰＡＤ１と電極層ＯＰＭ１は直接接触する構成となるのである。そして、無電解めっき法では、レジスト膜（マスク）を使用しないため、開口部ＯＰ１から露出するパッドＰＡＤ１上だけでなく、開口部ＯＰ１が形成された絶縁膜ＰＡＳ上にも電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成される。この結果、無電解めっき法で電極層ＯＰＭ１を形成する場合、開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すように電極層（金属膜、めっき膜）ＯＰＭ１が形成される。つまり、無電解めっき法を使用した痕跡として、開口部ＯＰ１から露出するパッドＰＡＤ１の表面と電極層ＯＰＭ１が直接接触する構成と、開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すように電極層（金属膜、めっき膜）ＯＰＭ１が形成される構成が実現される。
【００５１】
次に、層間絶縁膜ＩＬＮは、例えば、酸化シリコン膜から形成されている。また、パッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２は、例えば、窒化チタン膜ＴＩＮ１と、この窒化チタン膜ＴＩＮ１上に形成されたアルミニウム膜ＡＬと、このアルミニウム膜ＡＬ上に形成された窒化チタン膜ＴＩＮ２から構成される。つまり、このアルミニウム膜ＡＬの上下を挟むように、窒化チタン膜ＴＩＮ１および窒化チタン膜ＴＩＮ２が形成されている。このとき、アルミニウム膜ＡＬには、銅やシリコンが含有されている。
【００５２】
窒化チタン膜ＴＩＮ１および窒化チタン膜ＴＩＮ２は、アルミニウム膜ＡＬと層間絶縁膜ＩＬＮとの間の接着性やアルミニウム膜ＡＬと絶縁膜ＰＡＳとの接着性を向上させる機能と、アルミニウム膜ＡＬのエレクトロマイグレーション耐性を向上させる機能を有している。すなわち、アルミニウム膜ＡＬの上下を挟むように、窒化チタン膜ＴＩＮ１および窒化チタン膜ＴＩＮ２を形成することにより、パッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２の信頼性を向上させることができる。ここで、例えば、窒化チタン膜ＴＩＮ１の膜厚は、５０ｎｍ程度であり、アルミニウム膜ＡＬの膜厚は、２０００ｎｍ程度である。また、窒化チタン膜ＴＩＮ２の膜厚は、２２ｎｍ程度である。
【００５３】
次に、絶縁膜ＰＡＳは、例えば、窒化シリコン膜から形成されている。この絶縁膜ＰＡＳは、表面保護膜、あるいは、パッシベーション膜と呼ばれる膜であり、この絶縁膜ＰＡＳは、半導体チップを機械的応力や不純物の侵入から保護する機能を有している。
【００５４】
続いて、パッドＰＡＤ１を覆うように形成されている絶縁膜ＰＡＳには、開口部ＯＰ１が設けられており、この開口部ＯＰ１の底部にパッドＰＡＤ１が露出している。このとき、開口部ＯＰ１の底面から露出する窒化チタン膜ＴＩＮ２は除去されており、開口部ＯＰ１の底面では、アルミニウム膜ＡＬが露出していることになる。同様に、パッドＰＡＤ２を覆うように形成されている絶縁膜ＰＡＳには、開口部ＯＰ２が設けられており、この開口部ＯＰ２の底部にパッドＰＡＤ２が露出している。このとき、開口部ＯＰ２の底面から露出する窒化チタン膜ＴＩＮ２は除去されており、開口部ＯＰ２の底面では、アルミニウム膜ＡＬが露出していることになる。
【００５５】
そして、開口部ＯＰ１の底面に露出するパッドＰＡＤ１の表面上に電極層ＯＰＭ１が形成されており、この電極層ＯＰＭ１は、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すよう形成されている。同様に、開口部ＯＰ２の底面に露出するパッドＰＡＤ２の表面上に電極層ＯＰＭ２が形成されており、この電極層ＯＰＭ２は、開口部ＯＰ２内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ２の周囲）上にはみ出すよう形成されている。
【００５６】
このように構成されている電極層ＯＰＭ１および電極層ＯＰＭ２は、例えば、ニッケル膜ＮＩと、このニッケル膜ＮＩ上に形成されたパラジウム膜ＰＤから構成されている。電極層ＯＰＭ１および電極層ＯＰＭ２としてニッケル膜ＮＩを使用している理由は、ニッケル膜ＮＩがパッドＰＡＤ１やパッドＰＡＤ２を構成するアルミニウム膜ＡＬよりも硬い膜であるからである。すなわち、電極層ＯＰＭ１は、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤ（図示せず）を形成する際、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として機能することから、電極層ＯＰＭ１をなるべく硬い膜から構成することにより、充分に緩衝材として機能を発揮させることができるのである。
【００５７】
したがって、電極層ＯＰＭ１をパッドＰＡＤ１よりも硬いニッケル膜ＮＩだけから構成することも可能と考えられるが、本実施の形態では、ニッケル膜ＮＩの表面にパラジウム膜ＰＤを形成している。これは、以下に示す理由による。すなわち、電極層ＯＰＭ１にはワイヤが接続されるが、電極層ＯＰＭ１をニッケル膜ＮＩだけから構成すると、電極層ＯＰＭ１とワイヤとの接続信頼性が低下するのである。つまり、ニッケル膜ＮＩ自体はワイヤと良好に接続できるのであるが、ニッケル膜ＮＩの表面に酸化ニッケル膜が形成されると、ワイヤとの接続信頼性が低下する。このため、ニッケル膜ＮＩの表面が酸化されないように保護する観点から、ニッケル膜ＮＩの表面にパラジウム膜ＰＤを形成しているのである。以上のことから、パラジウム膜ＰＤは、ニッケル膜ＮＩの表面における酸化を抑制し、電極層ＯＰＭ１とワイヤとの接続信頼性を向上させる機能を有していることがわかる。
【００５８】
続いて、本実施の形態におけるパッド構造について、さらに説明する。まず、図８に示すように、本実施の形態におけるパッド構造では、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとする場合、Ａ＜Ｄの関係が成立している。すなわち、パッドＰＡＤ１の厚さよりも電極層ＯＰＭ１の厚さのほうが大きくなっている。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤ（図示せず）を形成する際、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができる。言い換えれば、電極層ＯＰＭ１の厚さがパッドＰＡＤ１の厚さよりも薄くなる場合には、電極層ＯＰＭ１におけるボンディング荷重の緩和効果が低くなってしまう。特に、電極層ＯＰＭ１の厚さよりもパッドＰＡＤ１の厚さのほうが厚くなるように、パッドＰＡＤ１の厚さを厚くしても、例えば、パッドＰＡＤ１は、アルミニウム膜ＡＬのような柔らかい金属からなるので、ボンディング荷重に対する変形を効果的に抑制することは困難である。つまり、ボンディング荷重に対する耐性を高める観点からは、パッド構造の膜厚を厚くすることが考えられるが、例えば、アルミニウム膜ＡＬのような柔らかい金属からなるパッドＰＡＤ１自体の厚さを厚くする対策では、ボンディング荷重に対するパッドＰＡＤ１の変形を効果的に抑制することはできないのである。それよりも、パッドＰＡＤ１よりも硬い金属（例えば、ニッケル膜ＮＩ）から構成される電極層ＯＰＭ１の厚さをパッドＰＡＤ１の厚さよりも厚くすることにより、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができるのである。
【００５９】
このことから、本実施の形態では、電極層ＯＰＭ１の厚さをパッドＰＡＤ１の厚さよりも厚くなるように構成している。具体的に、例えば、パッドＰＡＤ１の厚さは、２μｍ程度であるのに対し、電極層ＯＰＭ１の厚さは、３μｍ程度となっている。
【００６０】
次に、本実施の形態におけるパッド構造の特徴について説明する。図８に示すように、本実施の形態におけるパッド構造の特徴は、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとした場合、Ａ＜Ｂの関係が成立している点にある。これにより、ボンディング荷重に対する耐性を高める観点から電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）を維持した状態でも（Ａ＜Ｄ）、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）を小さくすることができるのである。すなわち、本実施の形態の特徴は、電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）を維持した状態でも、絶縁膜ＰＡＳの厚さ（Ｂ）を厚くすることにより、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）を小さくする点にある。
【００６１】
例えば、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）を小さくするには、パッドＰＡＤ１上に形成される電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）を薄くすることが考えられる。しかし、電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）を薄くすると、電極層ＯＰＭ１をパッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができなくなってしまう。
【００６２】
このことから、ボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として電極層ＯＰＭ１を充分に機能させるとともに、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）を小さくする工夫を施す必要性が生じる。この観点から、本実施の形態では、電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）を維持しつつ、絶縁膜ＰＡＳの厚さ（Ｂ）を厚くする構成をとることにより、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）を小さくする構成を実現しているのである。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとした場合、Ａ＜Ｂの関係が成立し、かつ、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＞Ｃの関係が成立するのである。具体的に、本実施の形態では、例えば、絶縁膜ＰＡＳの厚さ（Ｂ）は、２．５μｍ程度であり、電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）は０．５μｍ程度となっている。ここで、絶縁膜ＰＡＳの厚さ（Ｂ）とは、図８に示すように、パッドＰＡＤ１の表面から、絶縁膜ＰＡＳ上に形成された電極層ＯＰＭ１までの間隔として定義される。また、本実施の形態では、Ｂ＞Ｃの関係が成立するように開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）が規定されており、この結果、例えば、図８に示すように、電極層ＯＰＭ１の周縁部は、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成されている開口部ＯＰ１の端部との間に位置していることになる。
【００６３】
このような条件を満たす本実施の形態におけるパッド構造によれば、まず、パッドＰＡＤ１の厚さ（Ａ）よりも電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）のほうが大きくなっている（Ａ＜Ｄ）。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤ（図示せず）を形成する際、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができる。そして、本実施の形態におけるパッド構造では、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ＜Ｄを前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これにより、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを防止できる。
【００６４】
なぜなら、Ｂ＞Ｃの関係が成立するということは、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）が小さくなることを意味している。ここで、例えば、上述した「絶縁膜にクラックが発生する原因の解明」の欄に記載した知見によれば、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが同じ向きになるのか、あるいは、逆向きになるのかは、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出して形成されている電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出ている量）（Ｃ）と相関があることになる。そして、この知見を詳細に検討した結果、本発明者は、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出ている電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（せり出し量、絶縁膜ＰＡＳと接触する面積）（Ｃ）が所定値以上になると、互いに逆方向の応力となり、所定値以下になると同じ方向の応力となることを見出したのである。
【００６５】
例えば、図６に示す従来のパッド構造を検討した結果、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに逆方向の応力となり、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生しやすい条件となっていることを見出した。一方、例えば、図８に示す本実施の形態のパッド構造を検討した結果、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となり、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生しにくい条件となっていることを見出した。
【００６６】
そこで、図６に示す従来のパッド構造と、図８に示す本実施の形態のパッド構造とを比較したところ、図６に示す従来のパッド構造では、Ｂ＜Ｃの関係が成立して、電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）が大きくなっている。このため、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに逆方向の応力となるものと考えたのである。一方、図８に示す本実施の形態のパッド構造では、Ｂ＞Ｃの関係が成立して、電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）が小さくなっている。このため、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となるものと考えたのである。
【００６７】
このような考察から、本実施の形態におけるパッド構造によれば、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ＜Ｄを前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＞Ｃの関係を成立させているのである。そして、これらの条件が成立することにより、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できるのである。
【００６８】
以上のような本実施の形態におけるパッド構造の有用性を検証するために、シミュレーションを行なったので、このシミュレーション結果について説明する。なお、今回のシミュレーションは、電極層ＯＰＭ１を９５℃程度の加熱下で形成した後、常温（２５℃）に戻した状態での応力を算出している。
【００６９】
図９は、従来のパッド構造におけるシミュレーション結果を示す図である。図９に示すように、従来のパッド構造では、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１が形成されており、このパッドＰＡＤ１を覆うように絶縁膜ＰＡＳが形成されている。そして、パッドＰＡＤ１の表面の一部を露出するように絶縁膜ＰＡＳに開口部ＯＰ１が形成されており、この開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳへはみ出すように電極層ＯＰＭ１が形成されている。このとき、図９に示すように、従来のパッド構造を反映させるため、パッドＰＡＤ１の厚さが２μｍ、絶縁膜ＰＡＳの厚さが０．７５μｍ、電極層ＯＰＭ１の厚さが３μｍである条件でシミュレーションを実施した。この場合、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量は、２．２５μｍとなっている。すなわち、従来のパッド構造では、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ＜Ｄを前提として、Ａ＞Ｂの関係が成立し、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＜Ｃの関係が成立していることがわかる。
【００７０】
このような条件で示される従来のパッド構造で、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とを算出した。その結果、図９に示すように、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されている領域（界面）に働く応力が圧縮応力（負）（−０．０７）となり、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力が引張応力（正）（＋０．０１）となる結果が得られた。すなわち、従来のパッド構造では、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに逆方向の応力となり、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生しやすくなっていることが検証されたことになる。
【００７１】
一方、図１０は、本実施の形態のパッド構造におけるシミュレーション結果を示す図である。図１０に示すように、本実施の形態のパッド構造では、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１が形成されており、このパッドＰＡＤ１を覆うように絶縁膜ＰＡＳが形成されている。そして、パッドＰＡＤ１の表面の一部を露出するように絶縁膜ＰＡＳに開口部ＯＰ１が形成されており、この開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳへはみ出すように電極層ＯＰＭ１が形成されている。このとき、図１０に示すように、本実施の形態のパッド構造を反映させるため、パッドＰＡＤ１の厚さが２μｍ、絶縁膜ＰＡＳの厚さが２．５μｍ、電極層ＯＰＭ１の厚さが３μｍである条件でシミュレーションを実施した。この場合、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量は、０．５μｍとなっている。すなわち、本実施の形態のパッド構造では、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ＜Ｄを前提として、Ａ＜Ｂの関係が成立し、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＞Ｃの関係が成立していることがわかる。
【００７２】
このような条件で示される本実施の形態のパッド構造で、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とを算出した。その結果、図１０に示すように、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力が引張応力（正）（＋０．０１）となり、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力が引張応力（正）（＋０．０２）となる結果が得られた。すなわち、本実施の形態のパッド構造では、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となり、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生しにくくなっていることが検証されたことになる。
【００７３】
さらに、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造は、パッド間距離を縮小するという別の観点からも、図６に示す従来のパッド構造よりも優れていることを説明する。例えば、図６に示す従来のパッド構造と、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造のいずれにおいても、平面視において、パッドＰＡＤ１に電極層ＯＰＭ１が内包され、パッドＰＡＤ２に電極層ＯＰＭ２が内包されている。このため、図６に示す従来のパッド構造と、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造のいずれにおいても、パッドＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２の間の距離を縮小することを考えた場合、パッドピッチの微細化は、パッドＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２の間の距離に律速されると考えられる。
【００７４】
しかし、実際には、パッドピッチの微細化を行なう場合には、パッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２自体の大きさも縮小される。これに対し、パッドＰＡＤ１上に形成される開口部ＯＰ１の開口径や、パッドＰＡＤ２上に形成される開口部ＯＰ２の開口径は、ワイヤボンディングの容易性を考慮して縮小せずに現状のサイズに維持することが望まれる。したがって、パッドピッチの微細化が進むということは、開口部ＯＰ１や開口部ＯＰ２の開口径が維持されたまま、パッドＰＡＤ１やパッドＰＡＤ２のサイズが小さくなることを意味する。この結果、パッドピッチの微細化が進むと、平面視において、電極層ＯＰＭ１の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量がパッドＰＡＤ１の端部から外側に出てしまうことが生じる。同様に、パッドピッチの微細化が進むと、平面視において、電極層ＯＰＭ２の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量がパッドＰＡＤ２の端部から外側に出てしまうことが生じる。
【００７５】
この場合、パッドＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２との間の距離は、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出た電極層ＯＰＭ１の周縁部と、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出した電極層ＯＰＭ２の周縁部との間の距離に律速されることになる。ここで、電極層ＯＰＭ１の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量と、電極層ＯＰＭ２の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量は、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造よりも、図６に示す従来のパッド構造のほうが大きい。言い換えれば、図６に示す従来のパッド構造における距離Ｅ１は、図８に示す本実施の形態のパッド構造における距離Ｅ２よりも小さくなる（Ｅ１＜Ｅ２）。このことは、パッド間ピッチおよびパッドサイズの微細化に伴って、パッド間ピッチが、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出た電極層ＯＰＭ１の周縁部と、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出した電極層ＯＰＭ２の周縁部との間の距離に律速されるようになると、図６に示す従来のパッド構造のほうが、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造よりもパッドＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２との間のショート不良が起こりやすくなることを意味する。言い換えれば、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造のほうが、図６に示す従来のパッド構造よりも、パッド間ピッチおよびパッドサイズの微細化が容易になる利点があることがわかる。
【００７６】
また、本実施の形態におけるパッド構造によれば、図８に示すように、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上に電極層ＯＰＭ１がはみ出している。このため、例えば、ワイヤボンディング工程において、ワイヤ（ワイヤの先端に形成されたボール部）の形成位置が電極層ＯＰＭ１の中央部から多少ずれたとしても、ワイヤ（ボール部）がはみ出た電極層ＯＰＭ１上に接合されて、直接絶縁膜ＰＡＳを踏むことがないので、絶縁膜ＰＡＳのクラック耐性をより向上させることができる。
【００７７】
＜変形例におけるパッド構造＞
次に、本実施の形態におけるパッド構造の変形例について説明する。図１１は、本変形例におけるパッド構造を示す断面図である。図１１に示すように、本変形例における半導体チップでは、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２が隣り合うように配置されており、このパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２を覆うように、層間絶縁膜ＩＬＮ上に絶縁膜（表面保護膜、パッシベーション膜）ＰＡＳが形成されている。そして、この絶縁膜ＰＡＳの一部が除去されてパッドＰＡＤ１の一部を開口する開口部ＯＰ１が形成されるとともに、絶縁膜ＰＡＳの他部（他の一部）が除去されてパッドＰＡＤ２の一部を開口する開口部ＯＰ２が形成されている。そして、この開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）に電極層（金属膜、めっき膜）ＯＰＭ１が形成されており、この電極層ＯＰＭ１にワイヤ（図示せず）が接続される。同様に、開口部ＯＰ２内に電極層ＯＰＭ２が形成されており、この電極層ＯＰＭ２にワイヤ（図示せず）が接続される。なお、層間絶縁膜ＩＬＮの下層には、多層配線が形成され、この多層配線の下層にある半導体基板にＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成されているが、図１１での図示は省略している。
【００７８】
このように構成された本変形例におけるパッド構造の特徴は、パッドＰＡＤ１上に形成される絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１の底面に露出するパッドＰＡＤ１の表面上に形成された電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとする場合、Ｂ≧Ｄの関係が成立していることにある。すなわち、パッドＰＡＤ１上に形成されている絶縁膜ＰＡＳの厚さ（Ｂ）は、開口部ＯＰ１内に形成されている電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）以上となっている。これにより、本変形例によれば、電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する。言い換えると、開口部ＯＰ１から電極層ＯＰＭ１がはみ出すことがないので、開口部ＯＰ１から電極層ＯＰＭ１が絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出すことに起因した絶縁膜ＰＡＳへのクラック発生を防止することができる。つまり、本変形例によれば、開口部ＯＰ１から電極層ＯＰＭ１がはみ出すことがないので、そもそも、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力が存在しない。このため、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが逆方向になることに起因した絶縁膜ＰＡＳへのクラック発生を抑制することができる。
【００７９】
なお、本変形例においても、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、さらに、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合、Ａ＜Ｂの関係が成立するとともに、Ａ＜Ｄの関係が成立している。
【００８０】
ここで、本変形例におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量と、電極層ＯＰＭ２の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量が存在しない。つまり、図１１に示す本変形例のパッド構造における電極層ＯＰＭ１と電極層ＯＰＭ２との間の距離Ｅ３は、図８に示す前記実施の形態のパッド構造における距離Ｅ２よりも大きくなる（Ｅ２＜Ｅ３）。そして、本変形例では、電極層ＯＰＭ１の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量と、電極層ＯＰＭ２の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量が存在しないため、パッド間ピッチおよびパッドサイズの微細化が進んでも、電極層ＯＰＭ１のサイズや電極層ＯＰＭ２のサイズがパッドＰＡＤ１やパッドＰＡＤ２のサイズよりも大きくなることはない。すなわち、本変形例によれば、パッド間ピッチおよびパッドサイズの微細化が進んでも、パッド間ピッチが、電極層ＯＰＭ１の周縁部と、電極層ＯＰＭ２の周縁部との間の距離に律速されることはない。このことから、本変形例におけるパッド構造によれば、図８に示す前記実施の形態におけるパッド構造や図６に示す従来のパッド構造よりも、パッド間ピッチおよびパッドサイズの微細化が容易になる利点があることがわかる。
【００８１】
＜本実施の形態における半導体装置の製造方法＞
続いて、本実施の形態における半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。まず、図１２に示すように、通常の半導体製造技術を使用することにより、半導体基板上に、例えば、ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｎとｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｐを形成する。
【００８２】
次に、配線工程について図１３を参照しながら説明する。図１３に示すように、半導体基板１Ｓの主面上にコンタクト層間絶縁膜ＣＩＬを形成する。このコンタクト層間絶縁膜ＣＩＬは、例えば、酸化シリコン膜から形成される。その後、コンタクト層間絶縁膜ＣＩＬの表面を、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を使用して平坦化する。
【００８３】
続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、コンタクト層間絶縁膜ＣＩＬにコンタクトホールＣＮＴを形成する。例えば、図１３では、ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｎのソース領域とドレイン領域、および、ｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｐのソース領域とドレイン領域に接続するコンタクトホールＣＮＴが図示されている。なお、図１３では、図示されていないが、ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｎのゲート電極やｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｐのゲート電極にもコンタクトホールＣＮＴが接続される。
【００８４】
その後、コンタクトホールＣＮＴの底面および内壁を含む層間絶縁膜上にチタン／窒化チタン膜を形成する。チタン／窒化チタン膜は、チタン膜と窒化チタン膜の積層膜から構成され、例えばスパッタリング法を使用することにより形成することができる。このチタン／窒化チタン膜は、例えば、後の工程で埋め込む膜の材料であるタングステンがシリコン中へ拡散するのを防止する、いわゆるバリア性を有する。
【００８５】
そして、コンタクトホールＣＮＴを埋め込むように、半導体基板１Ｓの主面の全面にタングステン膜を形成する。このタングステン膜は、例えばＣＶＤ法を使用して形成することができる。そして、コンタクト層間絶縁膜ＣＩＬ上に形成された不要なチタン／窒化チタン膜およびタングステン膜を例えばＣＭＰ法を除去することにより、プラグＰＬＧを形成することができる。
【００８６】
次に、図１３に示すように、プラグＰＬＧを形成したコンタクト層間絶縁膜ＣＩＬ上に層間絶縁膜ＩＬ１を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、層間絶縁膜ＩＬ１に溝を形成する。その後、溝内を含む層間絶縁膜ＩＬ１上にタンタル／窒化タンタル膜を形成する。このタンタル／窒化タンタル膜は、例えば、スパッタリング法により形成することができる。続いて、タンタル／窒化タンタル膜上に薄い銅膜よりなるシード膜を、例えば、スパッタリング法で形成した後、このシード膜を電極とする電解めっき法により、溝を形成した層間絶縁膜ＩＬ１上に銅膜を形成する。その後、溝の内部以外の層間絶縁膜ＩＬ１上に露出している銅膜を、例えば、ＣＭＰ法で研磨して除去することにより、層間絶縁膜ＩＬ１に形成された溝内にだけ銅膜を残す。これにより、配線Ｌ１を形成することができる。さらに、配線Ｌ１の上層に配線を形成するが、ここでの説明は省略する。
【００８７】
その後、図１４に示すように、最上層の層間絶縁膜ＩＬＮ上に窒化チタン膜ＴＩＮ１を形成し、この窒化チタン膜ＴＩＮ１上に銅とシリコンを含有したアルミニウム膜ＡＬを形成する。そして、このアルミニウム膜ＡＬ上に窒化チタン膜ＴＩＮ２を形成する。窒化チタン膜ＴＩＮ１の膜厚は、例えば、５０ｎｍ程度であり、アルミニウム膜ＡＬの膜厚は、例えば、２０００ｎｍ程度である。また、窒化チタン膜ＴＩＮ２の膜厚は、例えば、２２ｎｍ程度である。これらの窒化チタン膜ＴＩＮ１、アルミニウム膜ＡＬおよび窒化チタン膜ＴＩＮ２は、例えば、スパッタリング法を使用することにより形成することができる。
【００８８】
続いて、図１５に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、窒化チタン膜ＴＩＮ１、アルミニウム膜ＡＬおよび窒化チタン膜ＴＩＮ２をパターニングする。これより、窒化チタン膜ＴＩＮ１、アルミニウム膜ＡＬおよび窒化チタン膜ＴＩＮ２の積層膜からなるパッドＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２を形成することができる。
【００８９】
次に、図１６に示すように、パッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２を覆うように、層間絶縁膜ＩＬＮ上に絶縁膜ＰＡＳを形成する。絶縁膜ＰＡＳは、例えば、窒化シリコン膜からなり、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を使用することにより形成することができる。この絶縁膜ＰＡＳの膜厚は、例えば、２．５μｍである。ここでいう絶縁膜ＰＡＳの膜厚は、パッドＰＡＤ１の表面上に形成される絶縁膜ＰＡＳの膜厚である。
【００９０】
そして、図１７に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、絶縁膜ＰＡＳに開口部ＯＰ１および開口部ＯＰ２を形成する。具体的に、パッドＰＡＤ１の表面の一部を開口するように開口部ＯＰ１を形成し、パッドＰＡＤ２の表面の一部を開口するように開口部ＯＰ２を形成する。これにより、開口部ＯＰ１の底面にパッドＰＡＤ１の一部を構成する窒化チタン膜ＴＩＮ２が露出し、開口部ＯＰ２の底面にパッドＰＡＤ２の一部を構成する窒化チタン膜ＴＩＮ２が露出する。
【００９１】
続いて、図１８に示すように、エッチング技術を使用することにより、開口部ＯＰ１の底部から露出する窒化チタン膜ＴＩＮ２を除去するとともに、開口部ＯＰ２の底部から露出する窒化チタン膜ＴＩＮ２を除去する。
【００９２】
その後、図１９に示すように、無電解めっき法を使用することにより、開口部ＯＰ１から露出するパッドＰＡＤ１上に電極層ＯＰＭ１を形成し、開口部ＯＰ２から露出するパッドＰＡＤ２上に電極層ＯＰＭ２を形成する。本工程により、図８と同様の構成となる。具体的に、パッドＰＡＤ１上に形成する電極層ＯＰＭ１に着目すると、まず、無電解めっき法により、処理温度を、例えば、８０℃〜１００℃程度にした状態で、パッドＰＡＤ１上にニッケル膜ＮＩを形成する。このとき、パッドＰＡＤ１を構成するアルミニウム膜ＡＬとめっき液との間の還元反応により、開口部ＯＰ１に露出するアルミニウム膜ＡＬ上にニッケル膜ＮＩが形成される。一方、絶縁膜ＰＡＳは、窒化シリコン膜から形成されており、この窒化シリコン膜は、めっき液との間で還元反応が生じないため、絶縁膜ＰＡＳ上にはニッケル膜ＮＩは成長しない。そして、開口部ＯＰ１から露出するパッドＰＡＤ１上にニッケル膜ＮＩが堆積し続けると、ニッケル膜ＮＩが開口部ＯＰ１の頂上まで達する。その後、ニッケル膜ＮＩが開口部ＯＰ１の頂上を超えて成長する場合、無電解めっき法では、レジスト膜（マスク）を使用していないため、ニッケル膜ＮＩは、水平方向と垂直方向にわたって等方的に成長する。したがって、開口部ＯＰ１上に形成されているニッケル膜ＮＩは、絶縁膜ＰＡＳ上にまではみ出して形成される。続いて、ニッケル膜ＮＩの成長が終了すると、ニッケル膜ＮＩの表面を覆うように、パラジウム膜ＰＤを形成する。その後、無電解めっき法による成膜処理が完了して電極層ＯＰＭ１の温度が常温（２５℃）程度に戻る。
【００９３】
ここで、本実施の形態では、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ＜Ｄを前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できる。
【００９４】
以上のようにして、半導体基板（半導体ウェハ）のそれぞれのチップ領域上に半導体素子（ＭＩＳＦＥＴ）、多層配線およびパッド構造を形成することができる。そして、半導体基板の裏面研削を実施して半導体基板の厚さを薄くした後、半導体基板に形成されているチップ領域をダイシングすることにより、複数の半導体チップを形成する。
【００９５】
次に、図２０に示すように、表面に複数のリードＬＤ１が形成され、表面とは反対側の裏面に複数のリードＬＤ２が形成された配線基板ＷＢを用意する。そして、図２１に示すように、配線基板ＷＢの表面に存在するチップ搭載部（チップ搭載領域）に接着材ＡＤを塗布する。その後、図２２に示すように、配線基板ＷＢのチップ搭載部上に塗布した接着材ＡＤを介して半導体チップＣＨＰを搭載する（ダイボンディング工程）。このダイボンディング工程で、配線基板ＷＢ上に半導体チップＣＨＰを搭載する際、加熱処理が加えられる。
【００９６】
したがって、この加熱処理によって、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わって電極層ＯＰＭ１が膨張することにより、異種接合面である電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。さらには、ダイボンディング工程の終了後、電極層ＯＰＭ１が常温（室温）に戻る際にも、電極層ＯＰＭ１に収縮作用が働いて、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。
【００９７】
しかし、本実施の形態によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できるのである。
【００９８】
続いて、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤと、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１とをワイヤで接続する（ワイヤボンディング工程）。具体的には、図２３に示すように、まず、キャピラリＣＡＰを半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤに押し付けてファーストボンディングする。その後、図２４に示すように、キャピラリＣＡＰを移動させて、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１にワイヤＷをセカンドボンディングする。このようにして、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤと、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１とをワイヤＷで接続することができる。
【００９９】
ここで、上述したワイヤボンディング工程では、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重と熱負荷が加えられた状態で、ファーストボンディングおよびセカンドボンディングが行なわれる。このことから、例えば、半導体チップＣＨＰのパッド構造ＰＡＤにワイヤＷ（ボール部）を接続するファーストボンディングの際、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤには、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重と熱負荷が加えられる。したがって、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重によって、パッドＰＡＤ１が変形して絶縁膜ＰＡＳを破壊するおそれがあるとともに、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わって電極層ＯＰＭ１が膨張することにより、異種接合面である電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。さらには、ワイヤボンディング工程の終了後、電極層ＯＰＭ１が常温（室温）に戻る際にも、電極層ＯＰＭ１に収縮作用が働いて、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。
【０１００】
しかし、本実施の形態によれば、図１９に示すように、まず、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとする場合、Ａ＜Ｄの関係が成立している。すなわち、パッドＰＡＤ１の厚さよりも電極層ＯＰＭ１の厚さのほうが大きくなっている。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤ（図示せず）を形成する際、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができる。この結果、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重のパッドＰＡＤ１への伝達をこの電極層ＯＰＭ１で抑制することができるため、このボンディング荷重によって、パッドＰＡＤ１が変形して絶縁膜ＰＡＳを破壊することを効果的に抑制することができる。
【０１０１】
さらに、本実施の形態によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することも抑制できる。
【０１０２】
次に、図２５に示すように、半導体チップＣＨＰ、ワイヤＷ，配線基板ＷＢの表面を覆うように、例えば、樹脂ＭＲからなる封止体を形成する（モールド工程）。このモールド工程でも加熱処理が加えられる。
【０１０３】
したがって、この加熱処理によって、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わって電極層ＯＰＭ１が膨張することにより、異種接合面である電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。さらには、モールド工程の終了後、電極層ＯＰＭ１が常温（室温）に戻る際にも、電極層ＯＰＭ１に収縮作用が働いて、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。
【０１０４】
しかし、本実施の形態によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できる。
【０１０５】
その後、図２６に示すように、配線基板ＷＢの裏面に形成されているリードＬＤ２に、例えば、半田からなる半田ボール（外部接続端子）ＳＢを取り付ける（半田ボール取り付け工程）。この半田ボール取り付け工程でも加熱処理が加えられる。
【０１０６】
したがって、この加熱処理によって、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わって電極層ＯＰＭ１が膨張することにより、異種接合面である電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。さらには、半田ボール取り付け工程の終了後、電極層ＯＰＭ１が常温（室温）に戻る際にも、電極層ＯＰＭ１に収縮作用が働いて、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。
【０１０７】
しかし、本実施の形態によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できる。以上のようにして、本実施の形態における半導体装置を製造することができる。
【０１０８】
なお、完成した半導体装置は、実装基板（マザーボードなど）に実装されて使用される。この半導体装置の使用時においては、半導体チップＣＨＰが動作することにより、半導体チップＣＨＰが発熱する。このため、この半導体チップＣＨＰの内部から生じた熱によって、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤに応力が加わることが考えられる。しかし、本実施の形態によれば、上述したようにパッド構造ＰＡＤに工夫を施しているため、半導体チップＣＨＰに形成されている絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できる。つまり、本実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【０１０９】
＜ワイヤボンディング工程の詳細＞
以下に、上述したワイヤボンディング工程の詳細について、図面を参照しながら説明する。まず、図２７に示すように、放電トーチＴＣＨによる放電により、キャピラリＣＡＰから引き出されるワイヤＷの先端にボール部ＢＬを形成する。
【０１１０】
そして、図２８に示すように、配線基板ＷＢに搭載された半導体チップＣＨＰのパッド構造ＰＡＤ上に、キャピラリＣＡＰの先端に形成されているボール部ＢＬをボンディングする（ファーストボンディング）。
【０１１１】
このときの詳細な様子を図２９に示す。図２９に示すように、キャピラリＣＡＰの先端に形成されているボール部ＢＬが半導体チップＣＨＰの電極層ＯＰＭ２にボンディングされていることがわかる。このとき、半導体チップＣＨＰに形成されている電極層ＯＰＭ２には、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重と熱負荷と超音波が加えられる。
【０１１２】
ここで、本実施の形態によれば、図１９に示すように、まず、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとする場合、Ａ＜Ｄの関係が成立している。すなわち、パッドＰＡＤ１の厚さよりも電極層ＯＰＭ１の厚さのほうが大きくなっている。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤＷを形成する際、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができる。この結果、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重によって、パッドＰＡＤ１が変形して絶縁膜ＰＡＳを破壊することを効果的に抑制することができる。
【０１１３】
特に、図２９に示すように、パッドＰＡＤ２の下層には、複数の層間絶縁膜（層間絶縁膜ＩＬ１、層間絶縁膜ＩＬ２）および複数の配線（配線Ｌ１、配線Ｌ２）が形成されている。このため、例えば、パッドＰＡＤ２へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材としての電極層ＯＰＭ２の厚さが充分でない場合や、電極層ＯＰＭ２が形成されていない場合には、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重によって、パッドＰＡＤ２が変形する。すると、このパッドＰＡＤ２の変形による応力が、パッドＰＡＤ２の下層に形成されている層間絶縁膜（層間絶縁膜ＩＬ１、層間絶縁膜ＩＬ２）や配線（配線Ｌ１、配線Ｌ２）に伝わって、層間絶縁膜（層間絶縁膜ＩＬ１、層間絶縁膜ＩＬ２）へのクラックの発生や、配線（配線Ｌ１、配線Ｌ２）の断線につながる可能性が高くなる。
【０１１４】
しかし、本実施の形態では、上述したように、パッドＰＡＤ１の厚さよりも電極層ＯＰＭ１の厚さのほうが大きくなっている。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤＷを形成する際、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができる。この結果、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重により、平面視において、パッドＰＡＤ２の重なる層間絶縁膜（層間絶縁膜ＩＬ１、層間絶縁膜ＩＬ２）へのクラックの発生や、配線（配線Ｌ１、配線Ｌ２）の断線を効果的に防止することができる。
【０１１５】
さらに、本実施の形態によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することも抑制できる。
【０１１６】
次に、図３０に示すように、半導体チップＣＨＰ上のパッド構造ＰＡＤが形成されている位置から、キャピラリＣＡＰを移動させる。そして、図３１に示すように、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１にワイヤＷをセカンドボンディングする。このセカンドボンディングの際も超音波と熱負荷が加えられる。その後、図３２に示すように、セカンドボンディングしたワイヤＷをキャピラリＣＡＰから切断する。このようにして、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤと、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１とをワイヤＷで接続することができる。
【０１１７】
＜本実施の形態における効果＞
（１）本実施の形態における技術的思想によれば、図２９に示すように、パッドＰＡＤ２上に電極層ＯＰＭ２を形成し、この電極層ＯＰＭ２にワイヤＷを接続するように構成したので、ワイヤボンディング工程におけるパッドＰＡＤ２の変形を抑制できる。この結果、パッドＰＡＤ２の変形に起因する絶縁膜ＰＡＳへのクラック発生を抑制できる効果が得られる。
【０１１８】
（２）本実施の形態における技術的思想によれば、図２９に示すように、パッドＰＡＤ２上に電極層ＯＰＭ２を形成し、この電極層ＯＰＭ２にワイヤＷを接続するように構成したので、ワイヤボンディング工程におけるパッドＰＡＤ２の変形を抑制できる。この結果、パッドＰＡＤ２の変形に起因する応力によって、パッドＰＡＤ２の下層に形成されている配線（配線Ｌ２、配線Ｌ１）に断線が生じることを抑制することができる効果が得られる。
【０１１９】
（３）本実施の形態における技術的思想によれば、図２９に示すように、パッドＰＡＤ２上に電極層ＯＰＭ２を形成し、この電極層ＯＰＭ２にワイヤＷを接続するように構成したので、ワイヤボンディング工程におけるパッドＰＡＤ２の変形を抑制できる。この結果、パッドＰＡＤ２の変形に起因する応力によって、パッドＰＡＤ２の下層に形成されている層間絶縁膜（層間絶縁膜ＩＬ１、層間絶縁膜ＩＬ２、層間絶縁膜ＩＬＮ）へクラックが発生することを抑制できる効果が得られる。
【０１２０】
（４）本実施の形態における技術的思想によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することも抑制できる効果が得られる。
【０１２１】
（５）本実施の形態における技術的思想によれば、図１９に示すように、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量を小さくすることができるので、隣りの電極層ＯＰＭ２との接触を防止することができる。この結果、パッド間の距離（パッドピッチ）を低減できる効果が得られる。
【０１２２】
（６）例えば、図２９において、アルミニウム膜ＡＬからなるパッドＰＡＤ２に、金からなるワイヤＷを直接接続する場合、パッドＰＡＤ２の表面にアルミニウムと金との間に脆い合金層（ＡｌＡｕ４）が形成され、ボンディング強度の低下を招くおそれがある。しかし、本実施の形態における技術的思想によれば、図２９に示すように、パッドＰＡＤ２とワイヤＷとを直接接続せず、パッドＰＡＤ２上に形成したニッケル膜ＮＩとパラジウム膜ＰＤからなる電極層ＯＰＭ２を形成し、この電極層ＯＰＭ２とワイヤＷとを接続している。このため、本実施の形態における技術的思想によれば、脆い合金層（ＡｌＡｕ４）が生成されることはなく、ボンディング強度の向上を図ることができる。
【０１２３】
（７）本実施の形態における技術的思想は、ワイヤＷとして金ワイヤを使用する場合に限らず、ワイヤＷとして銅ワイヤを使用する場合にも有効である。なぜなら、例えば、銅ワイヤは、金ワイヤよりも硬いため、ワイヤボンディング時に加えるボンディング荷重が金ワイヤを使用した場合に比べて大きくなるからである。つまり、銅ワイヤを使用してワイヤボンディングを行なう場合、上記の脆い合金層（ＡｌＡｕ４）の生成は抑制できるものの、金ワイヤを使用してワイヤボンディングを行なう場合に比べてボンディング荷重が大きくなるため、ボンディング荷重に起因する絶縁膜ＰＡＳへのクラック発生、層間絶縁膜へのクラック発生、あるいは、配線の断線などの問題が顕在化しやすくなるからである。したがって、銅ワイヤを使用してワイヤボンディングを行なう場合に、本実施の形態における技術的思想を適用することにより、効果的に、絶縁膜ＰＡＳへのクラック発生、層間絶縁膜へのクラック発生、あるいは、配線の断線などを抑制することができる。
【０１２４】
以上、本発明者によってなされた発明をその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言うまでもない。
【０１２５】
たとえば、前記実施の形態では、使用する半導体チップの半導体素子が、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）からなることについて説明したが、これに限定されるものではなく、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよい。また、前記実施の形態では、電極層に接続する導電性部材として、ワイヤを用いることについて説明したが、これに限定されるものではなく、突起状電極（バンプ電極）であっても良い。このとき、突起状電極は、図２９に示すように、キャピラリＣＡＰの先端に形成されているボール部ＢＬを半導体チップの電極層ＯＰＭ２にボンディングした後、ワイヤＷを切断することで形成される。また、突起状電極は、例えば金（Ａｕ）からなる。そして、電極層に接続する導電性部材として突起状電極を用いる場合には、図３３に示すように、半導体チップＣＨＰの表面が配線基板ＷＢ（基材）と対向するように、配線基板ＷＢ（基材）に半導体チップＣＨＰを搭載し、突起状電極ＢＭＰとリードＬＤ１とを電気的に接続する。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１Ｓ 半導体基板
ＡＤ 接着材
ＡＬ アルミニウム膜
ＡＲ 領域
ＢＬ ボール部
ＢＭＰ 突起状電極
ＣＡＰ キャピラリ
ＣＨＰ 半導体チップ
ＣＩＬ コンタクト層間絶縁膜
ＣＮＴ コンタクトホール
ＩＬ１ 層間絶縁膜
ＩＬ２ 層間絶縁膜
ＩＬＮ 層間絶縁膜
ＬＤ１ リード
ＬＤ２ リード
Ｌ１ 配線
Ｌ２ 配線
ＭＲ 樹脂
ＮＩ ニッケル膜
ＯＰ 開口部
ＯＰ１ 開口部
ＯＰ２ 開口部
ＯＰＭ 電極層
ＯＰＭ１ 電極層
ＯＰＭ２ 電極層
ＰＡＤ パッド構造
ＰＡＤ１ パッド
ＰＡＤ２ パッド
ＰＡＳ 絶縁膜
ＰＤ パラジウム膜
ＰＬＧ プラグ
Ｑｎ ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴ
Ｑｐ ｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴ
ＳＡ 半導体装置
ＳＢ 半田ボール
ＴＣＨ 放電トーチ
ＴＩＮ１ 窒化チタン膜
ＴＩＮ２ 窒化チタン膜
Ｗ ワイヤ
ＷＢ 配線基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置およびその製造技術に関し、特に、パッシベーション膜に形成された開口部から露出するボンディングパッドに電極層を介してワイヤを接続する半導体装置およびその製造技術に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２０００−１６４６２３号公報（特許文献１）には、電極パッドの一部上に開口部を有する保護膜が形成されており、この開口部内を含む保護膜の一部上にＮｉＰ層が形成されている技術が記載されている。そして、この特許文献１では、ＮｉＰ層にワイヤを電気的に接続するとしている。
【０００３】
特開２００３−７７５５号公報（特許文献２）には、接合パッドの一部上に開口部を有するパッシベーション層が形成されており、この開口部内を含むパッシベーション層の一部上にバス層を介して下部バンプ金属（ＵＢＭ）が形成されている技術が記載されている。そして、この特許文献２では、下部バンプ金属上にバリアキャップを介して半田バンプを形成するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１６４６２３号公報
【特許文献２】特開２００３−７７５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体チップの小型化（チップシュリンク）に伴い、半導体チップに形成されるパッドの大きさ（厚さ、外形寸法など）も小さくなる傾向にある。このような半導体チップのパッドに導電性部材として例えばワイヤを接続すると、パッドがボンディング荷重に耐え切れずに変形し、このパッドを覆うように形成された絶縁膜（パッシベーション膜）を破壊するおそれがある。
【０００６】
そこで、本願発明者は、図１に示すように、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制するために、パッドＰＡＤ１上に電極層ＯＰＭを形成し、この電極層ＯＰＭを介してパッドＰＡＤ１にワイヤＷを接続することを検討した。図１は、半導体チップの表層部に形成されたパッドＰＡＤ１近傍の構造（本願発明者の検討構造）を示す図である。図１に示すように、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１が形成されており、このパッドＰＡＤ１の一部を露出する開口部ＯＰが形成された絶縁膜ＰＡＳが、パッドＰＡＤ１を形成した層間絶縁膜ＩＬＮ上に形成されている。そして、開口部ＯＰ内から絶縁膜ＰＡＳの一部にわたって電極層ＯＰＭが形成され、この電極層ＯＰＭにワイヤＷが接続されている。このような図１に示す構造によれば、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤＷを形成する際、パッドＰＡＤ１上に形成されている電極層ＯＰＭが緩衝材となって、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制することができる。この結果、パッドの変形を抑制することができる。
【０００７】
しかしながら、この電極層ＯＰＭの形成方法として無電解めっき法を採用した場合、新たに以下に示す課題が発生することが明らかになった。すなわち、無電解めっき法の場合、電解めっき法のようにレジスト膜（マスク）を用いないため、図１に示すように、絶縁膜ＰＡＳ上にも電極層ＯＰＭがはみ出して形成される。そして、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭが形成されていると、電極層ＯＰＭから発生する応力が絶縁膜ＰＡＳに伝わり、絶縁膜ＰＡＳにクラックが形成されることがわかった。
【０００８】
ここで、この電極層ＯＰＭを電解めっき法で形成すれば、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭが形成されることを抑制できるが、電解めっき法の場合、シード層やレジスト膜（マスク）を形成しなければならず、無電解めっき法に比べて工程数が増加してしまう。
【０００９】
また、電極層ＯＰＭの厚さを薄くすれば絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭが形成される（はみ出す）ことを抑制できるが、電極層ＯＰＭの厚さが薄すぎると、この電極層ＯＰＭでボンディング荷重を緩和しきれない。
【００１０】
なお、特許文献１および特許文献２には、上述した絶縁膜のクラックについて記載がなく、本願発明者の検討によれば、特許文献１および特許文献２に記載された技術では、このクラックを抑制することが困難である。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、絶縁膜に発生するクラックを抑制できる技術を提供することにある。
【００１２】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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。
【００１４】
代表的な実施の形態における半導体装置は、（ａ）表面、前記表面に形成されたパッド、前記パッドの一部を露出するように前記表面上に形成された絶縁膜、および、平面視において、前記パッドと重なるように形成され、かつ、前記パッドの前記一部と接触する電極層を有する半導体チップと、（ｂ）前記電極層と電気的に接続される導電性部材とを含む。このとき、前記電極層の周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部よりも内側に位置しており、前記絶縁膜の厚さは、前記パッドの厚さよりも大きい。さらに、前記絶縁膜は、前記パッドの前記一部を露出する開口部を有しており、前記絶縁膜の厚さは、平面視における前記絶縁膜の前記開口部の端部から前記電極層の周縁部までの距離よりも大きいことを特徴とするものである。
【００１５】
また、代表的な実施の形態における半導体装置の製造方法は、以下の工程を含む。（ａ）リードを有する基材を準備する工程、（ｂ）前記（ａ）工程の後、表面、前記表面に形成されたパッド、前記パッドの一部を露出するように前記表面上に形成された絶縁膜、平面視において前記パッドと重なるように形成され、かつ、前記パッドの前記一部と接触する電極層、および、前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップを、前記裏面が前記基材と対向するように、前記基材に搭載する工程。また、（ｃ）前記（ｂ）工程の後、導電性部材を介して前記電極層と前記リードとを電気的に接続する工程を含む。ここで、前記電極層の周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部よりも内側に位置しており、前記絶縁膜の厚さは、前記パッドの厚さよりも大きい。さらに、前記絶縁膜は、前記パッドの前記一部を露出する開口部を有しており、前記絶縁層の厚さは、平面視における前記絶縁膜の前記開口部の端部から前記電極層の周縁部までの距離よりも大きい。
【発明の効果】
【００１６】
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。
【００１７】
絶縁膜に発生するクラックを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】半導体チップの表層部に形成された従来のパッド近傍の構造を示す図である。
【図２】実施の形態における半導体装置を上面から見た平面図である。
【図３】半導体装置を上面から見た図であり、樹脂を透視して示す図である。
【図４】実施の形態における半導体装置を裏面から見た図である。
【図５】図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図６】従来の半導体チップにおいて、パッド領域の断面に対応した図である。
【図７】実施の形態の半導体チップにおいて、図３のパッド領域を拡大して示す図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線で切断した断面図である。
【図９】従来のパッド構造におけるシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】実施の形態のパッド構造におけるシミュレーション結果を示す図である。
【図１１】変形例におけるパッド構造を示す断面図である。
【図１２】実施の形態における半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１４】図１３に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１５】図１４に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１６】図１５に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１７】図１６に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１８】図１７に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１９】図１８に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２０】図１９に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２１】図２０に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２２】図２１に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２３】図２２に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２４】図２３に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２５】図２４に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２６】図２５に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図２７】ワイヤボンディング工程を示す図である。
【図２８】図２７に続くワイヤボンディング工程を示す図である。
【図２９】図２８に続くワイヤボンディング工程を示す図である。
【図３０】図２９に続くワイヤボンディング工程を示す図である。
【図３１】図３０に続くワイヤボンディング工程を示す図である。
【図３２】図３１に続くワイヤボンディング工程を示す図である。
【図３３】変形例における半導体装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２０】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２１】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２２】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２３】
また、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。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２４】
（実施の形態）
＜半導体装置の構成＞
半導体装置は、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）などの半導体素子と多層配線を形成した半導体チップと、この半導体チップを覆うように形成されたパッケージから形成されている。パッケージには、（１）半導体チップに形成されている半導体素子と外部回路とを電気的に接続するという機能や、（２）湿度や温度などの外部環境から半導体チップを保護し、振動や衝撃による破損や半導体チップの特性劣化を防止する機能がある。さらに、パッケージには、（３）半導体チップのハンドリングを容易にするといった機能や、（４）半導体チップの動作時における発熱を放散し、半導体素子の機能を最大限に発揮させる機能なども合わせもっている。このような機能を有するパッケージには様々な種類が存在する。以下に、パッケージの構成例について説明する。
【００２５】
まず、本実施の形態における半導体装置の構成について図面を参照しながら説明する。図２は、本実施の形態における半導体装置ＳＡを上面から見た平面図である。図２に示すように、本実施の形態における半導体装置ＳＡは矩形形状をしており、半導体装置ＳＡの上面は樹脂（封止体）ＭＲで覆われている。
【００２６】
続いて、図３は、半導体装置ＳＡを上面から見た図であり、樹脂ＭＲを透視して示す図である。図３に示すように、半導体装置ＳＡの樹脂ＭＲを透視した内部には、矩形形状の配線基板ＷＢが存在しており、この配線基板ＷＢ上に半導体チップＣＨＰが配置されている。この半導体チップＣＨＰも矩形形状をしている。半導体チップＣＨＰの大きさは、配線基板ＷＢの大きさよりも小さくなっており、半導体チップＣＨＰは平面的に配線基板ＷＢに内包されるように配置されている。特に、半導体チップＣＨＰの四辺がそれぞれ配線基板ＷＢの四辺と互いに並行するように配置されている。
【００２７】
上述した半導体チップＣＨＰには集積回路が形成されている。具体的に、半導体チップＣＨＰを構成する半導体基板には、複数のＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成されている。そして、半導体基板の上層には層間絶縁膜を介して多層配線が形成されており、これらの多層配線が半導体基板に形成されている複数のＭＩＳＦＥＴと電気的に接続されて集積回路が構成されている。つまり、半導体チップＣＨＰは、複数のＭＩＳＦＥＴが形成されている半導体基板と、この半導体基板の上方に形成された多層配線を有している。このように半導体チップＣＨＰには、複数のＭＩＳＦＥＴと多層配線によって集積回路が形成されているが、この集積回路と外部回路とのインタフェースをとるために、半導体チップＣＨＰにはパッド構造ＰＡＤが形成されている。このパッド構造ＰＡＤは、多層配線の最上層に形成されている最上層配線の一部を露出することにより形成されている。
【００２８】
図３に示すように、半導体チップＣＨＰの主面（表面、上面）には、複数のパッド構造ＰＡＤが形成されている。具体的に、矩形形状をした半導体チップＣＨＰの四辺のそれぞれに沿うように複数のパッド構造ＰＡＤが形成されている。そして、半導体チップＣＨＰに形成されている複数のパッド構造ＰＡＤと相対するように配線基板ＷＢの四辺のそれぞれに沿って複数のリード（ボンディングリード、電極）ＬＤ１が形成されている。そして、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤは、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１と、導電性部材を介して電気的に接続されている。なお、本実施の形態における導電性部材は、例えば、金（Ａｕ）からなるワイヤＷである。
【００２９】
次に、図４は、本実施の形態における半導体装置ＳＡを裏面から見た図である。図４に示すように、半導体装置ＳＡの裏面には、複数の半田ボールＳＢがアレイ状（行列状）に配置されている。この半田ボールＳＢは半導体装置ＳＡの外部接続端子として機能するものである。
【００３０】
図５は、図２のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図５において、配線基板ＷＢの上面にはリードＬＤ１が形成されている一方、配線基板ＷＢの下面にはリード（バンプランド、電極）ＬＤ２が形成されている。配線基板ＷＢの内部には多層配線およびビアが形成されており、配線基板ＷＢの上面に形成されているリードＬＤ１と、配線基板ＷＢの下面に形成されているリードＬＤ２とは、配線基板ＷＢの内部に形成されている多層配線と、ビアの内部に形成されたビア配線とによって電気的に接続されている。配線基板ＷＢの下面に形成されているリードＬＤ２はアレイ状に配置されており、このリードＬＤ２上に半田ボールＳＢが搭載される。これにより、配線基板ＷＢの裏面（下面）には、リードＬＤ２と接続された半田ボールＳＢがアレイ状に配置される。
【００３１】
配線基板ＷＢの上面（表面、主面）には、半導体チップＣＨＰが搭載されており、この半導体チップＣＨＰは、配線基板ＷＢと絶縁性の接着材ＡＤで接着されている。そして、半導体チップＣＨＰの主面に形成されているパッド構造ＰＡＤと、配線基板ＷＢの上面に形成されているリードＬＤ１とはワイヤＷで接続されている。さらに、配線基板ＷＢの上面には半導体チップＣＨＰおよびワイヤＷを覆うように樹脂（封止体）ＭＲが形成されている。
【００３２】
このように構成されている半導体装置ＳＡによれば、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤがワイヤＷを介して配線基板ＷＢに形成されたリードＬＤ１に接続され、このリードＬＤ１は、配線基板ＷＢの内部に形成されている配線およびビア配線によって、配線基板ＷＢの裏面に形成されているリードＬＤ２と電気的に接続される。したがって、半導体チップＣＨＰに形成されている集積回路は、パッド構造ＰＡＤ→ワイヤＷ→リードＬＤ１→リードＬＤ２→半田ボールＳＢの経路で最終的に半田ボールＳＢと接続されていることがわかる。このことから、半導体装置ＳＡに形成されている半田ボールＳＢへ外部回路を電気的に接続することにより、半導体チップＣＨＰに形成されている集積回路と外部回路とを接続することができることがわかる。
【００３３】
上述した半導体装置ＳＡは、パッケージ形態がＢＧＡ（Ball Grid Array）型である半導体装置であるが、本発明における半導体装置ＳＡのパッケージ形態はこれに限らない。例えば、半導体チップＣＨＰを搭載する基材として配線基板ＷＢではなくリードフレームを使用するパッケージ形態にも適用することができる。
【００３４】
このため、半導体チップＣＨＰを搭載する部材を広い概念として基材と呼び、この基材には、配線基板ＷＢやリードフレームが包含される。また、半導体チップＣＨＰが搭載される基材の部分をチップ搭載部と呼び、このチップ搭載部の概念には、ダイパッドが含まれる。さらに、半導体チップＣＨＰと接続する基材の電極をリードと呼ぶ。また、本発明では、半導体チップＣＨＰのパッド構造ＰＡＤと基材のリードとを接続するために、ワイヤＷを使用する形態を含んでおり、ワイヤを含む広い概念を導電性部材と呼ぶ。
【００３５】
＜従来の半導体チップにおけるパッドの構造＞
次に、従来の半導体チップＣＨＰにおけるパッドＰＡＤ近傍の構造について説明する。図６は、図３の領域ＡＲの断面に対応した図である。図６に示すように、従来の半導体チップにおいては、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２が隣り合うように配置されており、このパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２を覆う層間絶縁膜ＩＬＮ上に絶縁膜（表面保護膜、パッシベーション膜）ＰＡＳが形成されている。そして、この絶縁膜ＰＡＳの一部が除去されてパッドＰＡＤ１の一部を開口する開口部ＯＰ１が形成されるとともに、絶縁膜ＰＡＳの一部が除去されてパッドＰＡＤ２の一部を開口する開口部ＯＰ２が形成されている。そして、この開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すように電極層（金属膜、めっき膜、）ＯＰＭ１が形成されており、この電極層ＯＰＭ１にワイヤ（図示せず）が接続される。同様に、開口部ＯＰ２内から絶縁膜ＰＡＳの端部上にはみ出すように電極層ＯＰＭ２が形成されており、この電極層ＯＰＭ２にワイヤ（図示せず）が接続される。なお、層間絶縁膜ＩＬＮの下層には、多層配線が形成され、この多層配線の下層にある半導体基板にＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成されているが、図６での図示は省略している。
【００３６】
ここで、従来技術の半導体チップＣＨＰでは、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、パッドＰＡＤ１上の絶縁膜ＰＡＳの厚さ、言い換えれば、パッドＰＡＤ１の表面から、絶縁膜ＰＡＳ上に形成された電極層ＯＰＭ１までの間隔をＢとすると、Ａ＞Ｂの関係が成立している。さらに、従来技術の半導体チップＣＨＰでは、平面視における絶縁膜ＰＡＳの開口部ＯＰ１の端部から電極層ＯＰＭ１の周縁部までの距離をＣとすると、Ｂ＜Ｃの関係が成立している。このように構成されている従来技術の半導体チップＣＨＰでは、次に示すような問題点が発生することを、本発明者は見出した。
【００３７】
＜従来の半導体チップにおける問題点＞
以下に、この従来の半導体チップＣＨＰにおける問題点について説明する。例えば、半導体チップの小型化（チップシュリンク）に伴い、半導体チップＣＨＰに形成されるパッドＰＡＤ１の大きさ（厚さ、外形寸法など）も小さくなる傾向にある。さらには、半導体チップＣＨＰの小型化の要求に応えるため、パッドＰＡＤ１を覆うように形成される絶縁膜ＰＡＳの薄膜化も進められている。このような半導体チップＣＨＰのパッドＰＡＤ１にワイヤを接続すると、パッドＰＡＤ１がボンディング荷重に耐え切れずに変形し、このパッドＰＡＤ１を覆うように形成された絶縁膜ＰＡＳを破壊するおそれがある。つまり、半導体チップＣＨＰの小型化に伴い、パッドＰＡＤ１の厚さや絶縁膜ＰＡＳの厚さが薄膜化されていることから、パッドＰＡＤ１にワイヤを接続する際に生じるボンディング荷重によって、パッドＰＡＤ１が変形し、このパッドＰＡＤ１の変形に伴う歪みによって絶縁膜ＰＡＳが破壊されるポテンシャルが高まっている。
【００３８】
さらに、パッドＰＡＤ１の下層（平面視においてパッドＰＡＤ１と重なる位置）には、多層配線や層間絶縁膜が形成されており、この多層配線の下層には、ＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成されている。このため、ボンディング荷重によるパッドＰＡＤ１の変形は、パッドＰＡＤ１の下層に形成されている多層配線や層間絶縁膜に不所望な応力がかかる原因ともなり、この不所望な応力によって、パッドＰＡＤ１の下層に形成されている多層配線の断線、層間絶縁膜へのクラックの発生、あるいは、半導体基板に形成されているＭＩＳＦＥＴの破壊が顕在化するおそれが高まっている。
【００３９】
そこで、従来の半導体チップＣＨＰにおいては、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制するために、パッドＰＡＤ１上に電極層ＯＰＭ１を形成し、この電極層ＯＰＭ１を介してパッドＰＡＤ１にワイヤＷを接続する構造が提案されている。つまり、この構造は、図６に示すように、パッドＰＡＤ１上に電極層ＯＰＭ１が形成され、この電極層ＯＰＭ１を介して、パッドＰＡＤ１とワイヤ（図示せず）とが接続される構造となっている。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤ（図示せず）を形成する際、パッドＰＡＤ１上に形成されている電極層ＯＰＭ１が緩衝材となって、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制することができる。このため、図６に示す構造によれば、パッドの変形を抑制することができ、この結果、絶縁膜ＰＡＳの破壊、パッドＰＡＤ１の下層に形成されている多層配線の断線、層間絶縁膜へのクラックの発生、あるいは、半導体基板に形成されているＭＩＳＦＥＴの破壊を抑制することができると考えられる。
【００４０】
例えば、電極層ＯＰＭ１を形成する方法としてめっき法が存在するが、めっき法には、電解めっき法と無電解めっき法がある。ここで、電解めっき法を使用して電極層ＯＰＭ１を形成する場合、シード層やレジスト膜（マスク）を形成しなければならず、無電解めっき法に比べて工程数が増加してしまう。工程数が増加するということは、歩留まりの低下を招く要素が増加するとともに、製造コストが上昇してしまうことを意味する。したがって、歩留まり向上および製造コストの低減を充分に達成する観点から、電極層ＯＰＭ１を形成するめっき法として、電解めっき法ではなく、無電解めっき法が使用される。ところが、電極層ＯＰＭ１を形成する方法として、無電解めっき法を使用すると、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生してしまうことを本発明者は見出した。
【００４１】
＜絶縁膜にクラックが発生する原因の解明＞
そこで、本発明者は、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生する原因について検討した結果、次に示すような結論に至ったので、この結論について説明する。
【００４２】
まず、電極層ＯＰＭ１を形成する方法として、歩留まり向上および製造コストの低減を充分に達成する観点から、電解めっき法ではなく、無電解めっき法が使用される。電極層ＯＰＭ１の形成に無電解めっき法を使用する場合、電解めっき法のようにレジスト膜（マスク）を使用しないため、図６に示すように、パッドＰＡＤ１上だけでなく、パッドＰＡＤ１を覆う絶縁膜ＰＡＳ上にもはみ出して電極層ＯＰＭ１が形成される。そして、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出して電極層ＯＰＭ１が形成されると、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳとの界面に発生する応力によって絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生するもの考えられる。
【００４３】
特に、電極層ＯＰＭ１を形成する際の無電解めっき法では、めっき膜の形成中に８０℃〜１００℃の加熱処理が施されている。したがって、めっき膜の成長は、上述した８０℃〜１００℃の加熱下で行なわれることになる。このことから、形成されるめっき膜の温度は８０℃〜１００℃程度になっている。このように電極層ＯＰＭ１の形成過程において、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わって電極層ＯＰＭ１が膨張することにより、異種接合面である電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。さらには、電極層ＯＰＭ１を形成した後、電極層ＯＰＭ１が常温（室温）に戻る際にも、電極層ＯＰＭ１に収縮作用が働いて、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。
【００４４】
ただし、本発明者がさらにクラックの発生原因を検討したところ、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出して電極層ＯＰＭ１が形成されていることだけが原因ではなく、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出して電極層ＯＰＭ１が形成されている領域に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域に働く応力との向きが逆方向になる場合に、特に、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを見出した。つまり、例えば、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に圧縮応力が働き、かつ、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に引張応力が働く場合、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生しやすいことを本発明者が初めて見出した。
【００４５】
さらに、本発明者は、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが同じ向きになるのか、あるいは、逆向きになるのかは、絶縁膜ＰＡＳ上に形成されている電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出ている量）と相関があるという知見を獲得した。すなわち、本発明者は、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とは、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出ている電極層ＯＰＭ１の幅に依存して、同じ向きになったり、逆方向になったりすることを見出したのである。
【００４６】
そこで、本発明者は、上述した知見に基づき、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できる工夫を施している。以下に、この工夫を施した本実施の形態におけるパッド構造について説明する。
【００４７】
＜本実施の形態におけるパッド構造＞
図７は、図３の領域ＡＲを拡大して示す図である。図７に示すように、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッド（ボンディングパッド、パッド電極）ＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２が互いに隣り合うように配置されている。パッドＰＡＤ１上には、開口部ＯＰ１が形成されており、この開口部ＯＰ１内から外側にはみ出すように電極層ＯＰＭ１が形成されている。この電極層ＯＰＭ１は、例えば、ニッケル膜ＮＩとパラジウム膜ＰＤから形成されている。同様に、パッドＰＡＤ２上には、開口部ＯＰ２が形成されており、この開口部ＯＰ２内から外側にはみ出すように電極層ＯＰＭ２が形成されている。この電極層ＯＰＭ２は、例えば、ニッケル膜ＮＩとパラジウム膜ＰＤから形成されている。
【００４８】
図８は、図７のＡ−Ａ線で切断した断面図である。図８に示すように、本実施の形態における半導体チップでは、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２が隣り合うように配置されており、このパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２を覆う層間絶縁膜ＩＬＮ上に絶縁膜（表面保護膜、パッシベーション膜）ＰＡＳが形成されている。そして、この絶縁膜ＰＡＳの一部が除去されてパッドＰＡＤ１の一部を開口する開口部ＯＰ１が形成されるとともに、絶縁膜ＰＡＳの一部が除去されてパッドＰＡＤ２の一部を開口する開口部ＯＰ２が形成されている。そして、この開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すように電極層（金属膜、めっき膜）ＯＰＭ１が形成されており、この電極層ＯＰＭ１にワイヤ（図示せず）が接続される。同様に、開口部ＯＰ２内から絶縁膜ＰＡＳの端部上にはみ出すように電極層ＯＰＭ２が形成されており、この電極層ＯＰＭ２にワイヤ（図示せず）が接続される。なお、層間絶縁膜ＩＬＮの下層には、多層配線が形成され、この多層配線の下層にある半導体基板にＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成されているが、図８での図示は省略している。
【００４９】
本実施の形態では、無電解めっき法を使用して電極層ＯＰＭ１および電極層ＯＰＭ２を形成している。したがって、無電解めっき法を使用したことが本実施の形態におけるパッド構造に現れるのでこの点について説明する。例えば、電解めっき法を使用して電極層ＯＰＭ１を形成する場合を考える。この場合、パッドＰＡＤ１上にシート層が形成され、このシード層上に電極層ＯＰＭ１が形成される構造となる。つまり、電解めっき法で電極層ＯＰＭ１を形成する場合、パッドＰＡＤ１と電極層ＯＰＭ１は直接接触するのではなく、電極層ＯＰＭ１は、シード層を介してパッドＰＡＤ１と接続されることになる。さらに、電解めっき法では、レジスト膜（マスク）を使用して電極層ＯＰＭ１を形成しているので、開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すように電極層（金属膜、めっき膜）ＯＰＭ１が形成されることはない。
【００５０】
これに対し、無電解めっき法で電極層ＯＰＭ１を形成する場合、電解めっき法のようにめっき膜を成長させる際の電極として機能するシード層を設ける必要がないので、パッドＰＡＤ１上に直接接触するように電極層ＯＰＭ１が形成される。すなわち、無電解めっき膜を使用して電極層ＯＰＭ１を形成する場合、パッドＰＡＤ１と電極層ＯＰＭ１は直接接触する構成となるのである。そして、無電解めっき法では、レジスト膜（マスク）を使用しないため、開口部ＯＰ１から露出するパッドＰＡＤ１上だけでなく、開口部ＯＰ１が形成された絶縁膜ＰＡＳ上にも電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成される。この結果、無電解めっき法で電極層ＯＰＭ１を形成する場合、開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すように電極層（金属膜、めっき膜）ＯＰＭ１が形成される。つまり、無電解めっき法を使用した痕跡として、開口部ＯＰ１から露出するパッドＰＡＤ１の表面と電極層ＯＰＭ１が直接接触する構成と、開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すように電極層（金属膜、めっき膜）ＯＰＭ１が形成される構成が実現される。
【００５１】
次に、層間絶縁膜ＩＬＮは、例えば、酸化シリコン膜から形成されている。また、パッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２は、例えば、窒化チタン膜ＴＩＮ１と、この窒化チタン膜ＴＩＮ１上に形成されたアルミニウム膜ＡＬと、このアルミニウム膜ＡＬ上に形成された窒化チタン膜ＴＩＮ２から構成される。つまり、このアルミニウム膜ＡＬの上下を挟むように、窒化チタン膜ＴＩＮ１および窒化チタン膜ＴＩＮ２が形成されている。このとき、アルミニウム膜ＡＬには、銅やシリコンが含有されている。
【００５２】
窒化チタン膜ＴＩＮ１および窒化チタン膜ＴＩＮ２は、アルミニウム膜ＡＬと層間絶縁膜ＩＬＮとの間の接着性やアルミニウム膜ＡＬと絶縁膜ＰＡＳとの接着性を向上させる機能と、アルミニウム膜ＡＬのエレクトロマイグレーション耐性を向上させる機能を有している。すなわち、アルミニウム膜ＡＬの上下を挟むように、窒化チタン膜ＴＩＮ１および窒化チタン膜ＴＩＮ２を形成することにより、パッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２の信頼性を向上させることができる。ここで、例えば、窒化チタン膜ＴＩＮ１の膜厚は、５０ｎｍ程度であり、アルミニウム膜ＡＬの膜厚は、２０００ｎｍ程度である。また、窒化チタン膜ＴＩＮ２の膜厚は、２２ｎｍ程度である。
【００５３】
次に、絶縁膜ＰＡＳは、例えば、窒化シリコン膜から形成されている。この絶縁膜ＰＡＳは、表面保護膜、あるいは、パッシベーション膜と呼ばれる膜であり、この絶縁膜ＰＡＳは、半導体チップを機械的応力や不純物の侵入から保護する機能を有している。
【００５４】
続いて、パッドＰＡＤ１を覆うように形成されている絶縁膜ＰＡＳには、開口部ＯＰ１が設けられており、この開口部ＯＰ１の底部にパッドＰＡＤ１が露出している。このとき、開口部ＯＰ１の底面から露出する窒化チタン膜ＴＩＮ２は除去されており、開口部ＯＰ１の底面では、アルミニウム膜ＡＬが露出していることになる。同様に、パッドＰＡＤ２を覆うように形成されている絶縁膜ＰＡＳには、開口部ＯＰ２が設けられており、この開口部ＯＰ２の底部にパッドＰＡＤ２が露出している。このとき、開口部ＯＰ２の底面から露出する窒化チタン膜ＴＩＮ２は除去されており、開口部ＯＰ２の底面では、アルミニウム膜ＡＬが露出していることになる。
【００５５】
そして、開口部ＯＰ１の底面に露出するパッドＰＡＤ１の表面上に電極層ＯＰＭ１が形成されており、この電極層ＯＰＭ１は、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出すよう形成されている。同様に、開口部ＯＰ２の底面に露出するパッドＰＡＤ２の表面上に電極層ＯＰＭ２が形成されており、この電極層ＯＰＭ２は、開口部ＯＰ２内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ２の周囲）上にはみ出すよう形成されている。
【００５６】
このように構成されている電極層ＯＰＭ１および電極層ＯＰＭ２は、例えば、ニッケル膜ＮＩと、このニッケル膜ＮＩ上に形成されたパラジウム膜ＰＤから構成されている。電極層ＯＰＭ１および電極層ＯＰＭ２としてニッケル膜ＮＩを使用している理由は、ニッケル膜ＮＩがパッドＰＡＤ１やパッドＰＡＤ２を構成するアルミニウム膜ＡＬよりも硬い膜であるからである。すなわち、電極層ＯＰＭ１は、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤ（図示せず）を形成する際、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として機能することから、電極層ＯＰＭ１をなるべく硬い膜から構成することにより、充分に緩衝材として機能を発揮させることができるのである。
【００５７】
したがって、電極層ＯＰＭ１をパッドＰＡＤ１よりも硬いニッケル膜ＮＩだけから構成することも可能と考えられるが、本実施の形態では、ニッケル膜ＮＩの表面にパラジウム膜ＰＤを形成している。これは、以下に示す理由による。すなわち、電極層ＯＰＭ１にはワイヤが接続されるが、電極層ＯＰＭ１をニッケル膜ＮＩだけから構成すると、電極層ＯＰＭ１とワイヤとの接続信頼性が低下するのである。つまり、ニッケル膜ＮＩ自体はワイヤと良好に接続できるのであるが、ニッケル膜ＮＩの表面に酸化ニッケル膜が形成されると、ワイヤとの接続信頼性が低下する。このため、ニッケル膜ＮＩの表面が酸化されないように保護する観点から、ニッケル膜ＮＩの表面にパラジウム膜ＰＤを形成しているのである。以上のことから、パラジウム膜ＰＤは、ニッケル膜ＮＩの表面における酸化を抑制し、電極層ＯＰＭ１とワイヤとの接続信頼性を向上させる機能を有していることがわかる。
【００５８】
続いて、本実施の形態におけるパッド構造について、さらに説明する。まず、図８に示すように、本実施の形態におけるパッド構造では、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとする場合、Ａ＜Ｄの関係が成立している。すなわち、パッドＰＡＤ１の厚さよりも電極層ＯＰＭ１の厚さのほうが大きくなっている。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤ（図示せず）を形成する際、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができる。言い換えれば、電極層ＯＰＭ１の厚さがパッドＰＡＤ１の厚さよりも薄くなる場合には、電極層ＯＰＭ１におけるボンディング荷重の緩和効果が低くなってしまう。特に、電極層ＯＰＭ１の厚さよりもパッドＰＡＤ１の厚さのほうが厚くなるように、パッドＰＡＤ１の厚さを厚くしても、例えば、パッドＰＡＤ１は、アルミニウム膜ＡＬのような柔らかい金属からなるので、ボンディング荷重に対する変形を効果的に抑制することは困難である。つまり、ボンディング荷重に対する耐性を高める観点からは、パッド構造の膜厚を厚くすることが考えられるが、例えば、アルミニウム膜ＡＬのような柔らかい金属からなるパッドＰＡＤ１自体の厚さを厚くする対策では、ボンディング荷重に対するパッドＰＡＤ１の変形を効果的に抑制することはできないのである。それよりも、パッドＰＡＤ１よりも硬い金属（例えば、ニッケル膜ＮＩ）から構成される電極層ＯＰＭ１の厚さをパッドＰＡＤ１の厚さよりも厚くすることにより、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができるのである。
【００５９】
このことから、本実施の形態では、電極層ＯＰＭ１の厚さをパッドＰＡＤ１の厚さよりも厚くなるように構成している。具体的に、例えば、パッドＰＡＤ１の厚さは、２μｍ程度であるのに対し、電極層ＯＰＭ１の厚さは、３μｍ程度となっている。
【００６０】
次に、本実施の形態におけるパッド構造の特徴について説明する。図８に示すように、本実施の形態におけるパッド構造の特徴は、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとした場合、Ａ＜Ｂの関係が成立している点にある。これにより、ボンディング荷重に対する耐性を高める観点から電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）を維持した状態でも（Ａ＜Ｄ）、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）を小さくすることができるのである。すなわち、本実施の形態の特徴は、電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）を維持した状態でも、絶縁膜ＰＡＳの厚さ（Ｂ）を厚くすることにより、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）を小さくする点にある。
【００６１】
例えば、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）を小さくするには、パッドＰＡＤ１上に形成される電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）を薄くすることが考えられる。しかし、電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）を薄くすると、電極層ＯＰＭ１をパッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができなくなってしまう。
【００６２】
このことから、ボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として電極層ＯＰＭ１を充分に機能させるとともに、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）を小さくする工夫を施す必要性が生じる。この観点から、本実施の形態では、電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）を維持しつつ、絶縁膜ＰＡＳの厚さ（Ｂ）を厚くする構成をとることにより、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）を小さくする構成を実現しているのである。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとした場合、Ａ＜Ｂの関係が成立し、かつ、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＞Ｃの関係が成立するのである。具体的に、本実施の形態では、例えば、絶縁膜ＰＡＳの厚さ（Ｂ）は、２．５μｍ程度であり、電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）は０．５μｍ程度となっている。ここで、絶縁膜ＰＡＳの厚さ（Ｂ）とは、図８に示すように、パッドＰＡＤ１の表面から、絶縁膜ＰＡＳ上に形成された電極層ＯＰＭ１までの間隔として定義される。また、本実施の形態では、Ｂ＞Ｃの関係が成立するように開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）が規定されており、この結果、例えば、図８に示すように、電極層ＯＰＭ１の周縁部は、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成されている開口部ＯＰ１の端部との間に位置していることになる。
【００６３】
このような条件を満たす本実施の形態におけるパッド構造によれば、まず、パッドＰＡＤ１の厚さ（Ａ）よりも電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）のほうが大きくなっている（Ａ＜Ｄ）。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤ（図示せず）を形成する際、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができる。そして、本実施の形態におけるパッド構造では、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ＜Ｄを前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これにより、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを防止できる。
【００６４】
なぜなら、Ｂ＞Ｃの関係が成立するということは、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）が小さくなることを意味している。ここで、例えば、上述した「絶縁膜にクラックが発生する原因の解明」の欄に記載した知見によれば、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが同じ向きになるのか、あるいは、逆向きになるのかは、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出して形成されている電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出ている量）（Ｃ）と相関があることになる。そして、この知見を詳細に検討した結果、本発明者は、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出ている電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（せり出し量、絶縁膜ＰＡＳと接触する面積）（Ｃ）が所定値以上になると、互いに逆方向の応力となり、所定値以下になると同じ方向の応力となることを見出したのである。
【００６５】
例えば、図６に示す従来のパッド構造を検討した結果、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに逆方向の応力となり、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生しやすい条件となっていることを見出した。一方、例えば、図８に示す本実施の形態のパッド構造を検討した結果、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となり、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生しにくい条件となっていることを見出した。
【００６６】
そこで、図６に示す従来のパッド構造と、図８に示す本実施の形態のパッド構造とを比較したところ、図６に示す従来のパッド構造では、Ｂ＜Ｃの関係が成立して、電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）が大きくなっている。このため、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに逆方向の応力となるものと考えたのである。一方、図８に示す本実施の形態のパッド構造では、Ｂ＞Ｃの関係が成立して、電極層ＯＰＭ１のはみ出し量（Ｃ）が小さくなっている。このため、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となるものと考えたのである。
【００６７】
このような考察から、本実施の形態におけるパッド構造によれば、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ＜Ｄを前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＞Ｃの関係を成立させているのである。そして、これらの条件が成立することにより、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できるのである。
【００６８】
以上のような本実施の形態におけるパッド構造の有用性を検証するために、シミュレーションを行なったので、このシミュレーション結果について説明する。なお、今回のシミュレーションは、電極層ＯＰＭ１を９５℃程度の加熱下で形成した後、常温（２５℃）に戻した状態での応力を算出している。
【００６９】
図９は、従来のパッド構造におけるシミュレーション結果を示す図である。図９に示すように、従来のパッド構造では、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１が形成されており、このパッドＰＡＤ１を覆うように絶縁膜ＰＡＳが形成されている。そして、パッドＰＡＤ１の表面の一部を露出するように絶縁膜ＰＡＳに開口部ＯＰ１が形成されており、この開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳへはみ出すように電極層ＯＰＭ１が形成されている。このとき、図９に示すように、従来のパッド構造を反映させるため、パッドＰＡＤ１の厚さが２μｍ、絶縁膜ＰＡＳの厚さが０．７５μｍ、電極層ＯＰＭ１の厚さが３μｍである条件でシミュレーションを実施した。この場合、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量は、２．２５μｍとなっている。すなわち、従来のパッド構造では、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ＜Ｄを前提として、Ａ＞Ｂの関係が成立し、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＜Ｃの関係が成立していることがわかる。
【００７０】
このような条件で示される従来のパッド構造で、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とを算出した。その結果、図９に示すように、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されている領域（界面）に働く応力が圧縮応力（負）（−０．０７）となり、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力が引張応力（正）（＋０．０１）となる結果が得られた。すなわち、従来のパッド構造では、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに逆方向の応力となり、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生しやすくなっていることが検証されたことになる。
【００７１】
一方、図１０は、本実施の形態のパッド構造におけるシミュレーション結果を示す図である。図１０に示すように、本実施の形態のパッド構造では、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１が形成されており、このパッドＰＡＤ１を覆うように絶縁膜ＰＡＳが形成されている。そして、パッドＰＡＤ１の表面の一部を露出するように絶縁膜ＰＡＳに開口部ＯＰ１が形成されており、この開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳへはみ出すように電極層ＯＰＭ１が形成されている。このとき、図１０に示すように、本実施の形態のパッド構造を反映させるため、パッドＰＡＤ１の厚さが２μｍ、絶縁膜ＰＡＳの厚さが２．５μｍ、電極層ＯＰＭ１の厚さが３μｍである条件でシミュレーションを実施した。この場合、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量は、０．５μｍとなっている。すなわち、本実施の形態のパッド構造では、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ＜Ｄを前提として、Ａ＜Ｂの関係が成立し、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＞Ｃの関係が成立していることがわかる。
【００７２】
このような条件で示される本実施の形態のパッド構造で、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とを算出した。その結果、図１０に示すように、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力が引張応力（正）（＋０．０１）となり、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力が引張応力（正）（＋０．０２）となる結果が得られた。すなわち、本実施の形態のパッド構造では、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となり、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生しにくくなっていることが検証されたことになる。
【００７３】
さらに、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造は、パッド間距離を縮小するという別の観点からも、図６に示す従来のパッド構造よりも優れていることを説明する。例えば、図６に示す従来のパッド構造と、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造のいずれにおいても、平面視において、パッドＰＡＤ１に電極層ＯＰＭ１が内包され、パッドＰＡＤ２に電極層ＯＰＭ２が内包されている。このため、図６に示す従来のパッド構造と、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造のいずれにおいても、パッドＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２の間の距離を縮小することを考えた場合、パッドピッチの微細化は、パッドＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２の間の距離に律速されると考えられる。
【００７４】
しかし、実際には、パッドピッチの微細化を行なう場合には、パッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２自体の大きさも縮小される。これに対し、パッドＰＡＤ１上に形成される開口部ＯＰ１の開口径や、パッドＰＡＤ２上に形成される開口部ＯＰ２の開口径は、ワイヤボンディングの容易性を考慮して縮小せずに現状のサイズに維持することが望まれる。したがって、パッドピッチの微細化が進むということは、開口部ＯＰ１や開口部ＯＰ２の開口径が維持されたまま、パッドＰＡＤ１やパッドＰＡＤ２のサイズが小さくなることを意味する。この結果、パッドピッチの微細化が進むと、平面視において、電極層ＯＰＭ１の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量がパッドＰＡＤ１の端部から外側に出てしまうことが生じる。同様に、パッドピッチの微細化が進むと、平面視において、電極層ＯＰＭ２の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量がパッドＰＡＤ２の端部から外側に出てしまうことが生じる。
【００７５】
この場合、パッドＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２との間の距離は、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出た電極層ＯＰＭ１の周縁部と、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出した電極層ＯＰＭ２の周縁部との間の距離に律速されることになる。ここで、電極層ＯＰＭ１の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量と、電極層ＯＰＭ２の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量は、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造よりも、図６に示す従来のパッド構造のほうが大きい。言い換えれば、図６に示す従来のパッド構造における距離Ｅ１は、図８に示す本実施の形態のパッド構造における距離Ｅ２よりも小さくなる（Ｅ１＜Ｅ２）。このことは、パッド間ピッチおよびパッドサイズの微細化に伴って、パッド間ピッチが、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出た電極層ＯＰＭ１の周縁部と、絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出した電極層ＯＰＭ２の周縁部との間の距離に律速されるようになると、図６に示す従来のパッド構造のほうが、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造よりもパッドＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２との間のショート不良が起こりやすくなることを意味する。言い換えれば、図８に示す本実施の形態におけるパッド構造のほうが、図６に示す従来のパッド構造よりも、パッド間ピッチおよびパッドサイズの微細化が容易になる利点があることがわかる。
【００７６】
また、本実施の形態におけるパッド構造によれば、図８に示すように、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上に電極層ＯＰＭ１がはみ出している。このため、例えば、ワイヤボンディング工程において、ワイヤ（ワイヤの先端に形成されたボール部）の形成位置が電極層ＯＰＭ１の中央部から多少ずれたとしても、ワイヤ（ボール部）がはみ出た電極層ＯＰＭ１上に接合されて、直接絶縁膜ＰＡＳを踏むことがないので、絶縁膜ＰＡＳのクラック耐性をより向上させることができる。
【００７７】
＜変形例におけるパッド構造＞
次に、本実施の形態におけるパッド構造の変形例について説明する。図１１は、本変形例におけるパッド構造を示す断面図である。図１１に示すように、本変形例における半導体チップでは、層間絶縁膜ＩＬＮ上にパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２が隣り合うように配置されており、このパッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２を覆うように、層間絶縁膜ＩＬＮ上に絶縁膜（表面保護膜、パッシベーション膜）ＰＡＳが形成されている。そして、この絶縁膜ＰＡＳの一部が除去されてパッドＰＡＤ１の一部を開口する開口部ＯＰ１が形成されるとともに、絶縁膜ＰＡＳの他部（他の一部）が除去されてパッドＰＡＤ２の一部を開口する開口部ＯＰ２が形成されている。そして、この開口部ＯＰ１内（言い換えると、パッドＰＡＤ１の露出部）に電極層（金属膜、めっき膜）ＯＰＭ１が形成されており、この電極層ＯＰＭ１にワイヤ（図示せず）が接続される。同様に、開口部ＯＰ２内に電極層ＯＰＭ２が形成されており、この電極層ＯＰＭ２にワイヤ（図示せず）が接続される。なお、層間絶縁膜ＩＬＮの下層には、多層配線が形成され、この多層配線の下層にある半導体基板にＭＩＳＦＥＴなどの半導体素子が形成されているが、図１１での図示は省略している。
【００７８】
このように構成された本変形例におけるパッド構造の特徴は、パッドＰＡＤ１上に形成される絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１の底面に露出するパッドＰＡＤ１の表面上に形成された電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとする場合、Ｂ≧Ｄの関係が成立していることにある。すなわち、パッドＰＡＤ１上に形成されている絶縁膜ＰＡＳの厚さ（Ｂ）は、開口部ＯＰ１内に形成されている電極層ＯＰＭ１の厚さ（Ｄ）以上となっている。これにより、本変形例によれば、電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する。言い換えると、開口部ＯＰ１から電極層ＯＰＭ１がはみ出すことがないので、開口部ＯＰ１から電極層ＯＰＭ１が絶縁膜ＰＡＳ上にはみ出すことに起因した絶縁膜ＰＡＳへのクラック発生を防止することができる。つまり、本変形例によれば、開口部ＯＰ１から電極層ＯＰＭ１がはみ出すことがないので、そもそも、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力が存在しない。このため、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが逆方向になることに起因した絶縁膜ＰＡＳへのクラック発生を抑制することができる。
【００７９】
なお、本変形例においても、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、さらに、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合、Ａ＜Ｂの関係が成立するとともに、Ａ＜Ｄの関係が成立している。
【００８０】
ここで、本変形例におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量と、電極層ＯＰＭ２の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量が存在しない。つまり、図１１に示す本変形例のパッド構造における電極層ＯＰＭ１と電極層ＯＰＭ２との間の距離Ｅ３は、図８に示す前記実施の形態のパッド構造における距離Ｅ２よりも大きくなる（Ｅ２＜Ｅ３）。そして、本変形例では、電極層ＯＰＭ１の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量と、電極層ＯＰＭ２の絶縁膜ＰＡＳ上へのはみ出し量が存在しないため、パッド間ピッチおよびパッドサイズの微細化が進んでも、電極層ＯＰＭ１のサイズや電極層ＯＰＭ２のサイズがパッドＰＡＤ１やパッドＰＡＤ２のサイズよりも大きくなることはない。すなわち、本変形例によれば、パッド間ピッチおよびパッドサイズの微細化が進んでも、パッド間ピッチが、電極層ＯＰＭ１の周縁部と、電極層ＯＰＭ２の周縁部との間の距離に律速されることはない。このことから、本変形例におけるパッド構造によれば、図８に示す前記実施の形態におけるパッド構造や図６に示す従来のパッド構造よりも、パッド間ピッチおよびパッドサイズの微細化が容易になる利点があることがわかる。
【００８１】
＜本実施の形態における半導体装置の製造方法＞
続いて、本実施の形態における半導体装置の製造方法について、図面を参照しながら説明する。まず、図１２に示すように、通常の半導体製造技術を使用することにより、半導体基板上に、例えば、ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｎとｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｐを形成する。
【００８２】
次に、配線工程について図１３を参照しながら説明する。図１３に示すように、半導体基板１Ｓの主面上にコンタクト層間絶縁膜ＣＩＬを形成する。このコンタクト層間絶縁膜ＣＩＬは、例えば、酸化シリコン膜から形成される。その後、コンタクト層間絶縁膜ＣＩＬの表面を、例えばＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法を使用して平坦化する。
【００８３】
続いて、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、コンタクト層間絶縁膜ＣＩＬにコンタクトホールＣＮＴを形成する。例えば、図１３では、ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｎのソース領域とドレイン領域、および、ｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｐのソース領域とドレイン領域に接続するコンタクトホールＣＮＴが図示されている。なお、図１３では、図示されていないが、ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｎのゲート電極やｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴＱｐのゲート電極にもコンタクトホールＣＮＴが接続される。
【００８４】
その後、コンタクトホールＣＮＴの底面および内壁を含む層間絶縁膜上にチタン／窒化チタン膜を形成する。チタン／窒化チタン膜は、チタン膜と窒化チタン膜の積層膜から構成され、例えばスパッタリング法を使用することにより形成することができる。このチタン／窒化チタン膜は、例えば、後の工程で埋め込む膜の材料であるタングステンがシリコン中へ拡散するのを防止する、いわゆるバリア性を有する。
【００８５】
そして、コンタクトホールＣＮＴを埋め込むように、半導体基板１Ｓの主面の全面にタングステン膜を形成する。このタングステン膜は、例えばＣＶＤ法を使用して形成することができる。そして、コンタクト層間絶縁膜ＣＩＬ上に形成された不要なチタン／窒化チタン膜およびタングステン膜を例えばＣＭＰ法を除去することにより、プラグＰＬＧを形成することができる。
【００８６】
次に、図１３に示すように、プラグＰＬＧを形成したコンタクト層間絶縁膜ＣＩＬ上に層間絶縁膜ＩＬ１を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、層間絶縁膜ＩＬ１に溝を形成する。その後、溝内を含む層間絶縁膜ＩＬ１上にタンタル／窒化タンタル膜を形成する。このタンタル／窒化タンタル膜は、例えば、スパッタリング法により形成することができる。続いて、タンタル／窒化タンタル膜上に薄い銅膜よりなるシード膜を、例えば、スパッタリング法で形成した後、このシード膜を電極とする電解めっき法により、溝を形成した層間絶縁膜ＩＬ１上に銅膜を形成する。その後、溝の内部以外の層間絶縁膜ＩＬ１上に露出している銅膜を、例えば、ＣＭＰ法で研磨して除去することにより、層間絶縁膜ＩＬ１に形成された溝内にだけ銅膜を残す。これにより、配線Ｌ１を形成することができる。さらに、配線Ｌ１の上層に配線を形成するが、ここでの説明は省略する。
【００８７】
その後、図１４に示すように、最上層の層間絶縁膜ＩＬＮ上に窒化チタン膜ＴＩＮ１を形成し、この窒化チタン膜ＴＩＮ１上に銅とシリコンを含有したアルミニウム膜ＡＬを形成する。そして、このアルミニウム膜ＡＬ上に窒化チタン膜ＴＩＮ２を形成する。窒化チタン膜ＴＩＮ１の膜厚は、例えば、５０ｎｍ程度であり、アルミニウム膜ＡＬの膜厚は、例えば、２０００ｎｍ程度である。また、窒化チタン膜ＴＩＮ２の膜厚は、例えば、２２ｎｍ程度である。これらの窒化チタン膜ＴＩＮ１、アルミニウム膜ＡＬおよび窒化チタン膜ＴＩＮ２は、例えば、スパッタリング法を使用することにより形成することができる。
【００８８】
続いて、図１５に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、窒化チタン膜ＴＩＮ１、アルミニウム膜ＡＬおよび窒化チタン膜ＴＩＮ２をパターニングする。これより、窒化チタン膜ＴＩＮ１、アルミニウム膜ＡＬおよび窒化チタン膜ＴＩＮ２の積層膜からなるパッドＰＡＤ１とパッドＰＡＤ２を形成することができる。
【００８９】
次に、図１６に示すように、パッドＰＡＤ１およびパッドＰＡＤ２を覆うように、層間絶縁膜ＩＬＮ上に絶縁膜ＰＡＳを形成する。絶縁膜ＰＡＳは、例えば、窒化シリコン膜からなり、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法を使用することにより形成することができる。この絶縁膜ＰＡＳの膜厚は、例えば、２．５μｍである。ここでいう絶縁膜ＰＡＳの膜厚は、パッドＰＡＤ１の表面上に形成される絶縁膜ＰＡＳの膜厚である。
【００９０】
そして、図１７に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、絶縁膜ＰＡＳに開口部ＯＰ１および開口部ＯＰ２を形成する。具体的に、パッドＰＡＤ１の表面の一部を開口するように開口部ＯＰ１を形成し、パッドＰＡＤ２の表面の一部を開口するように開口部ＯＰ２を形成する。これにより、開口部ＯＰ１の底面にパッドＰＡＤ１の一部を構成する窒化チタン膜ＴＩＮ２が露出し、開口部ＯＰ２の底面にパッドＰＡＤ２の一部を構成する窒化チタン膜ＴＩＮ２が露出する。
【００９１】
続いて、図１８に示すように、エッチング技術を使用することにより、開口部ＯＰ１の底部から露出する窒化チタン膜ＴＩＮ２を除去するとともに、開口部ＯＰ２の底部から露出する窒化チタン膜ＴＩＮ２を除去する。
【００９２】
その後、図１９に示すように、無電解めっき法を使用することにより、開口部ＯＰ１から露出するパッドＰＡＤ１上に電極層ＯＰＭ１を形成し、開口部ＯＰ２から露出するパッドＰＡＤ２上に電極層ＯＰＭ２を形成する。本工程により、図８と同様の構成となる。具体的に、パッドＰＡＤ１上に形成する電極層ＯＰＭ１に着目すると、まず、無電解めっき法により、処理温度を、例えば、８０℃〜１００℃程度にした状態で、パッドＰＡＤ１上にニッケル膜ＮＩを形成する。このとき、パッドＰＡＤ１を構成するアルミニウム膜ＡＬとめっき液との間の還元反応により、開口部ＯＰ１に露出するアルミニウム膜ＡＬ上にニッケル膜ＮＩが形成される。一方、絶縁膜ＰＡＳは、窒化シリコン膜から形成されており、この窒化シリコン膜は、めっき液との間で還元反応が生じないため、絶縁膜ＰＡＳ上にはニッケル膜ＮＩは成長しない。そして、開口部ＯＰ１から露出するパッドＰＡＤ１上にニッケル膜ＮＩが堆積し続けると、ニッケル膜ＮＩが開口部ＯＰ１の頂上まで達する。その後、ニッケル膜ＮＩが開口部ＯＰ１の頂上を超えて成長する場合、無電解めっき法では、レジスト膜（マスク）を使用していないため、ニッケル膜ＮＩは、水平方向と垂直方向にわたって等方的に成長する。したがって、開口部ＯＰ１上に形成されているニッケル膜ＮＩは、絶縁膜ＰＡＳ上にまではみ出して形成される。続いて、ニッケル膜ＮＩの成長が終了すると、ニッケル膜ＮＩの表面を覆うように、パラジウム膜ＰＤを形成する。その後、無電解めっき法による成膜処理が完了して電極層ＯＰＭ１の温度が常温（２５℃）程度に戻る。
【００９３】
ここで、本実施の形態では、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ＜Ｄを前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとした場合、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できる。
【００９４】
以上のようにして、半導体基板（半導体ウェハ）のそれぞれのチップ領域上に半導体素子（ＭＩＳＦＥＴ）、多層配線およびパッド構造を形成することができる。そして、半導体基板の裏面研削を実施して半導体基板の厚さを薄くした後、半導体基板に形成されているチップ領域をダイシングすることにより、複数の半導体チップを形成する。
【００９５】
次に、図２０に示すように、表面に複数のリードＬＤ１が形成され、表面とは反対側の裏面に複数のリードＬＤ２が形成された配線基板ＷＢを用意する。そして、図２１に示すように、配線基板ＷＢの表面に存在するチップ搭載部（チップ搭載領域）に接着材ＡＤを塗布する。その後、図２２に示すように、配線基板ＷＢのチップ搭載部上に塗布した接着材ＡＤを介して半導体チップＣＨＰを搭載する（ダイボンディング工程）。このダイボンディング工程で、配線基板ＷＢ上に半導体チップＣＨＰを搭載する際、加熱処理が加えられる。
【００９６】
したがって、この加熱処理によって、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わって電極層ＯＰＭ１が膨張することにより、異種接合面である電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。さらには、ダイボンディング工程の終了後、電極層ＯＰＭ１が常温（室温）に戻る際にも、電極層ＯＰＭ１に収縮作用が働いて、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。
【００９７】
しかし、本実施の形態によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できるのである。
【００９８】
続いて、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤと、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１とをワイヤで接続する（ワイヤボンディング工程）。具体的には、図２３に示すように、まず、キャピラリＣＡＰを半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤに押し付けてファーストボンディングする。その後、図２４に示すように、キャピラリＣＡＰを移動させて、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１にワイヤＷをセカンドボンディングする。このようにして、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤと、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１とをワイヤＷで接続することができる。
【００９９】
ここで、上述したワイヤボンディング工程では、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重と熱負荷が加えられた状態で、ファーストボンディングおよびセカンドボンディングが行なわれる。このことから、例えば、半導体チップＣＨＰのパッド構造ＰＡＤにワイヤＷ（ボール部）を接続するファーストボンディングの際、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤには、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重と熱負荷が加えられる。したがって、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重によって、パッドＰＡＤ１が変形して絶縁膜ＰＡＳを破壊するおそれがあるとともに、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わって電極層ＯＰＭ１が膨張することにより、異種接合面である電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。さらには、ワイヤボンディング工程の終了後、電極層ＯＰＭ１が常温（室温）に戻る際にも、電極層ＯＰＭ１に収縮作用が働いて、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。
【０１００】
しかし、本実施の形態によれば、図１９に示すように、まず、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとする場合、Ａ＜Ｄの関係が成立している。すなわち、パッドＰＡＤ１の厚さよりも電極層ＯＰＭ１の厚さのほうが大きくなっている。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤ（図示せず）を形成する際、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができる。この結果、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重のパッドＰＡＤ１への伝達をこの電極層ＯＰＭ１で抑制することができるため、このボンディング荷重によって、パッドＰＡＤ１が変形して絶縁膜ＰＡＳを破壊することを効果的に抑制することができる。
【０１０１】
さらに、本実施の形態によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することも抑制できる。
【０１０２】
次に、図２５に示すように、半導体チップＣＨＰ、ワイヤＷ，配線基板ＷＢの表面を覆うように、例えば、樹脂ＭＲからなる封止体を形成する（モールド工程）。このモールド工程でも加熱処理が加えられる。
【０１０３】
したがって、この加熱処理によって、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わって電極層ＯＰＭ１が膨張することにより、異種接合面である電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。さらには、モールド工程の終了後、電極層ＯＰＭ１が常温（室温）に戻る際にも、電極層ＯＰＭ１に収縮作用が働いて、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。
【０１０４】
しかし、本実施の形態によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できる。
【０１０５】
その後、図２６に示すように、配線基板ＷＢの裏面に形成されているリードＬＤ２に、例えば、半田からなる半田ボール（外部接続端子）ＳＢを取り付ける（半田ボール取り付け工程）。この半田ボール取り付け工程でも加熱処理が加えられる。
【０１０６】
したがって、この加熱処理によって、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わって電極層ＯＰＭ１が膨張することにより、異種接合面である電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。さらには、半田ボール取り付け工程の終了後、電極層ＯＰＭ１が常温（室温）に戻る際にも、電極層ＯＰＭ１に収縮作用が働いて、電極層ＯＰＭ１と絶縁膜ＰＡＳの間の界面に応力が働くと考えられる。
【０１０７】
しかし、本実施の形態によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できる。以上のようにして、本実施の形態における半導体装置を製造することができる。
【０１０８】
なお、完成した半導体装置は、実装基板（マザーボードなど）に実装されて使用される。この半導体装置の使用時においては、半導体チップＣＨＰが動作することにより、半導体チップＣＨＰが発熱する。このため、この半導体チップＣＨＰの内部から生じた熱によって、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤに応力が加わることが考えられる。しかし、本実施の形態によれば、上述したようにパッド構造ＰＡＤに工夫を施しているため、半導体チップＣＨＰに形成されている絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することを抑制できる。つまり、本実施の形態によれば、半導体装置の信頼性を向上させることができる。
【０１０９】
＜ワイヤボンディング工程の詳細＞
以下に、上述したワイヤボンディング工程の詳細について、図面を参照しながら説明する。まず、図２７に示すように、放電トーチＴＣＨによる放電により、キャピラリＣＡＰから引き出されるワイヤＷの先端にボール部ＢＬを形成する。
【０１１０】
そして、図２８に示すように、配線基板ＷＢに搭載された半導体チップＣＨＰのパッド構造ＰＡＤ上に、キャピラリＣＡＰの先端に形成されているボール部ＢＬをボンディングする（ファーストボンディング）。
【０１１１】
このときの詳細な様子を図２９に示す。図２９に示すように、キャピラリＣＡＰの先端に形成されているボール部ＢＬが半導体チップＣＨＰの電極層ＯＰＭ２にボンディングされていることがわかる。このとき、半導体チップＣＨＰに形成されている電極層ＯＰＭ２には、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重と熱負荷と超音波が加えられる。
【０１１２】
ここで、本実施の形態によれば、図１９に示すように、まず、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとする場合、Ａ＜Ｄの関係が成立している。すなわち、パッドＰＡＤ１の厚さよりも電極層ＯＰＭ１の厚さのほうが大きくなっている。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤＷを形成する際、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができる。この結果、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重によって、パッドＰＡＤ１が変形して絶縁膜ＰＡＳを破壊することを効果的に抑制することができる。
【０１１３】
特に、図２９に示すように、パッドＰＡＤ２の下層には、複数の層間絶縁膜（層間絶縁膜ＩＬ１、層間絶縁膜ＩＬ２）および複数の配線（配線Ｌ１、配線Ｌ２）が形成されている。このため、例えば、パッドＰＡＤ２へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材としての電極層ＯＰＭ２の厚さが充分でない場合や、電極層ＯＰＭ２が形成されていない場合には、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重によって、パッドＰＡＤ２が変形する。すると、このパッドＰＡＤ２の変形による応力が、パッドＰＡＤ２の下層に形成されている層間絶縁膜（層間絶縁膜ＩＬ１、層間絶縁膜ＩＬ２）や配線（配線Ｌ１、配線Ｌ２）に伝わって、層間絶縁膜（層間絶縁膜ＩＬ１、層間絶縁膜ＩＬ２）へのクラックの発生や、配線（配線Ｌ１、配線Ｌ２）の断線につながる可能性が高くなる。
【０１１４】
しかし、本実施の形態では、上述したように、パッドＰＡＤ１の厚さよりも電極層ＯＰＭ１の厚さのほうが大きくなっている。これにより、パッドＰＡＤ１と電気的に接続するワイヤＷを形成する際、電極層ＯＰＭ１を、パッドＰＡＤ１へのボンディング荷重の伝達を抑制する緩衝材として充分に機能させることができる。この結果、キャピラリＣＡＰによるボンディング荷重により、平面視において、パッドＰＡＤ２の重なる層間絶縁膜（層間絶縁膜ＩＬ１、層間絶縁膜ＩＬ２）へのクラックの発生や、配線（配線Ｌ１、配線Ｌ２）の断線を効果的に防止することができる。
【０１１５】
さらに、本実施の形態によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することも抑制できる。
【０１１６】
次に、図３０に示すように、半導体チップＣＨＰ上のパッド構造ＰＡＤが形成されている位置から、キャピラリＣＡＰを移動させる。そして、図３１に示すように、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１にワイヤＷをセカンドボンディングする。このセカンドボンディングの際も超音波と熱負荷が加えられる。その後、図３２に示すように、セカンドボンディングしたワイヤＷをキャピラリＣＡＰから切断する。このようにして、半導体チップＣＨＰに形成されているパッド構造ＰＡＤと、配線基板ＷＢに形成されているリードＬＤ１とをワイヤＷで接続することができる。
【０１１７】
＜本実施の形態における効果＞
（１）本実施の形態における技術的思想によれば、図２９に示すように、パッドＰＡＤ２上に電極層ＯＰＭ２を形成し、この電極層ＯＰＭ２にワイヤＷを接続するように構成したので、ワイヤボンディング工程におけるパッドＰＡＤ２の変形を抑制できる。この結果、パッドＰＡＤ２の変形に起因する絶縁膜ＰＡＳへのクラック発生を抑制できる効果が得られる。
【０１１８】
（２）本実施の形態における技術的思想によれば、図２９に示すように、パッドＰＡＤ２上に電極層ＯＰＭ２を形成し、この電極層ＯＰＭ２にワイヤＷを接続するように構成したので、ワイヤボンディング工程におけるパッドＰＡＤ２の変形を抑制できる。この結果、パッドＰＡＤ２の変形に起因する応力によって、パッドＰＡＤ２の下層に形成されている配線（配線Ｌ２、配線Ｌ１）に断線が生じることを抑制することができる効果が得られる。
【０１１９】
（３）本実施の形態における技術的思想によれば、図２９に示すように、パッドＰＡＤ２上に電極層ＯＰＭ２を形成し、この電極層ＯＰＭ２にワイヤＷを接続するように構成したので、ワイヤボンディング工程におけるパッドＰＡＤ２の変形を抑制できる。この結果、パッドＰＡＤ２の変形に起因する応力によって、パッドＰＡＤ２の下層に形成されている層間絶縁膜（層間絶縁膜ＩＬ１、層間絶縁膜ＩＬ２、層間絶縁膜ＩＬＮ）へクラックが発生することを抑制できる効果が得られる。
【０１２０】
（４）本実施の形態における技術的思想によれば、単に電極層ＯＰＭ１の周縁部が、平面視において、パッドＰＡＤ１の周縁部よりも内側に位置する（図１１では開口部ＯＰ１の内側に位置し、図１９ではパッドＰＡＤ１の周縁部と絶縁膜ＰＡＳに形成された開口部ＯＰ１の端部との間に位置する）ように電極層ＯＰＭ１を形成するだけでなく、図１９に示すように、パッドＰＡＤ１の厚さをＡとし、絶縁膜ＰＡＳの厚さをＢとし、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量をＣとし、電極層ＯＰＭ１の厚さをＤとした場合に、Ｂ≒Ｄ（図１１ではＢ≧Ｄ、図１９ではＢ＜Ｄ）を前提として、Ａ＜Ｂの関係を成立させることにより、Ｂ＞Ｃの関係を成立させている。これらの条件が成立することにより、たとえ絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１をはみ出して形成したとしても、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１がはみ出して形成されている領域（界面）に働く応力と、絶縁膜ＰＡＳ上に電極層ＯＰＭ１が形成されていない領域（界面）に働く応力とが、互いに同方向の応力となる。この結果、本実施の形態におけるパッド構造によれば、電極層ＯＰＭ１に熱負荷が加わったとしても、この絶縁膜ＰＡＳにクラックが発生することも抑制できる効果が得られる。
【０１２１】
（５）本実施の形態における技術的思想によれば、図１９に示すように、開口部ＯＰ１内から絶縁膜ＰＡＳの端部（開口部ＯＰ１の周囲）上にはみ出す電極層ＯＰＭ１のはみ出し量を小さくすることができるので、隣りの電極層ＯＰＭ２との接触を防止することができる。この結果、パッド間の距離（パッドピッチ）を低減できる効果が得られる。
【０１２２】
（６）例えば、図２９において、アルミニウム膜ＡＬからなるパッドＰＡＤ２に、金からなるワイヤＷを直接接続する場合、パッドＰＡＤ２の表面にアルミニウムと金との間に脆い合金層（ＡｌＡｕ４）が形成され、ボンディング強度の低下を招くおそれがある。しかし、本実施の形態における技術的思想によれば、図２９に示すように、パッドＰＡＤ２とワイヤＷとを直接接続せず、パッドＰＡＤ２上に形成したニッケル膜ＮＩとパラジウム膜ＰＤからなる電極層ＯＰＭ２を形成し、この電極層ＯＰＭ２とワイヤＷとを接続している。このため、本実施の形態における技術的思想によれば、脆い合金層（ＡｌＡｕ４）が生成されることはなく、ボンディング強度の向上を図ることができる。
【０１２３】
（７）本実施の形態における技術的思想は、ワイヤＷとして金ワイヤを使用する場合に限らず、ワイヤＷとして銅ワイヤを使用する場合にも有効である。なぜなら、例えば、銅ワイヤは、金ワイヤよりも硬いため、ワイヤボンディング時に加えるボンディング荷重が金ワイヤを使用した場合に比べて大きくなるからである。つまり、銅ワイヤを使用してワイヤボンディングを行なう場合、上記の脆い合金層（ＡｌＡｕ４）の生成は抑制できるものの、金ワイヤを使用してワイヤボンディングを行なう場合に比べてボンディング荷重が大きくなるため、ボンディング荷重に起因する絶縁膜ＰＡＳへのクラック発生、層間絶縁膜へのクラック発生、あるいは、配線の断線などの問題が顕在化しやすくなるからである。したがって、銅ワイヤを使用してワイヤボンディングを行なう場合に、本実施の形態における技術的思想を適用することにより、効果的に、絶縁膜ＰＡＳへのクラック発生、層間絶縁膜へのクラック発生、あるいは、配線の断線などを抑制することができる。
【０１２４】
以上、本発明者によってなされた発明をその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言うまでもない。
【０１２５】
たとえば、前記実施の形態では、使用する半導体チップの半導体素子が、ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）からなることについて説明したが、これに限定されるものではなく、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよい。また、前記実施の形態では、電極層に接続する導電性部材として、ワイヤを用いることについて説明したが、これに限定されるものではなく、突起状電極（バンプ電極）であっても良い。このとき、突起状電極は、図２９に示すように、キャピラリＣＡＰの先端に形成されているボール部ＢＬを半導体チップの電極層ＯＰＭ２にボンディングした後、ワイヤＷを切断することで形成される。また、突起状電極は、例えば金（Ａｕ）からなる。そして、電極層に接続する導電性部材として突起状電極を用いる場合には、図３３に示すように、半導体チップＣＨＰの表面が配線基板ＷＢ（基材）と対向するように、配線基板ＷＢ（基材）に半導体チップＣＨＰを搭載し、突起状電極ＢＭＰとリードＬＤ１とを電気的に接続する。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１Ｓ 半導体基板
ＡＤ 接着材
ＡＬ アルミニウム膜
ＡＲ 領域
ＢＬ ボール部
ＢＭＰ 突起状電極
ＣＡＰ キャピラリ
ＣＨＰ 半導体チップ
ＣＩＬ コンタクト層間絶縁膜
ＣＮＴ コンタクトホール
ＩＬ１ 層間絶縁膜
ＩＬ２ 層間絶縁膜
ＩＬＮ 層間絶縁膜
ＬＤ１ リード
ＬＤ２ リード
Ｌ１ 配線
Ｌ２ 配線
ＭＲ 樹脂
ＮＩ ニッケル膜
ＯＰ 開口部
ＯＰ１ 開口部
ＯＰ２ 開口部
ＯＰＭ 電極層
ＯＰＭ１ 電極層
ＯＰＭ２ 電極層
ＰＡＤ パッド構造
ＰＡＤ１ パッド
ＰＡＤ２ パッド
ＰＡＳ 絶縁膜
ＰＤ パラジウム膜
ＰＬＧ プラグ
Ｑｎ ｎチャネル型ＭＩＳＦＥＴ
Ｑｐ ｐチャネル型ＭＩＳＦＥＴ
ＳＡ 半導体装置
ＳＢ 半田ボール
ＴＣＨ 放電トーチ
ＴＩＮ１ 窒化チタン膜
ＴＩＮ２ 窒化チタン膜
Ｗ ワイヤ
ＷＢ 配線基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）表面、前記表面に形成されたパッド、前記パッドの一部を露出するように前記表面上に形成された絶縁膜、および、平面視において、前記パッドと重なるように形成され、かつ、前記パッドの前記一部と接触する電極層を有する半導体チップと、
（ｂ）前記電極層と電気的に接続される導電性部材とを含み、
前記電極層の周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部よりも内側に位置しており、
前記絶縁膜の厚さは、前記パッドの厚さよりも大きく、
前記絶縁膜は、前記パッドの前記一部を露出する開口部を有しており、
前記絶縁膜の厚さは、平面視における前記絶縁膜の前記開口部の端部から前記電極層の周縁部までの距離よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記電極層の厚さは、前記絶縁膜の厚さよりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置であって、
前記電極層の周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部と前記絶縁膜に形成されている前記開口部の端部との間に位置していることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記電極層の厚さは、前記絶縁膜の厚さ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記絶縁膜において、前記パッドの表面から、前記絶縁膜上に形成された前記電極層までの間隔は、平面視における前記絶縁膜の前記開口部の端部から前記電極層の周縁部までの距離よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記パッドと平面的に重なる下層には、層間絶縁膜および配線層が形成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１記載の半導体装置であって、
前記電極層は、平面視において、前記パッドおよび前記絶縁膜の一部と重なるように形成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１記載の半導体装置であって、
前記電極層は、前記パッドの前記一部と直接接触していることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記電極層は、前記パッドよりも硬い材料から形成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記載の半導体装置であって、
前記パッドは、アルミニウムを主成分とする膜を含むように形成されており、
前記電極層は、ニッケル膜を含むように形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記電極層の厚さは、前記パッドの厚さよりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記パッドは、複数の導体膜を積層した積層膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体装置であって、
前記パッドは、第１窒化チタン膜と、前記第１窒化チタン膜上に形成されたアルミニウムを主成分とする第１導体膜と、前記第１導体膜上に形成された第２窒化チタン膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記電極層は、ニッケル膜と、前記ニッケル膜上に形成されたパラジウム膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記導電性部材は、金からなる金ワイヤ、銅からなる銅ワイヤ、あるいは、金からなる突起状電極から形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記絶縁膜は、窒化シリコン膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法：
（ａ）リードを有する基材を準備する工程；
（ｂ）前記（ａ）工程の後、表面、前記表面に形成されたパッド、前記パッドの一部を露出するように前記表面上に形成された絶縁膜、平面視において前記パッドと重なるように形成され、かつ、前記パッドの前記一部と接触する電極層、および、前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップを、前記裏面が前記基材と対向するように、前記基材に搭載する工程；
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、導電性部材を介して前記電極層と前記リードとを電気的に接続する工程；
ここで、
前記電極層の周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部よりも内側に位置しており、
前記絶縁膜の厚さは、前記パッドの厚さよりも大きく、
前記絶縁膜は、前記パッドの前記一部を露出する開口部を有しており、
前記絶縁層の厚さは、平面視における前記絶縁膜の前記開口部の端部から前記電極層の周縁部までの距離よりも大きい。
【請求項１８】
請求項１７記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｃ）工程は、キャピラリを用いて行なわれ、
さらに、前記（ｃ）工程では、前記電極層に、前記キャピラリによるボンディング荷重と、熱負荷が加えられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記電極層の厚さは、前記絶縁膜の厚さよりも大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の半導体装置の製造方法であって、
前記電極層の前記周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部と前記絶縁膜に形成されている前記開口部の端部との間に位置していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
（ａ）表面、前記表面に形成されたパッド、前記パッドの一部を露出するように前記表面上に形成された絶縁膜、および、平面視において、前記パッドと重なるように形成され、かつ、前記パッドの前記一部と接触する電極層を有する半導体チップと、
（ｂ）前記電極層と電気的に接続される導電性部材とを含み、
前記電極層の周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部よりも内側に位置しており、
前記絶縁膜の厚さは、前記パッドの厚さよりも大きく、
前記絶縁膜は、前記パッドの前記一部を露出する開口部を有しており、
前記絶縁膜の厚さは、平面視における前記絶縁膜の前記開口部の端部から前記電極層の周縁部までの距離よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記電極層の厚さは、前記絶縁膜の厚さよりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
請求項２記載の半導体装置であって、
前記電極層の周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部と前記絶縁膜に形成されている前記開口部の端部との間に位置していることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記電極層の厚さは、前記絶縁膜の厚さ以下であることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記絶縁膜において、前記パッドの表面から、前記絶縁膜上に形成された前記電極層までの間隔は、平面視における前記絶縁膜の前記開口部の端部から前記電極層の周縁部までの距離よりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記パッドと平面的に重なる下層には、層間絶縁膜および配線層が形成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１記載の半導体装置であって、
前記電極層は、平面視において、前記パッドおよび前記絶縁膜の一部と重なるように形成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１記載の半導体装置であって、
前記電極層は、前記パッドの前記一部と直接接触していることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記電極層は、前記パッドよりも硬い材料から形成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記載の半導体装置であって、
前記パッドは、アルミニウムを主成分とする膜を含むように形成されており、
前記電極層は、ニッケル膜を含むように形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１１】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記電極層の厚さは、前記パッドの厚さよりも大きいことを特徴とする半導体装置。
【請求項１２】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記パッドは、複数の導体膜を積層した積層膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１３】
請求項１２記載の半導体装置であって、
前記パッドは、第１窒化チタン膜と、前記第１窒化チタン膜上に形成されたアルミニウムを主成分とする第１導体膜と、前記第１導体膜上に形成された第２窒化チタン膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１４】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記電極層は、ニッケル膜と、前記ニッケル膜上に形成されたパラジウム膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１５】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記導電性部材は、金からなる金ワイヤ、銅からなる銅ワイヤ、あるいは、金からなる突起状電極から形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１６】
請求項１記載の半導体装置であって、
前記絶縁膜は、窒化シリコン膜から形成されていることを特徴とする半導体装置。
【請求項１７】
以下の工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法：
（ａ）リードを有する基材を準備する工程；
（ｂ）前記（ａ）工程の後、表面、前記表面に形成されたパッド、前記パッドの一部を露出するように前記表面上に形成された絶縁膜、平面視において前記パッドと重なるように形成され、かつ、前記パッドの前記一部と接触する電極層、および、前記表面とは反対側の裏面を有する半導体チップを、前記裏面が前記基材と対向するように、前記基材に搭載する工程；
（ｃ）前記（ｂ）工程の後、導電性部材を介して前記電極層と前記リードとを電気的に接続する工程；
ここで、
前記電極層の周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部よりも内側に位置しており、
前記絶縁膜の厚さは、前記パッドの厚さよりも大きく、
前記絶縁膜は、前記パッドの前記一部を露出する開口部を有しており、
前記絶縁層の厚さは、平面視における前記絶縁膜の前記開口部の端部から前記電極層の周縁部までの距離よりも大きい。
【請求項１８】
請求項１７記載の半導体装置の製造方法であって、
前記（ｃ）工程は、キャピラリを用いて行なわれ、
さらに、前記（ｃ）工程では、前記電極層に、前記キャピラリによるボンディング荷重と、熱負荷が加えられることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】
請求項１８記載の半導体装置の製造方法であって、
前記電極層の厚さは、前記絶縁膜の厚さよりも大きいことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の半導体装置の製造方法であって、
前記電極層の前記周縁部は、平面視において、前記パッドの周縁部と前記絶縁膜に形成されている前記開口部の端部との間に位置していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【公開番号】特開２０１２−１４６７２０（Ｐ２０１２−１４６７２０Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７７０（Ｐ２０１１−１７７０）
【出願日】平成２３年１月７日（２０１１．１．７）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月７日（２０１１．１．７）
【出願人】（３０２０６２９３１）ルネサスエレクトロニクス株式会社 (8,021)
【Ｆターム（参考）】
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