專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件并且具體地涉及一種抑制或者防止由向半導(dǎo)體器件 的外部端子添加的外力而在外部端子以下的絕緣膜中引起的裂縫生成的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體器件的制造工藝中有如下探針檢查步驟通過將探針施加于鍵合焊盤 (下文簡稱為“焊盤”)來檢查半導(dǎo)體器件的電性質(zhì)，該鍵合焊盤是形成于半導(dǎo)體晶片上的 半導(dǎo)體芯片的外部端子。由于這樣的檢查步驟，向焊盤添加的外力(沖擊)在焊盤以下的 絕緣膜中弓I起裂縫從而降低了半導(dǎo)體器件的可靠性。例如，日本專利待審公開號2007-123546 (專利文獻1)公開了一種半導(dǎo)體器件，該 半導(dǎo)體器件在鋁(Al)焊盤與銅(Cu)布線之間包括IOOnm或者更多的鈦(Ti)作為阻擋金 屬，由此防止銅滲入鋁焊盤中。另外，例如日本專利待審公開號2003-179059 (專利文獻2)公開了一種半導(dǎo)體器 件，該半導(dǎo)體器件在布線焊盤部分中具有通過交替地和重復(fù)地層疊兩對或者更多對的層來 形成的阻擋膜，其中一對包括氮化鉭(TaN)層和鉭(Ta)層，而另一對包括氮化鈦(TiN)層 和鈦層。結(jié)果可以改進布線焊盤部分中的阻擋膜的阻擋性質(zhì)和強度及其可靠性。另外，例如日本專利待審公開號2003-31575 (專利文獻3)針對銅焊盤上的鋁焊盤 的結(jié)構(gòu)公開了一種將連接銅通路嵌入連接通路開孔以使臺階部分基本上變平的技術(shù)。結(jié)果 可以使用于形成鋁焊盤的鋁膜變薄。因此可以更容易進行其生產(chǎn)并且可以防止銅焊盤的氧 化。[專利文獻1]日本專利待審公開號2007-123546[專利文獻2]日本專利待審公開號2003-179059[專利文獻3]日本專利待審公開號2003-03157
發(fā)明內(nèi)容
近年來，為了減少半導(dǎo)體芯片的面積，元件和布線已經(jīng)傾向于布置于焊盤以下。結(jié) 果在探針檢查時已經(jīng)出現(xiàn)如何防止裂縫出現(xiàn)于焊盤以下的絕緣層中這一重要問題。因此， 當(dāng)在焊盤以下布置元件等時越來越需要使用與緊接焊盤以下的布線層相同的材料來形成 應(yīng)力吸收層或者使用彈性模數(shù)比SiO2更高并且不容易塑性地變形的鎢(W)或者用具有高 熔點的金屬來進行加固。然而根據(jù)本發(fā)明的發(fā)明人的考察，當(dāng)應(yīng)力吸收層緊接地形成于具有與布線層相同 的金屬(鋁或者銅)的焊盤以下時，探針在焊盤上的沖擊使應(yīng)力吸收層塑性地變形。因此，裂縫出現(xiàn)于布線層中的絕緣層中并且擴展至下層。另外，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)即使當(dāng)使用 鎢或者高熔點金屬作為加固層時仍然有以下問題。首先在其中(鋁或者銅的)布線層緊接 地位于鎢或者高熔點金屬以下的結(jié)構(gòu)中，由于布線層的塑性變形，所以裂縫出現(xiàn)于鎢或者 高熔點金屬中并且擴展至較低層。緊接在下方的布線層的寬度越寬，塑性變形就變得越大。 在其中尺寸與焊盤基本上相同(30至ΙΟΟμπι)的情況下，裂縫變得特別明顯。其次，如果有 包含鎢的部分和不含鎢的部分，則裂縫出現(xiàn)于其分界面中并且擴展至下層。第三，當(dāng)厚地形 成具有高應(yīng)力的鎢時，鎢由于應(yīng)力本身而剝落。另一方面，在芯片以內(nèi)的包括焊盤以下部分的整個區(qū)域中，普遍的是在各布線層 的布線圖案的密度低的部分中布置由布線材料形成的虛圖案以將圖案占用比調(diào)節(jié)至某一 水平或者更高。其原因在于如果存在低占用區(qū)域，則在CMP(化學(xué)和機械拋光)工藝期間出 現(xiàn)高占用區(qū)域與低占用區(qū)域之間的差異，由此在高于該區(qū)域的層中引起光刻聚焦移位。當(dāng)未在焊盤以下緊接地布置元件或者布線時，由于上述目的而可設(shè)想虛圖案可以 緊接地布置于焊盤以下。然而根據(jù)考察，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)緊接在焊盤以下也有虛圖案時，在 探針在焊盤上有沖擊時，虛圖案(布線材料)塑性地變形而在絕緣層中引起裂縫，并且裂縫 擴展至下層。如上所述，當(dāng)在布線層中的絕緣膜中有裂縫時，水經(jīng)過裂縫進入，從而降低器件和 布線的可靠性。另外，由于在封裝之后的熱應(yīng)力而向接線鍵合和塊應(yīng)用力，這可能引起焊盤 部分剝落并且它的線路斷開的問題，該裂縫部分為起點。這樣的裂縫和剝落問題在使用具有低機械強度的低介電常數(shù)的膜(低k膜)作為 用于布線層的絕緣膜時變得明顯。另一方面，作為一種用于抑制或者防止上述裂縫的方法，在探針檢查過程期間降 低探針的針壓力。然而當(dāng)降低針的壓力時，在探針與焊盤之間的接觸電阻變得更大。由于 不能正確地測量半導(dǎo)體器件的電性質(zhì)，所以降低了半導(dǎo)體的可靠性。鑒于上述，本發(fā)明的目的在于提供一種用于抑制或者防止由向半導(dǎo)體器件的外部 端子添加的外力而引起的在外部端子下面的絕緣膜中生成裂縫的技術(shù)。本發(fā)明的上述和其它目的及新穎特征將根據(jù)下文描述和附圖變得清楚。在本申請中公開的本發(fā)明中的有代表性的發(fā)明將簡潔地概括如下。該半導(dǎo)體器件包括布線層和連接層，這些布線層和連接層交替地和重復(fù)地層疊以 便覆蓋半導(dǎo)體襯底的主表面，各布線層具有導(dǎo)體圖案和用于導(dǎo)體圖案之間絕緣的層間絕緣 膜，各連接層具有用于耦合不同布線層中的導(dǎo)體圖案的連接導(dǎo)體件和用于連接導(dǎo)體件之間 絕緣的層間絕緣膜。布線層中的頂部布線層具有由導(dǎo)體圖案形成的外部端子和覆蓋外部端 子的保護絕緣膜，外部端子包括以鋁為主要成分的導(dǎo)體，保護絕緣膜具有用于允許外部端 子的部分暴露的開口，外部端子具有在從保護絕緣膜的開口暴露的部分區(qū)域中的探針接觸 區(qū)域。導(dǎo)體圖案在比布線層中的頂部布線層低一層的布線層中未布置于與探針接觸區(qū)域在 平面中交疊的部分中。阻擋導(dǎo)體膜布置于外部端子與下面的層間絕緣膜之間，阻擋導(dǎo)體膜 包括以鈦為主要成分的第一阻擋導(dǎo)體膜和以氮化鈦為主要成分的第二阻擋導(dǎo)體膜的層疊 膜，分別地，第一阻擋導(dǎo)體膜布置成在一側(cè)上與層間絕緣膜接觸，并且第二阻擋導(dǎo)體膜布置 成在一側(cè)上與外部端子接觸。第一阻擋導(dǎo)體膜在豎直方向上的厚度大于第二阻擋導(dǎo)體膜的 厚度。
在本申請中公開的本發(fā)明中的有代表性的發(fā)明所獲得的有利效果將簡潔地概括 如下。也就是說，變得有可能抑制或者防止由向半導(dǎo)體器件的外部端子添加的外力而引 起的在外部端子下面的絕緣膜中生成裂縫。


圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例1的半導(dǎo)體器件的主要部分的平面圖；圖2是示出了半導(dǎo)體器件的主要部分的橫截面圖，該示了沿著圖1的平面圖 中的線Al-Al取得的并且在箭頭方向上查看的橫截面；圖3是部分地示出了圖2中的主要部分的放大橫截面圖；圖4是部分地示出了圖3中的主要部分的放大橫截面圖；圖5是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例1的另一半導(dǎo)體器件的主要部分的平面圖；圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例1的又一半導(dǎo)體器件的主要部分的平面圖；圖7是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例2的半導(dǎo)體器件的主要部分的平面圖；圖8是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例2的半導(dǎo)體器件的主要部分的橫截面圖；圖9是部分地示出了圖8中的主要部分的放大截面圖；圖10是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例3的半導(dǎo)體器件的主要部分的橫截面圖；圖11是部分地示出了圖10中的主要部分的放大橫截面圖；圖12是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例4的半導(dǎo)體器件的主要部分的橫截面圖；圖13是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例5的半導(dǎo)體器件的主要部分的橫截面圖；圖14是示出了根據(jù)本發(fā)明實施例6的半導(dǎo)體器件的主要部分的平面圖；并且圖15是示出了半導(dǎo)體器件的主要部分的橫截面圖，該示了沿著圖14的平面 圖中的線Al-Al取得的并且在箭頭方向上查看的橫截面。
具體實施例方式在下述實施例中，為求便利，如果必要則可以將主題內(nèi)容劃分成多個章節(jié)或者多 個實施例進行描述。這些多個章節(jié)或者實施例除非另有明示則并非相互獨立而是一個實施 例為另一實施例的部分或者全部的修改、例子、具體或者補充描述這樣的關(guān)系。在下述實施 例中，當(dāng)提及要素數(shù)目(包括數(shù)字、值、數(shù)量和范圍)時，除非另有明示或者在原理上清楚的 是數(shù)目不限于具體數(shù)目的情況，則要素數(shù)目不限于具體數(shù)目而是可以大于或者少于具體數(shù) 目。另外在下述實施例中，無需贅言的是除非另有明示或者在原理上清楚的是其為必需的 情況，則組成要素(包括要素步驟)并非總是必需。類似地，在下述實施例中，當(dāng)提及組成 要素的形狀或者位置關(guān)系時，除非另有明示或者在原理上全然不同的情況下則也涵蓋與它 基本上類似或者相似的形狀或者位置關(guān)系。這也適用于上述值和范圍。另外在用于描述實 施例的所有附圖中，具有相似功能的元件將由相同標(biāo)號標(biāo)識并且將省略其重復(fù)描述。現(xiàn)在 下文將基于附圖具體地描述本發(fā)明的實施例。(實施例1)圖1是示出了根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件的主要部分的平面圖。圖2 是示出了半導(dǎo)體器件的主要部分的橫截面圖，該示了沿著圖1的平面圖中的線Al-Al 取得的并且在箭頭方向上查看的橫截面。在根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件之中，這些圖示出了如下焊盤(外部端子)PDl的外圍部分，用于電性質(zhì)測試的探測和接線鍵合被施加于該焊 盤。另外，圖3是焊盤PDl的外圍部分的主要部分的放大橫截面圖，而圖4是示出了圖3的 主要部分PlOO的放大橫截面圖。參照圖1至圖4，將具體地說明實施例1的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，在實施例1的硅襯底(半導(dǎo)體襯底)1的主表面Sl 上形成半導(dǎo)體元件，該元件包括具有MIS (金屬絕緣體半導(dǎo)體)結(jié)構(gòu)的場效應(yīng)晶體管(FET) Q0場效應(yīng)晶體管Q分別由具有淺溝槽(ST)結(jié)構(gòu)的分離體2絕緣。另外以交替和重復(fù)層疊的方式形成布線層ML、Ml、M2、M3、M4、M5、MH和連接層VL、 VI、V2、V3、V4、V5、VH，這些層覆蓋硅襯底1的包括場效應(yīng)晶體管Q的主表面si。也就是， 最低連接層VL直接布置于硅襯底1的主表面si之上。最下布線層ML布置于連接層VL之 上。然后在布線層ML之上依次布置第一連接層VI、第一布線層Ml、第二連接層V2、第二布 線層M2、第三連接層V3、第三布線層M3、第四連接層V4、第四布線層M4、第五連接層V5和第 五布線層M5。最后依次布置頂部連接層VH和頂部布線層MH。各布線層ML、M1至M5和MH具有所需布線形式的導(dǎo)體圖案3和用于導(dǎo)體圖案3之 間絕緣的層間絕緣膜4。另外，各連接層VL、V1至V5和VH具有通路塞(連接導(dǎo)體件)5和 用于通路塞5之間絕緣的層間絕緣膜4，這些通路塞用于不同布線層ML、Ml至M5和MH中 的導(dǎo)體圖案3之間的連接。例如，第三布線層M3的傳導(dǎo)圖案3通過第四連接層V4的通路 塞5來與第四布線層M4的傳導(dǎo)圖案4電耦合。此外，最低連接層VL適于將最低布線層ML 的導(dǎo)體圖案3與場效應(yīng)晶體管Q電耦合。最低連接層VL的連接導(dǎo)體件具體地稱為“接觸塞 5L”。另外，層間絕緣膜4包括以氧化硅或者低k材料為主要成分的絕緣膜。低k材料是 相對介電常數(shù)比氧化硅的相對介電常數(shù)更低的材料，并且它例如包括碳氧化硅(SiOC)等。 即使當(dāng)使用低k材料作為層間絕緣膜4時仍然更優(yōu)選的是對于頂部連接層VH、第五布線 層M5和第五連接層V5中的層間絕緣膜4，使用機械強度高于低k材料的絕緣膜(例如氧化 硅膜)，并且低k材料用于其它連接層和布線層的層間絕緣膜4。結(jié)果可以防止低k材料因 封裝的應(yīng)力而受損。另外可以在各布線層ML、Ml至M5、MH與各連接層VL、Vl至V5、VH之 間的邊界部分中提供阻擋絕緣膜6。阻擋絕緣膜6例如可以包括以氮碳化硅為主要成分的 絕緣膜。就此而言，在布線層ML、Ml至M5和MH之中，頂部布線層MH的傳導(dǎo)圖案3是外部 鍵合接線耦合到的、且用于電性質(zhì)測試的探針PRB所接觸到的焊盤PD1。在頂部布線層MH 中，焊盤PDl由保護絕緣膜7部分地覆蓋。保護絕緣膜7例如由層疊結(jié)構(gòu)形成，該結(jié)構(gòu)包括 氧化硅膜、沉積于其上的氮化硅膜和進一步沉積于其上的聚酰亞胺樹脂膜。就此而言，保護 絕緣膜7具有允許暴露部分焊盤PDl的開口 OPl。在開口 OPl，焊盤PDl的一部分暴露部分 具有用于接線鍵合的接線接觸區(qū)域WA和用于電性質(zhì)測試的探針接觸區(qū)域PA。就此而言，探針區(qū)域PA代表實施例1的半導(dǎo)體器件的焊盤PDl上的如下區(qū)域。也 就是說，它是焊盤PDl上的如下部分，該部分具有探針標(biāo)記(比如焊盤PDl本身的凹陷或者 凸起部分)作為如下標(biāo)記，這些標(biāo)記表明探針PRB已經(jīng)與焊盤PDl接觸。根據(jù)本發(fā)明人的 考察，探針標(biāo)記具有IOym或者更大的寬度。無需贅言，探針標(biāo)記的尺寸不超過焊盤PDl的 暴露部分(保護絕緣膜7的開口 0P1)的尺寸。
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包括頂部布線層MH的導(dǎo)體圖案3的焊盤PDl包括以鋁作為主要成分的導(dǎo)體。另 外，阻擋導(dǎo)體膜BMa布置于焊盤PDl與緊接下方的頂部連接層VH的層間絕緣膜4之間。將 參照另一附圖具體地說明焊盤PDl下面的阻擋導(dǎo)體膜BMa的結(jié)構(gòu)。另外，在與焊盤PDl的 上表面上的保護絕緣膜7的界面中形成阻擋導(dǎo)體膜BM。根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，除了頂部布線層MH的焊盤PDl之外的布線層ML和 Ml至M5的導(dǎo)體圖案3包括以銅為主要成分的導(dǎo)體。另外，將最低布線層ML的導(dǎo)體圖案3與形成于硅襯底1的主表面si上的場效應(yīng) 晶體管Q電耦合的最低連接層VL的接觸塞5L包括以高熔點金屬為主要成分的導(dǎo)體。具有 高熔點的金屬的例子為鎢。另外，阻擋導(dǎo)體膜一體地布置于最低連接層VL的接觸塞5L的 的側(cè)面上(作為與層間絕緣膜4的邊界)和其底面上(作為與場效應(yīng)晶體管Q的邊界)。 阻擋導(dǎo)體膜具有使鎢生長的功能和增強布線與絕緣膜之間密切接觸的功能。這樣的阻擋導(dǎo) 體膜例如包括氮化鈦。另外，頂部通路塞(頂部連接導(dǎo)體件)5H具有與上述接觸塞5L的結(jié)構(gòu)相同的結(jié) 構(gòu)，該頂部通路塞為頂部連接層VH的如下通路塞5，該通路塞電耦合作為頂部布線層MH的 導(dǎo)體圖案3的焊盤PDl與作為緊接下方的布線層的第五布線層M5的導(dǎo)體圖案5。也就是 說，頂部連接層VH的頂部通路塞5H例如包括以鎢為主要成分的導(dǎo)體并且在其側(cè)面和底面 上具有包含氮化鈦的阻擋導(dǎo)體膜BMb。根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，除了最低連接層VL的接觸塞5L和頂部連接層VH的 頂部通路塞5H之外的連接層Vl至V5的通路塞5包括以銅為主要成分的導(dǎo)體。通路塞5 在它的側(cè)面和底面上具有例如包含鉭或者氮化鉭的阻擋導(dǎo)體膜BMc。就此而言，通過所謂的 大馬士革(單大馬士革、雙大馬士革)方法形成包含銅的導(dǎo)體圖案3或者通路塞5，其中孔 (通孔、布線孔或者二者)形成于層間絕緣膜4中并且銅嵌入其中。根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，在布線層ML、Ml至M5和MH之中，在頂部布線層MH 下面的布線層(即第五布線層M5)中，導(dǎo)體圖案3未形成于在平面中與探針接觸區(qū)域PA交 疊的部分中。換而言之，層間絕緣膜4獨自形成于第五布線層M5的相關(guān)區(qū)域中。利用這一 布置可以獲得如下效果。當(dāng)導(dǎo)體布置于探針接觸區(qū)域PA以下的布線層中時，整個布線層往往因探測壓力 而塑性地變形。由于它的應(yīng)變而在層間絕緣膜4中容易生成裂縫。例如在布線層具有包含 銅的導(dǎo)體圖案3的情況下，當(dāng)這樣的裂縫到達導(dǎo)體圖案時銅可能被氧化。結(jié)果出現(xiàn)導(dǎo)體圖 案3的短路或者開路，從而引起性質(zhì)惡化。另一方面，根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，如上所述，在頂部布線層MH的焊盤PDl下 面的第五布線層M5中，導(dǎo)體圖案3未布置于探針接觸區(qū)域PA以下。因而可以減少在探測 期間的塑性變形，由此抑制裂縫生成。另外即使當(dāng)出現(xiàn)裂縫時，通過在探針接觸區(qū)域以下的 第五布線層M5中未布置包含銅的導(dǎo)體圖案3仍然可以抑制因?qū)w圖案3等的氧化引起的 性質(zhì)惡化。根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，更優(yōu)選的是在頂部布線層MH下面的第五布線層M5 的較高連接層和較低連接層(即頂部連接層VH和第五連接層V5)中，在與探針接觸區(qū)域PA 在平面中交疊的部分中未布置通路塞5。這是因為通過如在以上第五布線層M5的導(dǎo)體圖案 3的情況下一樣在與焊盤PDl接近的連接層的探針接觸區(qū)域PA以下未布置包含銅的通路塞5，可以減少在探測期間的塑性變形，并且可以抑制裂縫生成。為了概括上文，根據(jù)實施例1 的半導(dǎo)體器件，在頂部布線層MH的焊盤PD1下面的頂部連接層VH、第五布線層M5和第五連 接層V5中，更優(yōu)選的是在探針接觸區(qū)域PA以下未布置包含銅的導(dǎo)體圖案3和通路塞5。如上所述，通過在焊盤PD1之上的探針接觸區(qū)域PA以下不布置銅布線，變得有可 能抑制塑性變形和裂縫出現(xiàn)。根據(jù)本發(fā)明人的考察，可以通過在探針接觸區(qū)域PA以下的豎 直方向上持續(xù)1 P m或者更多未布置包含銅的導(dǎo)體圖案3和通路塞5來獲得上述效果。也 就是說，更優(yōu)選的是如上所述，頂部布線層MH下面的第五布線層M5以及上層(即頂部連接 層VH)和下層(即第五連接層V5)在探針接觸區(qū)域PA以下沒有傳導(dǎo)圖案3和通路塞5，并 且同時在豎直方向上的膜厚度總和為1 P m或者更大。其原因在于當(dāng)無銅圖案的1 P m或者 更多的層間絕緣膜4布置于探針接觸區(qū)域PA以下時，即使下層中的銅塑性地變形，仍然可 以抑制裂縫生成。就此而言，豎直方向為與硅襯底1的主表面si垂直的方向并且為布線 層ML、M1至M5、MH和連接層VL、V1至V5、VH的膜厚度方向。另外根據(jù)本發(fā)明人的考察，從 處理準(zhǔn)確度等方面來看希望頂部連接層VH、第五布線層M5和第五連接層V5的厚度總和為 3.5i!m或者更小。為了概括上文，為了實現(xiàn)上述效果，希望在探針接觸區(qū)域PA以下無導(dǎo)體 圖案3和通路塞5的頂部連接層VH、第五布線層M5和第五連接層V5的膜厚度總和為1 P m 或者更大、但是為3. 5 y m或者更小。如上所述，已經(jīng)說明在焊盤PD1之中在探針接觸區(qū)域PA以下的如下結(jié)構(gòu)，在該結(jié) 構(gòu)中導(dǎo)體圖案未布置于第五布線層M5等中。根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，在PD1的從保護 絕緣膜7暴露的部分以下更優(yōu)選的是導(dǎo)體圖案3未布置于第五布線層M5等中。也就是說， 在頂部布線層MH下面的第五布線層M5中，在與保護絕緣膜7的開口 0P1在平面中交疊的 部分中未提供導(dǎo)體圖案3。這是因為如上所述，在接近焊盤PD1的第五布線層M5中通過不 布置包含銅的導(dǎo)體圖案3可以進一步抑制塑性變形出現(xiàn)。結(jié)果可以抑制在層間絕緣膜4中 生成裂縫。由于相同原因，更優(yōu)選的是通路塞5未布置于第五布線層M5的上層(即頂部連 接層VH)和第五布線層M5的下層(即第五連接層V5)中的相關(guān)區(qū)域中。另外在焊盤PD1的底部(作為布置于與較高連接層VH的界面中的阻擋導(dǎo)體膜 BMa)，實施例1的半導(dǎo)體器件具有如下結(jié)構(gòu)。也就是說，在焊盤PD1的底部布置的阻擋導(dǎo)體 膜BMa包括第一阻擋導(dǎo)體膜bml (包括以鈦為主要成分的導(dǎo)體)和第二阻擋導(dǎo)體膜bm2 (包 括以氮化鈦為主要成分的導(dǎo)體)的層疊膜。具體而言，第一阻擋導(dǎo)體膜bml布置于第二阻 擋導(dǎo)體膜bm2以下。換而言之，第一阻擋導(dǎo)體膜bml布置成在一側(cè)上與頂部連接層VH的層 間絕緣膜4接觸，而第二阻擋導(dǎo)體膜bm2布置成在一側(cè)上與焊盤PD1接觸。另外，在根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件的焊盤PD1以下的阻擋導(dǎo)體膜BMa中，關(guān)于在 豎直方向上的膜厚度，包含鈦的第一阻擋導(dǎo)體膜bml的膜厚度tl大于包含氮化鈦的第二阻 擋導(dǎo)體膜bm2的膜厚度t2。常規(guī)上，作為包含鋁的焊盤的阻擋導(dǎo)體膜，為了防止與在下層中 接觸的金屬(在這一情況下為頂部通路塞5H的鎢)的反應(yīng)，選擇以厚氮化鈦為主要成分的 阻擋導(dǎo)體膜。另外為了保證氮化鈦與下層金屬之間的密切接觸和電連接，在其間中形成薄 鈦。另一方面，根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，主要厚地形成鈦。然后，氮化鈦形成于其 上以產(chǎn)生布置于焊盤PD1以下的阻擋導(dǎo)體膜BMa。后文將具體地說明其原因。根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，通過允許布置于焊盤PD1以下的阻擋導(dǎo)體膜BMa具有上述結(jié)構(gòu)，可以獲得如下效果。也就是說，在通過使探針PRB與焊盤PD1的探針接觸區(qū)域 PA接觸來進行的電性質(zhì)測試期間，在焊盤PD1以下的層間絕緣膜4中抑制裂縫生成。其原 因如下。根據(jù)本發(fā)明人的考察發(fā)現(xiàn)當(dāng)比較鈦和氮化鈦時，氮化鈦具有包括柱狀晶體的更 小晶粒。另一方面，鈦具有不含柱狀晶體的更大晶粒(下文稱為“粒狀晶體”)。具體而言， 發(fā)現(xiàn)如圖4中所示，形成作為第二阻擋導(dǎo)體膜bm2的氮化鈦使得柱沿著膜厚度方向升起。因 此發(fā)現(xiàn)裂縫傾向于因探測時在豎直方向上的壓力而通過顆粒邊界出現(xiàn)。另一方面，發(fā)現(xiàn)作 為第一阻擋導(dǎo)體膜bml的鈦包括在膜厚度方向上具有少數(shù)顆粒邊界的粒狀晶體。同樣關(guān)于 探測時在豎直方向上的壓力，裂縫較少可能出現(xiàn)。根據(jù)這一方面，作為阻擋傳導(dǎo)膜BMa，包含 鈦的第一阻擋導(dǎo)體膜bml制作得越厚，在探測期間的防裂縫性質(zhì)就可能越佳。然而為了抑 制在鈦(第一阻擋導(dǎo)體膜bml)與鋁(焊盤PD1)之間的反應(yīng)，更優(yōu)選地在其間布置氮化鈦 (第二阻擋導(dǎo)體膜bm2)。在這一情況下，由于上述原因，氮化鈦的膜厚度越大，在探測期間 的防裂縫性質(zhì)就變得越差。因此在實施例1的半導(dǎo)體器件中，變得有可能通過使用如下第一阻擋導(dǎo)體膜bml 作為向其施加探測的焊盤PD1下面的阻擋導(dǎo)體膜BMa的主要成分來抑制裂縫生成，該第一 阻擋導(dǎo)體膜bml包含形式為粒狀晶體的具有更大晶粒的鈦。換而言之，根據(jù)實施例1的半 導(dǎo)體器件，通過主要使用包含形式為粒狀晶體的鈦的第一阻擋傳導(dǎo)膜bml而不是通過使用 包含形式為柱狀晶體的氮化鈦的第二阻導(dǎo)體膜bm2來抑制裂縫生成。此外如上所述，根據(jù) 實施例1的半導(dǎo)體器件，為了抑制在鈦與鋁之間的反應(yīng)，包含氮化鈦的第二阻擋導(dǎo)體膜bm2 布置于包含鈦的第一阻擋導(dǎo)體膜bml與包含鋁的焊盤PD1之間。如上所述，根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，在焊盤PD1以下的阻擋導(dǎo)體膜BMa中主 要提供包含形式為粒狀晶體的鈦的第一阻擋導(dǎo)體膜bml而不是包含傾向于有裂縫的形式 為柱狀晶體的氮化鈦的第二阻擋導(dǎo)體膜bm2。結(jié)果即使當(dāng)在焊盤PD1的探測期間施加應(yīng)力 時，仍然變得有可能實現(xiàn)如下結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中在下層中的層間絕緣膜4等中不容易生成 裂縫。另外根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，如上所述，包含銅的導(dǎo)體圖案3未布置于探針接觸 區(qū)域PA以下的第五布線層M5等中。因此提供如下結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中在探測期間壓力不容 易引起塑性變形，從而抑制裂縫生成。另外利用這一結(jié)構(gòu)，即使出現(xiàn)裂縫，它仍然不容易到 達導(dǎo)體圖案3，這抑制布線的短路或者開路出現(xiàn)。因此根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件可以改進 探針阻抗性質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明人的進一步考察，在實施例1的半導(dǎo)體器件的阻擋導(dǎo)體膜BMa中發(fā)現(xiàn) 通過允許包含晶粒大并且較少可能有裂縫的鈦的第一阻擋導(dǎo)體膜bml的膜厚度tl為包含 形式為柱狀晶體并且可能有裂縫的氮化鈦的第二阻擋導(dǎo)體膜bm2的膜厚度的至少兩倍大， 上述效果變得更明顯。另外發(fā)現(xiàn)通過允許包含鈦的第一阻擋導(dǎo)體膜bml的膜厚度tl為 20nm或者更大，上述效果變得更明顯。就此而言，為了抑制在包含鈦的第一導(dǎo)體膜bml與 包含鋁的焊盤PD1之間的反應(yīng)，希望包含氮化鈦的第二導(dǎo)體膜bm2的膜厚度為5nm或者更 大。另外更優(yōu)選的是，第一阻擋導(dǎo)體膜bml和第二阻擋導(dǎo)體膜bm2在豎直方向上的厚度總 和(即阻擋導(dǎo)體膜BMa的膜厚度)為200nm或者更小。這是因為焊盤PD1的主要成分為低 電阻的鋁，根據(jù)密切接觸性質(zhì)和反應(yīng)抑制這些方面引入的阻擋導(dǎo)體膜BMa具有比鋁的電阻 更高的電阻，并且優(yōu)選的是阻擋導(dǎo)體膜BMa沒有太厚。
另外如先前所述，在硅襯底1的主表面si上形成場效應(yīng)晶體管Q作為半導(dǎo)體元 件。根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，具體而言甚至在與焊盤PD1在平面上交疊的位置處在硅 襯底的主表面si上，更優(yōu)選的是形成場效應(yīng)晶體管Q作為半導(dǎo)體元件。其原因在于通過在 焊盤PD1以下的區(qū)域中也布置場效應(yīng)晶體管Q，可以有效地使用硅襯底1的表面上的空間， 從而提高集成度。就此而言，裂縫傾向于在探測期間具體出現(xiàn)于焊盤PD1下部的探針接觸區(qū)域PAT 部中。因此，如果可能則不應(yīng)當(dāng)在相關(guān)區(qū)域的硅襯底1上布置半導(dǎo)體元件。然而根據(jù)實施 例1的半導(dǎo)體器件，如上所述，可以抑制裂縫在探針接觸區(qū)域PA以下生成。因此即使半導(dǎo) 體元件布置于焊盤PD1以下，上述問題仍然較少可能出現(xiàn)。因此，實施例1的半導(dǎo)體器件還 可以有效地應(yīng)用于如下結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中場效應(yīng)晶體管Q甚至布置于焊盤PD1以下的硅襯 底1上。另外根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，在從具有焊盤PD1的頂部布線層MH起的第二較 低層布線層(即第四布線層M4)中布置的導(dǎo)體圖案3中，更優(yōu)選的是在與探針接觸區(qū)域PA 在平面中交疊的區(qū)域中布置布線寬度為2 u m或者更小的導(dǎo)體圖案3。換而言之，關(guān)于第四 布線層M4，更優(yōu)選的是布置于探針接觸區(qū)域PA以下的導(dǎo)體圖案3的布線寬度為2 y m或者 更小。下文將說明原因。第四布線層M4設(shè)置得比第五布線層M5更遠離焊盤PD1。因此它比第五布線層M5 更少可能塑性地變形。即使這樣，如果探針PRB的針壓力高，則第四布線層M4仍然塑性地變 形并且可能在層間絕緣膜M4中有裂縫。因此如上所述，關(guān)于第四布線層M4，在焊盤PD1的 探針接觸區(qū)域PA以下緊接地布置的導(dǎo)體圖案3的寬度限于2 u m或者更小。以這一方式， 進一步抑制塑性變形，并且變得有可能在更高針壓力使探針PRB與焊盤PD1接觸，從而進一 步穩(wěn)定探針檢查。實施例1的半導(dǎo)體器件的焊盤PD1在平面中的形狀也不限于圖1中所示形狀，并 且它可以是圖5和圖6的重要部分的平面圖中所示形狀之一。圖5是示出了焊盤PD1的主要部分的平面圖，其中接線接觸區(qū)域WA和探針接觸區(qū) 域PA部分地交疊。利用這樣的結(jié)構(gòu)，可以減少焊盤PD1占用的平面面積，并且可以以更高 集成度地實現(xiàn)半導(dǎo)體器件的更高性能。上述實施例1的半導(dǎo)體器件的技術(shù)也可以類似地有 效應(yīng)用于這樣的半導(dǎo)體器件。圖6是示出了焊盤PD1的主要部分的平面圖，該焊盤在平面中在覆蓋焊盤PD1的 保護絕緣膜7中具有突出部分ptl作為用于兩個區(qū)域之間邊界的標(biāo)記，從而可以在視覺上 區(qū)分接線接觸區(qū)域WA和探針接觸區(qū)域PA。利用這一結(jié)構(gòu)，有可能設(shè)計用于在探針檢查時實 現(xiàn)探測的探針接觸區(qū)域PA和用于連接鍵合接線的接線連接區(qū)域WA而不讓它們相互干擾。 例如，如果鍵合接線連接到因探測而變得粗糙的焊盤PD1的表面，則密切接觸和連接的狀 態(tài)惡化。然而利用其中探針接觸區(qū)域PA較少可能與接線連接區(qū)域WA交疊的上述結(jié)構(gòu)，可 以改進半導(dǎo)體器件的性質(zhì)。(實施例2)現(xiàn)在參照圖7至圖9將說明實施例2的半導(dǎo)體器件。圖7是示出了根 據(jù)實施例2的半導(dǎo)體器件的主要部分的平面圖。圖7示出了實施例2的半導(dǎo)體器件之中的 用于實現(xiàn)電性質(zhì)測試的探測和接線鍵合的焊盤(外部端子)PD2的外圍部分。圖8是示出 了焊盤PD2的外圍部分的放大橫截面圖，而圖9是示出了圖8的主要部分p200的放大橫截面圖。參照圖7至圖9將具體地說明實施例2的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。除了如下各點之外，實施例2的半導(dǎo)體器件具有與實施例1的半導(dǎo)體器件中基本 上相同的結(jié)構(gòu)和由此獲得的效果。根據(jù)實施例2的半導(dǎo)體器件，頂部通路塞(頂部連接導(dǎo)體件)5H具有如下結(jié)構(gòu)，該 頂部通路塞為頂部連接層VH的如下通路塞5，該通路塞用于電耦合頂部布線層MH的焊盤 PD2與頂部布線層MH下面的第五布線層M5的導(dǎo)體圖案3。也就是說，根據(jù)實施例2的半導(dǎo) 體器件，形成頂部通路塞5H以便將與頂部布線層MH的阻擋導(dǎo)體膜BMa和焊盤PD2的材料 相同的材料嵌入連接孔CH (接觸孔或者通孔)。就此而言，連接孔CH是從與焊盤PD2接觸 的上表面到與導(dǎo)體圖案3接觸的下表面穿過頂部連接層VH的層間絕緣膜4的連接孔。根據(jù)制造實施例2的半導(dǎo)體器件的步驟，通過嵌入包括上述連接孔CH的頂部連接 層VH的上表面，依次形成阻擋導(dǎo)體膜BMa和焊盤PD2 (導(dǎo)體圖案3)。然后通過光刻方法等 進行圖案化以形成包括所需形狀的導(dǎo)體圖案3的焊盤PD2。例如當(dāng)通過濺射等將鋁形成為焊盤PD2以便完全地嵌入連接孔CH的內(nèi)部時，有必 要將連接孔CH的直徑設(shè)置得相對地大。例如，與其中應(yīng)用通過大馬士革方法形成鎢的情況 下的作為根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件的頂部通路塞5H相比，其中應(yīng)用通過濺射來形成的鋁 的情況下作為實施例2的半導(dǎo)體的頂部通路塞5H，連接孔CH的直徑更大。另一方面，根據(jù)實施例2的半導(dǎo)體器件，如上所述，可以共同地形成頂部連接層VH 的頂部通路塞5和頂部布線層MH的焊盤PD2，從而簡化制造工藝。制造工藝的簡化減少了 制造成本，由此提高生產(chǎn)量。在實施例2的頂部通路塞5H的情況下，焊盤PD2較低部的阻擋導(dǎo)體膜BMa也一體 地布置于頂部連接層VH的連接孔CH的壁面上。也就是說，在連接孔CH的底部，阻擋導(dǎo)體 膜BMa與第五布線層M5的導(dǎo)體圖案3接觸。就此而言，如在實施例1的半導(dǎo)體器件的情況 下說明的那樣，阻擋導(dǎo)體膜BMa包括層疊的層膜，該層膜從下方包括包含鈦的第一阻擋導(dǎo) 體膜bml和包含氮化鈦的第二阻擋導(dǎo)體膜bm2。因此在這一狀態(tài)下，包含鈦的第一阻擋導(dǎo)體 膜bml與包含銅的導(dǎo)體圖案3接觸。然而已知鈦與銅反應(yīng)，這增加在接觸部分的電阻。因而，實施例2的半導(dǎo)體器件的阻擋導(dǎo)體膜BMa在第一阻擋導(dǎo)體膜bml的又一較 低層中具有第三阻擋導(dǎo)體膜bm3，該膜包括以氮化鈦為主要成分的導(dǎo)體。如上所述，一體地 形成實施例2的阻擋導(dǎo)體膜BMa，該膜從焊盤PD2以下覆蓋至頂部連接層VH的連接孔CH的 內(nèi)部。因此通過布置上述第三阻擋導(dǎo)體膜bm3，在連接孔Ch的底部，包含氮化鈦的第三阻擋 導(dǎo)體膜bm3防止包含鈦的第一阻擋導(dǎo)體膜1與包含銅的第三導(dǎo)體圖案接觸。因此可以抑制 在鈦與銅之間的反應(yīng)。如參照圖1至圖4說明的那樣，在實施例1的半導(dǎo)體器件中，關(guān)于在探針檢查期間 的壓力，阻擋導(dǎo)體膜BMa具有抑制裂縫生成的效果。同樣在實施例2的半導(dǎo)體器件中，焊盤 PD2以下的阻擋導(dǎo)體膜BMa具有包含形式為柱狀晶體的氮化鈦的第三阻擋導(dǎo)體膜bm3。當(dāng) 它的膜厚度小于包含鈦的第一阻擋導(dǎo)體膜bml的膜厚度時，可以使相似效果明顯。另外，在焊盤PD4的探針接觸區(qū)域PA以下更優(yōu)選的是第一阻擋導(dǎo)體膜bml的厚度 為第三阻擋導(dǎo)體膜bm3的厚度的至少兩倍大。同時更優(yōu)選的是第三阻擋導(dǎo)體膜bm3的厚度 為5nm或者更大。其原因與在第一實施例中參照第二阻擋導(dǎo)體膜bm2來設(shè)置第一阻擋導(dǎo)體 膜bml的膜厚度條件的原因相同。另外，其它膜厚度條件與實施例1中相同，并且將省略對其的重復(fù)描述。根據(jù)實施例2的半導(dǎo)體器件，第一阻擋導(dǎo)體膜bml、第二阻擋導(dǎo)體膜bm2和 第三阻擋導(dǎo)體膜bm3的膜厚度總和為200nm或者更小。這樣的膜厚度條件可以使提高探針 阻抗的效果明顯。因此只要該條件至少應(yīng)用于焊盤PD4的探針接觸區(qū)域PA以下的阻擋導(dǎo) 體膜BMa就令人滿意。利用實施例2的半導(dǎo)體器件的上述結(jié)構(gòu)，在探測期間抑制裂縫生成，從而提高生產(chǎn)量。(實施例3)參照圖10和圖11將說明實施例3的半導(dǎo)體器件。圖10是示出了半 導(dǎo)體器件的主要部分的橫截面圖并且對應(yīng)于實施例1的半導(dǎo)體器件的圖3。圖11是圖10 的主要部分P300的放大橫截面圖。除了如下各點之外，實施例3的半導(dǎo)體器件具有與實施 例1和實施例2中相同的結(jié)構(gòu)和由此獲得的效果。根據(jù)實施例3的半導(dǎo)體器件，布置于頂部布線層MH的焊盤PD3與緊接下方的頂部 連接層VH的層間絕緣膜4之間的阻擋導(dǎo)體膜BMa包括以鉭或者氮化鈦為主要成分的導(dǎo)體。鉭或者氮化鉭具有大晶粒并且如上所述類似于具有高探針阻抗的鈦而具有探針 阻抗。就此而言，根據(jù)實施例1的半導(dǎo)體器件，通過層疊用于提高探針阻抗的鈦(第一阻擋 導(dǎo)體膜bml)和用于抑制與焊盤PD1的反應(yīng)的氮化鈦(第二阻擋導(dǎo)體膜bm2)來形成阻擋導(dǎo) 體膜BMa。另一方面，實施例3的半導(dǎo)體器件的鉭或者氮化鉭具有與包含鋁的焊盤PD3的低 反應(yīng)性。因此無需提供用于抑制反應(yīng)的導(dǎo)體層。結(jié)果可以通過具有更簡單結(jié)構(gòu)的阻擋導(dǎo)體 膜BMa來實現(xiàn)與實施例1中相似的探針阻抗提高效果。這可以減少制造成本并且提高生產(chǎn) 量。根據(jù)本發(fā)明人的進一步考察，包括以氮化鉭為主要成分的導(dǎo)體的阻擋導(dǎo)體膜BMa 處于非結(jié)晶(無定形)狀態(tài)。發(fā)現(xiàn)由于無處于非結(jié)晶狀態(tài)的顆粒場，所以進一步較少可能 因應(yīng)力而生成裂縫。發(fā)現(xiàn)上述效果在氮化鉭的膜厚度為20nm或者更大時變得更明顯。由 于這一原因，根據(jù)實施例3的半導(dǎo)體器件，更優(yōu)選的是包括以鉭或者氮化鉭為主要成分的 導(dǎo)體膜的阻擋導(dǎo)體膜BMa的膜厚度為20nm或者更大。此外，由于與實施例1中描述的原因 相似的原因，更優(yōu)選的是阻擋導(dǎo)體膜BMa的膜厚度為200nm或者更小。(實施例4)參照圖12將說明實施例4的半導(dǎo)體器件。圖12是示出了半導(dǎo)體器件 的主要部分的橫截面圖并且對應(yīng)于實施例1的半導(dǎo)體器件的圖2。除了如下各點之外，實施 例4的半導(dǎo)體器件具有與實施例1、2或者3的半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)相似的結(jié)構(gòu)和由此獲得的效果。根據(jù)實施例4的半導(dǎo)體器件，在布線層ML、M1至M5和MH之中，在頂部布線層MH下 面的布線層(即第五布線層M5)中和第二下層布線層(即第四布線層M4)中的與焊盤PD4 的探針接觸區(qū)域PA在平面中交疊的部分中未形成傳導(dǎo)圖案3。換而言之，在第五布線層M5 和第四布線層M4的相關(guān)區(qū)域中僅形成層間絕緣膜4。利用這一結(jié)構(gòu)可以獲得如下效果。如前文參照實施例1的半導(dǎo)體器件說明的那樣，通過在焊盤PD1的探針接觸區(qū)域 PA以下未提供導(dǎo)體圖案3，抑制塑性變形并且提高探針阻抗性質(zhì)。在實施例1中說明了如 下結(jié)構(gòu)的有效性，在該結(jié)構(gòu)中導(dǎo)體圖案3未形成于緊接焊盤PD1以下的第五布線層M4的相 關(guān)區(qū)域中。按照相同方面，根據(jù)實施例4的半導(dǎo)體器件，導(dǎo)體圖案3未布置于更下方的第四 布線層M4的相關(guān)區(qū)域中，從而進一步抑制塑性變形。結(jié)果利用實施例4的半導(dǎo)體器件的結(jié) 構(gòu)可以進一步提高探針阻抗。(實施例5)參照圖13將說明實施例5的半導(dǎo)體器件。圖13是示出了半導(dǎo)體器件
14的主要部分的橫截面圖并且對應(yīng)于實施例1的半導(dǎo)體器件的圖2。除了如下各點之外，實施 例5的半導(dǎo)體器件具有與實施例1、2、3或者4的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)和由此獲得 的效果。根據(jù)實施例5的半導(dǎo)體器件，各布線層ML、Ml至M5和MH具有的導(dǎo)體圖案3由以 鋁為主要成分的導(dǎo)體形成。與銅相比，鋁的機械強度更低。因此當(dāng)向焊盤PD5等施加探測 時，塑性變形有可能由于它的應(yīng)力而出現(xiàn)。同樣在以這樣的鋁為導(dǎo)體圖案的半導(dǎo)體器件中， 裂縫可能出現(xiàn)。根據(jù)這一方面，能夠提高探針阻抗的實施例1、2、3或者4的半導(dǎo)體器件的 結(jié)構(gòu)可以更有效地應(yīng)用于以鋁為導(dǎo)體圖案3的實施例5的半導(dǎo)體器件。(實施例6)參照圖14和圖15將說明實施例6的半導(dǎo)體器件。圖14是示出了實 施例6的半導(dǎo)體器件的主要部分的平面圖。在根據(jù)實施例6的半導(dǎo)體器件之中，圖14示出 了焊盤PD6的外圍部分，其中向該焊盤施加在電性質(zhì)測試期間的探測或者接線鍵合。圖15 是示出了焊盤PD6的外圍部分的主要部分的放大橫截面圖。參照圖14和圖15將具體地說 明實施例6的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。除了如下各點之外，實施例6的半導(dǎo)體器件具有與實施 例1、2、3、4或者5的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)和由此獲得的效果。實施例6的半導(dǎo)體器件具有如下結(jié)構(gòu)作為頂部布線層MH的焊盤PD6與緊接下方 的第五布線層M5的導(dǎo)體圖案3之間的電連續(xù)機制。也就是說，如在實施例2的半導(dǎo)體器件 中一樣，根據(jù)實施例6的半導(dǎo)體器件，與阻擋導(dǎo)體膜BMa和焊盤PD6的材料相同的材料通過 嵌入在頂部連接層VH中形成的連接孔CH來一體地形成。然而作為與實施例2的半導(dǎo)體器 件不同的一點，根據(jù)實施例6的半導(dǎo)體器件，如在平面中所見，連接孔CH落在保護絕緣膜7 的開口 0P1中而允許暴露焊盤PD6并且比實施例2的連接孔CH更寬。另外在第五布線層 M5中布置導(dǎo)體圖案3以便與連接孔CH的底部接觸。然而，第五布線層M5的導(dǎo)體圖案3未布置于焊盤PD6的探針接觸區(qū)域PA以下，這 與實施例1至5的情況相同。因而變得有可能通過將本發(fā)明應(yīng)用于具有實施例6的結(jié)構(gòu)的 半導(dǎo)體器件來提高探針阻抗。雖然上述已經(jīng)通過其實施例具體地描述了本發(fā)明人創(chuàng)造的發(fā)明，但是無需贅言本 發(fā)明不限于上述實施例并且可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)進行各種改變。
權(quán)利要求
一種半導(dǎo)體器件，包括布線層和連接層，交替地和重復(fù)地層疊以便覆蓋半導(dǎo)體襯底的主表面，其中每個所述布線層具有導(dǎo)體圖案和用于所述導(dǎo)體圖案之間絕緣的層間絕緣膜，其中每個所述連接層具有用于耦合所述不同布線層中的所述導(dǎo)體圖案的連接導(dǎo)體件，以及用于所述連接導(dǎo)體件之間絕緣的層間絕緣膜，其中所述布線層中的頂部布線層包括由所述導(dǎo)體圖案形成的外部端子和覆蓋所述外部端子的保護絕緣膜，其中所述外部端子包括以鋁為主要成分的導(dǎo)體，其中所述保護絕緣膜具有用于允許所述外部端子的部分暴露的開口，其中所述外部端子具有在從所述保護絕緣膜的開口暴露的部分區(qū)域中的探針接觸區(qū)域，其中所述導(dǎo)體圖案在比所述布線層中的頂部布線層低一層的布線層中未布置于與所述探針接觸區(qū)域在平面中交疊的部分中，其中阻擋導(dǎo)體膜布置于所述外部端子與下面的層間絕緣膜之間，其中所述阻擋導(dǎo)體膜包括以鈦為主要成分的第一阻擋導(dǎo)體膜和以氮化鈦為主要成分的第二阻擋導(dǎo)體膜的層疊膜，其中分別地，所述第一阻擋導(dǎo)體膜布置成在一側(cè)上與所述層間絕緣膜接觸，并且所述第二阻擋導(dǎo)體膜布置成在一側(cè)上與所述外部端子接觸，并且其中所述第一阻擋導(dǎo)體膜在豎直方向上的厚度大于所述第二阻擋導(dǎo)體膜的厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋導(dǎo)體膜在所述豎直方向上的 厚度為所述第二阻擋導(dǎo)體膜在所述豎直方向上的厚度的至少兩倍大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋導(dǎo)體膜在所述豎直方向上的厚度為20nm或者更大， 其中所述第二阻擋導(dǎo)體膜在所述豎直方向上的厚度為5nm或者更大，并且 其中所述第一阻擋導(dǎo)體膜和所述第二阻擋導(dǎo)體膜在所述豎直方向上的厚度總和為 200nm或者更小。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的半導(dǎo)體器件，其中半導(dǎo)體元件在與所述外部端子在平面中交 疊的位置處，形成于所述半導(dǎo)體襯底的主表面之上。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的半導(dǎo)體器件，其中在比所述頂部布線層低一層的所述布線層 的較高連接層和較低連接層中的每個連接層中，在與所述探針接觸區(qū)域在平面中交疊的部 分中未提供所述連接導(dǎo)體件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的半導(dǎo)體器件，其中在比所述布線層中的所述頂部布線層低一層的布線層中，在與所述保護絕緣膜的 開口在平面中交疊的部分中未布置所述導(dǎo)體圖案，并且其中在比所述頂部布線層低一層的所述布線層的較高連接層和較低連接層中的每個 連接層中，在與所述保護絕緣膜的開口在平面中交疊的部分中未布置所述連接導(dǎo)體件。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中比所述頂部布線層低一層的所述布線層 以及所述較高連接層和較低連接層在豎直方向上的厚度總和為Iym或者更大、但是為 3. 5 μ m或者更小。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述外部端子的從所述保護絕緣膜的開 口暴露的部分之上，所述探針接觸區(qū)域具有寬度為10 μ m或者更大的探針標(biāo)記。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體器件，其中用于將所述頂部布線層的外部端子與比所 述頂部布線層低一層的所述布線層的導(dǎo)體圖案耦合的頂部連接導(dǎo)體件包含與所述頂部布 線層的阻擋導(dǎo)體膜和所述外部端子的材料相同的材料，并且形成為一體地嵌入連接孔。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋導(dǎo)體膜為粒狀晶體，并且所 述第二阻擋導(dǎo)體膜為柱狀晶體。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其中在除了所述頂部布線層之外的每個所述布線層中包括的所述導(dǎo)體圖案包括以銅 為主要成分的導(dǎo)體，其中所述頂部連接導(dǎo)體件中的阻擋導(dǎo)體膜還在與所述布線層的導(dǎo)體圖案接觸的部分 中具有以氮化鈦為主要成分的第三阻擋導(dǎo)體膜，其中所述第三阻擋導(dǎo)體膜分離所述布線層與所述第一阻擋導(dǎo)體膜，從而它們可以不相 互接觸，其中所述第一阻擋導(dǎo)體膜在豎直方向上的厚度為所述第三阻擋導(dǎo)體膜在豎直方向上 的厚度的至少兩倍大，其中所述第三阻擋導(dǎo)體膜在所述豎直方向上的厚度為5nm或者更大，并且 其中所述第一阻擋導(dǎo)體膜、所述第二阻擋導(dǎo)體膜和所述第三阻擋導(dǎo)體膜的所述厚度總 和為200nm或者更小。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述布線層中包括的所述導(dǎo)體圖案包 括以鋁為主要成分的導(dǎo)體。
13.一種半導(dǎo)體器件，包括布線層和連接層，交替地和重復(fù)地層疊以便覆蓋半導(dǎo)體襯底的主表面， 其中每個所述布線層具有導(dǎo)體圖案和用于所述導(dǎo)體圖案之間絕緣的層間絕緣膜， 其中每個所述連接層具有用于耦合所述不同布線層中的所述導(dǎo)體圖案的連接導(dǎo)體件 和用于所述連接導(dǎo)體件之間絕緣的層間絕緣膜，其中所述布線層中的頂部布線層具有由所述導(dǎo)體圖案形成的外部端子以及覆蓋所述 外部端子的保護絕緣膜，其中所述外部端子包括以鋁為主要成分的導(dǎo)體，其中所述保護絕緣膜具有用于允許所述外部端子的部分暴露的開口，其中所述外部端子具有在從所述保護絕緣膜的開口暴露的部分區(qū)域中的探針接觸區(qū)域，其中所述導(dǎo)體圖案在比所述布線層中的所述頂部布線層低一層的布線層中未布置于 與所述探針接觸區(qū)域在平面中交疊的部分中，其中阻擋導(dǎo)體膜布置于所述外部端子與下面的層間絕緣膜之間， 其中作為用于將所述頂部布線層的外部端子與比所述頂部布線層低一層的所述布線 層的導(dǎo)體圖案耦合的所述連接導(dǎo)體件的頂部連接導(dǎo)體件包含與所述頂部布線層的阻擋導(dǎo) 體膜和所述外部端子的材料相同的材料，并且形成為一體地嵌入連接孔，其中在除了所述頂部布線層之外的每個所述布線層中包括的所述導(dǎo)體圖案具有以銅為主要成分的導(dǎo)體，其中所述阻擋導(dǎo)體膜包括以鈦為主要成分的第一阻擋導(dǎo)體膜以及以氮化鈦為主要成 分的第二阻擋導(dǎo)體膜和第三阻擋導(dǎo)體膜的層疊膜，并且其中所述第一阻擋導(dǎo)體膜被布置成夾入于所述第二阻擋導(dǎo)體膜與第三阻擋導(dǎo)體膜之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述阻擋導(dǎo)體膜之中，所述第一阻擋 導(dǎo)體膜在豎直方向上的膜厚度大于所述第二阻擋導(dǎo)體膜和所述第三阻擋導(dǎo)體膜的膜厚度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的半導(dǎo)體器件，其中所述第一阻擋導(dǎo)體膜在所述豎直方向上的厚度為20nm或者更大， 其中所述第二阻擋導(dǎo)體膜和第三阻擋導(dǎo)體膜在所述豎直方向上的每個所述厚度為5nm 或者更大，并且其中所述第一阻擋導(dǎo)體膜、所述第二阻擋導(dǎo)體膜和所述第三阻擋導(dǎo)體膜的膜厚度總和 為200nm或者更小。
16.一種半導(dǎo)體器件，包括半導(dǎo)體元件，形成于半導(dǎo)體襯底的主表面之上；以及 布線層和連接層，交替地和重復(fù)地層疊以便覆蓋所述半導(dǎo)體襯底的主表面， 其中每個所述布線層具有導(dǎo)體圖案和用于所述導(dǎo)體圖案之間絕緣的層間絕緣膜， 其中每個所述連接層具有用于耦合所述不同布線層中的導(dǎo)體圖案的連接導(dǎo)體件以及 用于所述連接導(dǎo)體件之間絕緣的層間絕緣膜，其中所述布線層中的頂部布線層具有由所述導(dǎo)體圖案形成的外部端子以及覆蓋所述 外部端子的保護絕緣膜，其中所述外部端子包括以鋁為主要成分的導(dǎo)體，其中所述保護絕緣膜具有用于允許所述外部端子的部分暴露的開口，其中所述外部端子具有在從所述保護絕緣膜的開口暴露的部分區(qū)域中的探針接觸區(qū)域，其中所述導(dǎo)體圖案在比所述布線層中的頂部布線層低一層的布線層中未布置于與所 述探針接觸區(qū)域在平面中交疊的部分中，其中阻擋導(dǎo)體膜布置于所述外部端子與下面的層間絕緣膜之間， 其中所述阻擋導(dǎo)體膜包括以鉭或者氮化鉭為主要成分的導(dǎo)體，并且 其中所述半導(dǎo)體元件在與所述外部端子在平面中交疊的位置處形成于所述半導(dǎo)體襯 底的主表面之上。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其中所述阻擋導(dǎo)體膜包括以氮化鉭為主要成分的導(dǎo)體，并且其中所述阻擋導(dǎo)體膜在豎直方向上的厚度為20nm或者更大、但是為200nm或者更小。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述外部端子的從所述保護絕緣膜的 開口暴露的部分之上，所述探針接觸區(qū)域具有寬度為10 μ m或者更大的探針標(biāo)記。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件，其中所述阻擋導(dǎo)體膜為無定形。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體器件。本發(fā)明用以抑制或者防止由向半導(dǎo)體器件的外部端子添加的外力而引起的在外部端子以下的絕緣膜中的裂縫的生成。形成于硅襯底的主表面上的布線層中的頂部布線層MH具有焊盤，該焊盤包括含鋁的導(dǎo)體圖案。在焊盤的下表面上布置有通過從下方層疊第一阻擋導(dǎo)體膜和第二阻擋導(dǎo)體膜來形成的阻擋導(dǎo)體膜。在比頂部布線層低一層的第五布線層之中，在與焊盤的探針接觸區(qū)域在平面中交疊的區(qū)域中未布置導(dǎo)體圖案。另外，第一和第二阻擋導(dǎo)體膜分別為以鈦和氮化鈦為主要成分的導(dǎo)體膜。第一阻擋導(dǎo)體膜也厚于第二阻擋導(dǎo)體膜。
文檔編號H01L23/485GK101924089SQ20101020528
公開日2010年12月22日 申請日期2010年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者古澤健志, 竹若博基, 鴨島隆夫 申請人:瑞薩電子株式會社