JP2000040748A - Semiconductor integrated circuit device and designing method therefor - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and designing method therefor

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JP2000040748A
JP2000040748A JP10206631A JP20663198A JP2000040748A JP 2000040748 A JP2000040748 A JP 2000040748A JP 10206631 A JP10206631 A JP 10206631A JP 20663198 A JP20663198 A JP 20663198A JP 2000040748 A JP2000040748 A JP 2000040748A
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wiring
layer
transistor
integrated circuit
gate electrode
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Japanese (ja)
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Yasuzumi Hirao
康純 平尾
Yukinori Uchino
幸則 内野
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Toshiba Corp
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To protect the gate oxide film of an input cell transistor against damages caused by electric charge generated, when a multilayer metal interconnection is formed through an RIE(reactive ion etching) method in a semiconductor integrated circuit device, where output cells and input cells are connected through a multilayer metal interconnection. SOLUTION: For instance, a gate electrode 13a of a MOS transistor 13' of an input cell 13 is not connected at a time, when the first metal wiring 14a of a multilayer metal interconnection 14 is formed, and the gate electrode 13a is connected to the multilayer metal interconnection 14 through the intermediary of an upper wiring 31h of the same layer with a third metal wiring 14c, when the third metal wiring 14c is formed. In this way, a process where the multilayer metal interconnection 14 is formed, and electric charge 18 generated by reactive ions is prevented from flowing excessively into the gate electrode 13a.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体集積回路
装置およびその設計手法に関するもので、特に、出力用
トランジスタのドレイン領域と入力用トランジスタのゲ
ート電極とを、多層構造の配線により接続してなる構成
の半導体集積回路装置およびその設計手法に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a method for designing the same, and more particularly, to a semiconductor integrated circuit device in which a drain region of an output transistor and a gate electrode of an input transistor are connected by a multilayer wiring. The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device having a configuration and a design method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路装置においては、
たとえば図3に示すように、同一の基板11上に設けら
れた出力用セル12と入力用セル13との間を、少なく
とも第1層メタル配線と第2層メタル配線とを有する多
層メタル配線14を用いて接続するようになっている。
これは、配線の立体的な交差を可能にするため、多機能
化などの集積回路装置の大型化にともなう配線の引き回
しを簡素化する上で、非常に有用となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a semiconductor integrated circuit device,
For example, as shown in FIG. 3, a multilayer metal wiring 14 having at least a first-layer metal wiring and a second-layer metal wiring is provided between an output cell 12 and an input cell 13 provided on the same substrate 11. The connection is made using.
This is very useful in simplifying the routing of wiring accompanying an increase in the size of an integrated circuit device such as multi-functionality, in order to enable three-dimensional crossing of wiring.

【0003】しかしながら、従来、半導体集積回路装置
における多層メタル配線14の形成には、一般に、反応
性イオンエッチング(RIE)が用いられており、多層
メタル配線14の形成時に、反応性イオンによって生じ
た電荷により、入力用セル13のトランジスタのゲート
絶縁膜が破壊されるという問題があった。
Conventionally, however, reactive ion etching (RIE) is generally used to form the multi-layered metal wiring 14 in a semiconductor integrated circuit device. There is a problem that the gate insulating film of the transistor of the input cell 13 is broken by the electric charge.

【0004】図4は、従来の半導体集積回路装置におけ
る、多層メタル配線の形成工程を概略的に示すものであ
る。なお、ここでは、三層構造の多層メタル配線を例に
説明する。
FIG. 4 schematically shows a process of forming a multilayer metal wiring in a conventional semiconductor integrated circuit device. Here, a multilayer metal wiring having a three-layer structure will be described as an example.

【0005】たとえば、基板11上に形成され、相互間
が絶縁領域(図示していない)により電気的に分離され
てなる出力用セル12と入力用セル13との間を、多層
メタル配線14により接続する場合、まず、全面に層間
絶縁膜(1層目)15を堆積させた後、その層間絶縁膜
15に対して、上記出力用セル12のトランジスタ1
2’のドレイン領域12aに達する深さのコンタクト孔
16、および、上記入力用セル13のトランジスタ1
3’のゲート電極13aに達する深さのコンタクト孔1
7を開孔する。
For example, a multi-layer metal wiring 14 connects between an output cell 12 and an input cell 13 formed on a substrate 11 and electrically separated from each other by an insulating region (not shown). In the case of connection, first, an interlayer insulating film (first layer) 15 is deposited on the entire surface, and then the transistor 1 of the output cell 12 is deposited on the interlayer insulating film 15.
A contact hole 16 having a depth reaching the drain region 12a of 2 ′;
Contact hole 1 having a depth reaching gate electrode 13a of 3 '
7. Open 7 holes.

【0006】そして、各コンタクト孔16,17内にタ
ングステン(W)などの電極材料をそれぞれ埋め込ん
で、上記出力用セル12のトランジスタ12’のドレイ
ン領域12aにつながるドレインコンタクト16’、お
よび、上記入力用セル13のトランジスタ13’のゲー
ト電極13aにつながるゲートコンタクト17’を形成
する。
An electrode material such as tungsten (W) is buried in each of the contact holes 16 and 17 to form a drain contact 16 'connected to the drain region 12a of the transistor 12' of the output cell 12, and A gate contact 17 'connected to the gate electrode 13a of the transistor 13' of the cell 13 is formed.

【0007】この後、上記層間絶縁膜15上に、第1層
メタル配線となるアルミニウム(Al)などの配線材料
を堆積させる。そして、それをPEP(Photo E
ngraving Process )およびRIE工
程によりパターニングして、上記ドレインコンタクト1
6’を介して、上記出力用セル12のトランジスタ1
2’のドレイン領域12aにつながる出力側の第1層メ
タル配線14a、および、上記ゲートコンタクト17’
を介して、上記入力用セル13のトランジスタ13’の
ゲート電極13aにつながる入力側の第1層メタル配線
14aを形成する(以上、同図(a)参照)。
After that, a wiring material such as aluminum (Al) serving as a first-layer metal wiring is deposited on the interlayer insulating film 15. Then, it is referred to as PEP (Photo E
The drain contact 1 is patterned by an activating process and an RIE process.
6 ′, the transistor 1 of the output cell 12
An output-side first-layer metal wiring 14a connected to the drain region 12a of the gate electrode 2 ';
A first-level metal wiring 14a on the input side connected to the gate electrode 13a of the transistor 13 'of the input cell 13 is formed through the above (see FIG. 3A).

【0008】この第1層メタル配線14a,14aの形
成工程においては、反応性イオン(イオン化されたエッ
チングガス)によってAlをエッチングする際に電荷が
生じ、その出力側の第1層メタル配線14aに生じた電
荷18は、上記ドレインコンタクト16’を介して、上
記出力用セル12のトランジスタ12’のドレイン領域
12aに流れ込む。この場合、ドレイン領域12aには
基板11との間にPN接合が形成されるようにすること
によって、ドレイン領域12a内に流れ込んだ電荷18
はグランドラインまたは電源ラインに流れ、そこでの電
荷18の蓄積は生じない。
In the step of forming the first-layer metal wirings 14a, a charge is generated when Al is etched by reactive ions (ionized etching gas), and the first-layer metal wiring 14a on the output side is charged. The generated charge 18 flows into the drain region 12a of the transistor 12 'of the output cell 12 via the drain contact 16'. In this case, by forming a PN junction between the drain region 12a and the substrate 11, the charge 18 flowing into the drain region 12a can be reduced.
Flows to the ground line or the power supply line, where the accumulation of the electric charge 18 does not occur.

【0009】一方、反応性イオンによって入力側の第1
層メタル配線14aに生じた電荷18は、上記ゲートコ
ンタクト17’を介して、上記入力用セル13のトラン
ジスタ13’のゲート電極13aに蓄積される。
On the other hand, the first ions on the input side are caused by reactive ions.
The charge 18 generated in the layer metal wiring 14a is accumulated in the gate electrode 13a of the transistor 13 'of the input cell 13 via the gate contact 17'.

【0010】次いで、全面に2層目となる層間絶縁膜1
5を堆積させた後、その層間絶縁膜15に対して、上記
出力側の第1層メタル配線14aに達する深さのコンタ
クト孔19、および、上記入力側の第1層メタル配線1
4aに達する深さのコンタクト孔20を開孔する。
Next, an interlayer insulating film 1 serving as a second layer is formed on the entire surface.
5 is deposited, a contact hole 19 having a depth reaching the first-level metal interconnection 14a on the output side and the first-level metal interconnection 1 on the input side are formed in the interlayer insulating film 15.
A contact hole 20 having a depth reaching 4a is formed.

【0011】そして、各コンタクト孔19,20内にW
などの電極材料をそれぞれ埋め込んで、上記出力側の第
1層メタル配線14aにつながるコンタクト19’、お
よび、上記入力側の第1層メタル配線14aにつながる
コンタクト20’を形成する。
Then, W is formed in each of the contact holes 19 and 20.
Then, a contact 19 'connected to the output-side first-layer metal wiring 14a and a contact 20' connected to the input-side first-layer metal wiring 14a are formed by embedding an electrode material such as the above.

【0012】この後、上記2層目の層間絶縁膜15上
に、第2層メタル配線となるAlなどの配線材料を堆積
させる。そして、それをPEPおよびRIE工程により
パターニングして、上記コンタクト19’につながる出
力側の第2層メタル配線14bと、上記コンタクト2
0’につながる入力側の第2層メタル配線14bを形成
する(以上、同図(b)参照)。
Thereafter, a wiring material such as Al to be a second-layer metal wiring is deposited on the second-layer interlayer insulating film 15. Then, it is patterned by PEP and RIE processes, and the output-side second-layer metal wiring 14 b connected to the contact 19 ′ and the contact 2
The input-side second-layer metal wiring 14b connected to 0 ′ is formed (see FIG. 2B).

【0013】この第2層メタル配線14b,14bの形
成時において、反応性イオンによって出力側の第2層メ
タル配線14bに生じた電荷18は、上記コンタクト1
9’、上記出力側の第1層メタル配線14a、および、
上記ドレインコンタクト16’を介して、上記出力用セ
ル12のトランジスタ12’のドレイン領域12aに流
れ込み、グランドラインまたは電源ラインに流れる。
During the formation of the second-layer metal wirings 14b, the charge 18 generated on the output-side second-layer metal wiring 14b by the reactive ions is transferred to the contact 1
9 ′, the first-layer metal wiring 14a on the output side, and
It flows into the drain region 12a of the transistor 12 'of the output cell 12 via the drain contact 16', and flows to the ground line or power supply line.

【0014】一方、反応性イオンによって入力側の第2
層メタル配線14bに生じた電荷18は、上記コンクタ
ト20’、上記入力側の第1層メタル配線14a、およ
び、上記ゲートコンタクト17’を介して、上記入力用
セル13のトランジスタ13’のゲート電極13aに蓄
積される。
On the other hand, the second ions on the input side are caused by reactive ions.
The electric charge 18 generated in the layer metal wiring 14b is applied to the gate electrode of the transistor 13 'of the input cell 13 via the contact 20', the input-side first layer metal wiring 14a, and the gate contact 17 '. 13a.

【0015】次いで、全面に3層目となる層間絶縁膜1
5を堆積させた後、その層間絶縁膜15に対して、上記
出力側の第2層メタル配線14bに達する深さのコンタ
クト孔21、および、上記入力側の第2層メタル配線1
4bに達する深さのコンタクト孔22を開孔する。
Next, an interlayer insulating film 1 serving as a third layer is formed on the entire surface.
5 is deposited on the interlayer insulating film 15, the contact hole 21 having a depth reaching the output-side second-layer metal wiring 14 b, and the input-side second-layer metal wiring 1 are formed.
A contact hole 22 having a depth reaching 4b is formed.

【0016】そして、各コンタクト孔21,22内にW
などの電極材料をそれぞれ埋め込んで、上記出力側の第
2層メタル配線14bにつながるコンタクト21’、お
よび、上記入力側の第2層メタル配線14bにつながる
コンタクト22’を形成する。
Then, W is formed in each of the contact holes 21 and 22.
Then, a contact 21 'connected to the output-side second-layer metal wiring 14b and a contact 22' connected to the input-side second-layer metal wiring 14b are formed by respectively embedding electrode materials such as.

【0017】この後、上記3層目の層間絶縁膜15上
に、第3層メタル配線となるAlなどの配線材料を堆積
させる。そして、それをPEPおよびRIE工程により
パターニングして、上記コンタクト21’および上記コ
ンタクト22’にそれぞれつながる、第3層メタル配線
14cを形成する(以上、同図(c)参照)。
Thereafter, a wiring material such as Al to be a third-layer metal wiring is deposited on the third interlayer insulating film 15. Then, it is patterned by the PEP and RIE processes to form the third-layer metal wiring 14c connected to the contact 21 'and the contact 22', respectively (see FIG. 3 (c)).

【0018】この第3層メタル配線14cの形成工程に
おいては、出力用セル12と入力用セル13との間を接
続する多層メタル配線14の形成が完了するため、反応
性イオンによって第3層メタル配線14cに生じた電荷
18は、上記コンタクト21’、上記第2層メタル配線
14b、上記コンタクト19’、上記第1層メタル配線
14a、および、上記ドレインコンタクト16’を介し
て、上記出力用セル12のトランジスタ12’のドレイ
ン領域12aに流れ込み、グランドラインまたは電源ラ
インに流れる。
In the step of forming the third-layer metal wiring 14c, the formation of the multi-layer metal wiring 14 connecting the output cell 12 and the input cell 13 is completed. The electric charge 18 generated in the wiring 14c is transferred to the output cell via the contact 21 ', the second-layer metal wiring 14b, the contact 19', the first-layer metal wiring 14a, and the drain contact 16 '. It flows into the drain region 12a of the twelve transistors 12 'and flows to the ground line or the power supply line.

【0019】その際、上記入力用セル13のトランジス
タ13’のゲート電極13aに蓄積された電荷18も、
上記出力用セル12のトランジスタ12’のドレイン領
域12aに流れ込み、グランドラインまたは電源ライン
に流れることで、上記入力用セル13のトランジスタ1
3’のゲート電極13aでの電荷の蓄積は解消する。
At this time, the electric charge 18 stored in the gate electrode 13a of the transistor 13 'of the input cell 13 also becomes
By flowing into the drain region 12a of the transistor 12 'of the output cell 12 and flowing to the ground line or the power supply line, the transistor 1 of the input cell 13
The accumulation of charges in the 3 ′ gate electrode 13a is eliminated.

【0020】このように、従来は、多層メタル配線14
の最上層(この場合、第3層メタル配線14c)の形成
が行われて、出力用セル12と入力用セル13との間を
接続する多層メタル配線14の形成が完了するまで、入
力用セル13のトランジスタ13’のゲート電極13a
には、多層メタル配線14の形成の際に、反応性イオン
によって生じた電荷18が蓄積されることになる。この
ゲート電極13a に蓄積した電荷18が、入力用セル1
3のトランジスタ13’の、ゲート電極13aの直下の
ゲート酸化膜13bを破壊する原因となっていた。
As described above, conventionally, the multilayer metal wiring 14
Until the uppermost layer (third layer metal wiring 14c in this case) is formed and the formation of the multilayer metal wiring 14 connecting the output cell 12 and the input cell 13 is completed. Gate electrode 13a of thirteen transistor 13 '
The electric charges 18 generated by the reactive ions during the formation of the multilayer metal wiring 14 are accumulated. The charge 18 accumulated in the gate electrode 13a is used for the input cell 1
This causes the gate oxide film 13b of the third transistor 13 'under the gate electrode 13a to be destroyed.

【0021】[0021]

【発明が解決しようとする課題】上記したように、従来
においては、RIEによる多層メタル配線の形成時に、
イオン化されたエッチングガスによってメタル配線をエ
ッチングする際に生じた電荷が、この多層メタル配線に
つながる入力用セルのトランジスタのゲート電極に過度
に蓄積されることにより、入力用セルのトランジスタの
ゲート酸化膜を破壊するという問題があった。
As described above, conventionally, when forming a multilayer metal wiring by RIE,
The charge generated when the metal wiring is etched by the ionized etching gas is excessively accumulated in the gate electrode of the transistor of the input cell connected to the multi-layer metal wiring, so that the gate oxide film of the transistor of the input cell is formed. There was a problem of destroying.

【0022】そこで、この発明は、第一のトランジスタ
のドレイン領域と第二のトランジスタのゲート電極と
を、多層構造の配線により接続してなるものおよび場合
において、反応性イオンエッチングによる多層構造の配
線の形成時に、その配線につながる第二のトランジスタ
のゲート絶縁膜が破壊されるのを防止でき、歩留まりや
信頼性を向上することが可能な半導体集積回路装置およ
びその設計手法を提供することを目的としている。
Therefore, the present invention relates to a structure in which a drain region of a first transistor and a gate electrode of a second transistor are connected by a wiring having a multilayer structure, and in some cases, a wiring having a multilayer structure formed by reactive ion etching. A semiconductor integrated circuit device capable of preventing a gate insulating film of a second transistor connected to its wiring from being destroyed at the time of forming the same, and improving the yield and reliability, and a method of designing the same. And

【0023】[0023]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、この発明の半導体集積回路装置にあっては、第一
のトランジスタのドレイン領域と第二のトランジスタの
ゲート電極とを、多層構造の配線により接続してなるも
のにおいて、前記第二のトランジスタのゲート電極と前
記配線の最下層の配線層との間に保護回路を設けた構成
とされている。
In order to achieve the above object, in a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a drain region of a first transistor and a gate electrode of a second transistor are formed in a multilayer structure. In this configuration, a protection circuit is provided between the gate electrode of the second transistor and the lowermost wiring layer of the wiring.

【0024】また、この発明の半導体集積回路装置の設
計手法にあっては、第一のトランジスタのドレイン領域
と第二のトランジスタのゲート電極とを、多層構造の配
線により接続してなる場合において、反応性イオンエッ
チングによる前記配線の形成時に、該反応性イオンによ
って生じる電荷が、前記第二のトランジスタのゲート電
極に過度に蓄積されるのを防止するために、ゲート電極
にコンタクトを介して、前記配線の最上層の配線層と同
層の配線層からなる上層配線部が接続されてなるトラン
ジスタを、前記第二のトランジスタとして使用するよう
になっている。
Further, in the method of designing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, in the case where the drain region of the first transistor and the gate electrode of the second transistor are connected by a multilayer wiring, In order to prevent the charge generated by the reactive ions from being excessively accumulated in the gate electrode of the second transistor during the formation of the wiring by reactive ion etching, the gate electrode is connected to the gate electrode through a contact. A transistor formed by connecting an upper wiring portion formed of the same wiring layer as the uppermost wiring layer of the wiring is used as the second transistor.

【0025】この発明の半導体集積回路装置およびその
設計手法によれば、第一のトランジスタのドレイン領域
と第二のトランジスタのゲート電極とを、多層構造の配
線により接続してなるものおよび場合において、反応性
イオンエッチングによる多層構造の配線の形成時に生じ
る電荷の、その配線につながる第二のトランジスタのゲ
ート電極への過度の流れ込みを防止できるようになる。
これにより、第二のトランジスタのゲート絶縁膜を、反
応性イオンによって生じる電荷による破壊から保護する
ことが可能となるものである。
According to the semiconductor integrated circuit device and the design method thereof of the present invention, in the case where the drain region of the first transistor and the gate electrode of the second transistor are connected by a multilayer wiring, Excessive flow of electric charge generated during the formation of a multilayer wiring by reactive ion etching into the gate electrode of the second transistor connected to the wiring can be prevented.
This makes it possible to protect the gate insulating film of the second transistor from being destroyed by charges generated by reactive ions.

【0026】特に、ゲート電極にコンタクトを介して、
多層構造を有する配線の最上層の配線層と同層の配線層
からなる上層配線部が接続されてなるトランジスタを、
第二のトランジスタとして使用するようにした場合に
は、配線構造はそのままで、第二のトランジスタのゲー
ト絶縁膜の破壊を防止することが可能となるため、配線
構造の設計を変更するなどの手間を必要としないもので
ある。
In particular, through a contact to the gate electrode,
A transistor formed by connecting an upper wiring portion formed of the same wiring layer as the uppermost wiring layer of a wiring having a multilayer structure,
In the case where the second transistor is used, it is possible to prevent the destruction of the gate insulating film of the second transistor while keeping the wiring structure as it is. Is not required.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。図1は、本発明の実施の
一形態にかかる半導体集積回路装置の構成を概略的に示
すものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 schematically shows a configuration of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【0028】すなわち、この半導体集積回路装置は、た
とえば、同一の基板11上にそれぞれ設けられた出力用
セル(第一のトランジスタ)12と入力用セル(第二の
トランジスタ)13との間が、保護回路31を介して、
多層メタル配線(多層構造の配線)14により接続され
てなる構成とされている。
That is, in this semiconductor integrated circuit device, for example, between an output cell (first transistor) 12 and an input cell (second transistor) 13 provided on the same substrate 11, Through the protection circuit 31,
It is configured to be connected by a multilayer metal wiring (wiring of a multilayer structure) 14.

【0029】上記出力用セル12は、たとえば図2に示
すように、MOS(Metal Oxide Semi
conductor )トランジスタ12’によって構
成され、そのドレイン領域12aに対して、ドレインコ
ンタクト16’を介して上記多層メタル配線14が接続
されるようになっている。
As shown in FIG. 2, for example, the output cell 12 is a MOS (Metal Oxide Semi).
and a multi-layer metal wiring 14 connected to a drain region 12a of the transistor 12 'via a drain contact 16'.

【0030】上記入力用セル13は、たとえば図2に示
すように、MOSトランジスタ13’によって構成さ
れ、そのゲート電極13aに対して、ゲートコンタクト
17’を介して上記保護回路31が接続され、さらに、
この保護回路31を介して上記多層メタル配線14と接
続されるようになっている。
The input cell 13 is composed of, for example, a MOS transistor 13 'as shown in FIG. 2, and the protection circuit 31 is connected to its gate electrode 13a via a gate contact 17'. ,
The protection circuit 31 is connected to the multilayer metal wiring 14.

【0031】上記多層メタル配線14は、たとえば、少
なくとも第1層メタル配線(最下層の配線層)と第2層
メタル配線(最上層の配線層)とを有して構成されてい
る。この多層メタル配線14は、従来と同様に、反応性
イオンエッチング(RIE)を用いて形成されるように
なっている。
The multilayer metal wiring 14 includes, for example, at least a first layer metal wiring (lowermost wiring layer) and a second layer metal wiring (uppermost wiring layer). The multi-layered metal wiring 14 is formed by using reactive ion etching (RIE) as in the prior art.

【0032】上記保護回路31は、反応性イオンエッチ
ングによる上記多層メタル配線14の形成時に生じる電
荷が、上記入力用セル13のMOSトランジスタ13’
のゲート電極13aに過度に蓄積されるのを防止するた
めのもので、たとえば図2に示すように、上記多層メタ
ル配線14との間に、上記入力用セル13にできるだけ
近接して(ゲート電極13aとの間に最短距離を有し
て)設けられている。なお、上記保護回路31の詳細に
ついては後述する。
In the protection circuit 31, the charge generated when the multilayer metal wiring 14 is formed by reactive ion etching is transferred to the MOS transistor 13 'of the input cell 13.
2 to prevent excessive accumulation in the gate electrode 13a. For example, as shown in FIG. 13a). The details of the protection circuit 31 will be described later.

【0033】このような構成の半導体集積回路装置によ
れば、上記保護回路31の作用により、反応性イオンエ
ッチングによる上記多層メタル配線14の形成時に生じ
る電荷の、その配線14につながる上記入力用セル13
のMOSトランジスタ13’のゲート電極13aへの過
度の流れ込みを防止できるようになる。
According to the semiconductor integrated circuit device having such a configuration, the input cell connected to the multi-layer metal wiring 14 due to the action of the protection circuit 31 when the multi-layer metal wiring 14 is formed by the reactive ion etching. 13
MOS transistor 13 'can be prevented from excessively flowing into gate electrode 13a.

【0034】したがって、反応性イオンによって生じる
電荷が、上記ゲート電極13aに過度に蓄積されること
による、上記入力用セル13のMOSトランジスタ1
3’のゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)13bの破壊を防
ぐことが可能となる。
Therefore, the charge generated by the reactive ions is excessively accumulated in the gate electrode 13a, and the MOS transistor 1 of the input cell 13
It is possible to prevent the 3 ′ gate oxide film (gate insulating film) 13b from being broken.

【0035】以下に、上記した半導体集積回路装置の概
略について、より具体化して説明する。図2は、半導体
集積回路装置における、多層メタル配線14の形成工程
を概略的に示すものである。なお、ここでは、上記多層
メタル配線14を三層構造とし、かつ、この多層メタル
配線14を介して、出力用セル12と入力用セル13と
の間を接続するようにしてなる半導体集積回路装置(図
4参照)において、たとえば、この多層メタル配線14
の第1層メタル配線(入力側)14aと、上記入力用セ
ル13のMOSトランジスタ13’のゲート電極13a
につながるゲートコンタクト17’との間を、上記多層
メタル配線14の第3層メタル配線14cと同層の配線
層からなる上層配線部を介して接続するように、上記保
護回路31を構成した場合を例に説明する。
Hereinafter, the outline of the above-described semiconductor integrated circuit device will be described more specifically. FIG. 2 schematically shows a process of forming the multilayer metal wiring 14 in the semiconductor integrated circuit device. Here, a semiconductor integrated circuit device in which the multi-layer metal wiring 14 has a three-layer structure and connects between the output cell 12 and the input cell 13 via the multi-layer metal wiring 14. In FIG. 4, for example, the multilayer metal wiring 14
Of the first layer metal wiring (input side) 14a and the gate electrode 13a of the MOS transistor 13 'of the input cell 13.
The protection circuit 31 is connected to the gate contact 17 'connected to the third metal wiring 14c of the multilayer metal wiring 14 via an upper wiring portion formed of the same wiring layer as the third metal wiring 14c. Will be described as an example.

【0036】たとえば、同一の基板11上に形成され、
相互間が絶縁領域(図示していない)により電気的に分
離されてなる、出力用セル12のMOSトランジスタ1
2’のドレイン領域12aと入力用セル13のMOSト
ランジスタ13’のゲート電極13aとの間を、保護回
路31を介して、多層メタル配線14により接続する場
合、まず、全面に層間絶縁膜(1層目)15を堆積させ
る。
For example, they are formed on the same substrate 11,
MOS transistor 1 of output cell 12 which is electrically isolated from each other by an insulating region (not shown)
When the drain region 12a of the MOS transistor 2 'and the gate electrode 13a of the MOS transistor 13' of the input cell 13 are connected by the multilayer metal wiring 14 via the protection circuit 31, first, the interlayer insulating film (1 Layer 15) is deposited.

【0037】この後、その層間絶縁膜15に対して、上
記出力用セル12のMOSトランジスタ12’のドレイ
ン領域12aに達する深さのコンタクト孔16、およ
び、上記入力用セル13のMOSトランジスタ13’の
ゲート電極13aに達する深さのコンタクト孔17を開
孔する。
Thereafter, a contact hole 16 having a depth reaching the drain region 12a of the MOS transistor 12 'of the output cell 12 and the MOS transistor 13' of the input cell 13 are formed in the interlayer insulating film 15. A contact hole 17 having a depth reaching the gate electrode 13a is formed.

【0038】そして、各コンタクト孔16,17内にW
などの電極材料をそれぞれ埋め込んで、上記出力用セル
12のMOSトランジスタ12’のドレイン領域12a
につながるドレインコンタクト16’、および、上記入
力用セル13のMOSトランジスタ13’のゲート電極
13aにつながるゲートコンタクト17’を形成する。
Then, W is formed in each of the contact holes 16 and 17.
And the like, respectively, and the drain region 12 a of the MOS transistor 12 ′ of the output cell 12 is embedded.
, And a gate contact 17 ′ connected to the gate electrode 13 a of the MOS transistor 13 ′ of the input cell 13.

【0039】また、上記層間絶縁膜15上に、第1層メ
タル配線となるAlなどの配線材料を堆積させる。そし
て、それをPEPおよびRIE工程によりパターニング
して、上記ドレインコンタクト16’を介して、上記出
力用セル12のMOSトランジスタ12’のドレイン領
域12aにつながる出力側の第1層メタル配線14a、
上記ゲートコンタクト17’を介して、上記入力用セル
13のMOSトランジスタ13’のゲート電極13aに
つながる、上記第1層メタル配線(最下層の配線層)1
4aと同層の配線層からなる下層配線部31a、およ
び、この下層配線部31aからも、また、上記出力側の
第1層メタル配線14aからも独立した、入力側の第1
層メタル配線14aを形成する(以上、同図(a)参
照)。
Further, on the interlayer insulating film 15, a wiring material such as Al to be the first layer metal wiring is deposited. Then, it is patterned by the PEP and RIE processes, and the output-side first-layer metal wiring 14a connected to the drain region 12a of the MOS transistor 12 'of the output cell 12 via the drain contact 16'.
The first-layer metal wiring (lowest wiring layer) 1 connected to the gate electrode 13a of the MOS transistor 13 'of the input cell 13 via the gate contact 17'.
4a, a lower wiring portion 31a formed of the same wiring layer as the wiring layer 4a, and a first input-side first wiring portion independent of the lower-layer wiring portion 31a and the output-side first-layer metal wiring 14a.
The layer metal wiring 14a is formed (see FIG. 1A).

【0040】この第1層メタル配線14a,14aおよ
び下層配線部31aの形成工程においては、反応性イオ
ンによってAlをエッチングする際に電荷が生じ、その
出力側の第1層メタル配線14aに生じた電荷18は、
上記ドレインコンタクト16’を介して、上記出力用セ
ル12のMOSトランジスタ12’のドレイン領域12
aに流れ込む。この場合、ドレイン領域12aには基板
11との間にPN接合(ダイオード)が形成されるよう
にすることによって、ドレイン領域12a内に流れ込ん
だ電荷18はグランドラインまたは電源ラインに流れ、
そこでの電荷18の蓄積は生じない。
In the step of forming the first-layer metal wirings 14a, 14a and the lower-layer wiring portion 31a, charges are generated when Al is etched by reactive ions, and are generated in the first-layer metal wiring 14a on the output side. Charge 18 is
Through the drain contact 16 ′, the drain region 12 of the MOS transistor 12 ′ of the output cell 12
flows into a. In this case, by forming a PN junction (diode) between the drain region 12a and the substrate 11, the electric charge 18 flowing into the drain region 12a flows to the ground line or the power supply line,
There is no accumulation of charges 18 there.

【0041】また、反応性イオンによって入力側の第1
層メタル配線14aに生じた電荷18は、上記出力側の
第1層メタル配線14aおよび上記下層配線部31aへ
は流れず、その入力側の第1層メタル配線14a上に蓄
積される。
The first ions on the input side are caused by reactive ions.
The charges 18 generated in the layer metal wiring 14a do not flow to the output side first layer metal wiring 14a and the lower layer wiring part 31a, but are accumulated on the input side first layer metal wiring 14a.

【0042】一方、反応性イオンによって下層配線部3
1aに生じた電荷18は、上記ゲートコンタクト17’
を介して、上記入力用セル13のトランジスタ13’の
ゲート電極13aに蓄積される。このとき、上記下層配
線部31aの配線長を、他の配線(上記出力側の第1層
メタル配線14aおよび上記入力側の第1層メタル配線
14a)に比べて十分に短くすることにより、上記ゲー
ト電極13aでの電荷18の蓄積を微少にできる。
On the other hand, the lower wiring 3
1a is generated by the gate contact 17 '
Through the gate electrode 13a of the transistor 13 'of the input cell 13. At this time, the wiring length of the lower wiring portion 31a is made sufficiently shorter than the other wirings (the first-layer metal wiring 14a on the output side and the first-layer metal wiring 14a on the input side), so that The accumulation of the electric charge 18 on the gate electrode 13a can be made very small.

【0043】次いで、全面に2層目となる層間絶縁膜1
5を堆積させた後、その層間絶縁膜15に対して、上記
出力側の第1層メタル配線14aに達する深さのコンタ
クト孔19、および、上記入力側の第1層メタル配線1
4aの一端(出力側)に達する深さのコンタクト孔20
を開孔する。
Next, an interlayer insulating film 1 serving as a second layer is formed on the entire surface.
5 is deposited, a contact hole 19 having a depth reaching the first-level metal interconnection 14a on the output side and the first-level metal interconnection 1 on the input side are formed in the interlayer insulating film 15.
Contact hole 20 having a depth reaching one end (output side) of 4a
The hole is opened.

【0044】また、同時に、その2層目の層間絶縁膜1
5に対して、上記入力側の第1層メタル配線14aの他
端(入力側)に達する深さのコンタクト孔31b、およ
び、上記下層配線部31aに達する深さのコンタクト孔
31cを開孔する。
At the same time, the second interlayer insulating film 1
5, a contact hole 31b having a depth reaching the other end (input side) of the first-layer metal wiring 14a on the input side and a contact hole 31c having a depth reaching the lower-layer wiring portion 31a are formed. .

【0045】そして、上記各コンタクト孔19,20,
31b,31c内にWなどの電極材料をそれぞれ埋め込
んで、上記出力側の第1層メタル配線14aにつながる
コンタクト19’、および、上記入力側の第1層メタル
配線14aの一端につながるコンタクト20’を形成す
ると同時に、上記入力側の第1層メタル配線14aの他
端と上記下層配線部31aとにそれぞれ達する一対のコ
ンタクト(第一のコンタクト部)31b’,31c’を
形成する。
The contact holes 19, 20,.
An electrode material such as W is embedded in each of 31b and 31c, and a contact 19 'connected to the output-side first-layer metal wiring 14a and a contact 20' connected to one end of the input-side first-layer metal wiring 14a. At the same time, a pair of contacts (first contact portions) 31b 'and 31c' respectively reaching the other end of the input-side first-layer metal wiring 14a and the lower-layer wiring portion 31a are formed.

【0046】この後、上記2層目の層間絶縁膜15上
に、第2層メタル配線となるAlなどの配線材料を堆積
させる。そして、それをPEPおよびRIE工程により
パターニングして、上記コンタクト19’につながる出
力側の第2層メタル配線14bと、上記コンタクト2
0’につながる入力側の第2層メタル配線14bを形成
する。
Thereafter, a wiring material such as Al to be a second-layer metal wiring is deposited on the second-layer interlayer insulating film 15. Then, it is patterned by PEP and RIE processes, and the output-side second-layer metal wiring 14 b connected to the contact 19 ′ and the contact 2
The input-side second-layer metal wiring 14b connected to 0 'is formed.

【0047】また、同時に、上記各コンタクト31
b’,31c’にそれぞれつながる、上記第2層メタル
配線(中間層の配線層)14bと同層の配線層からなる
一対の中間層配線部31d,31eを形成する(以上、
同図(b)参照)。
At the same time, each of the contacts 31
A pair of intermediate-layer wiring portions 31d and 31e formed of the same wiring layer as the second-layer metal wiring (intermediate-layer wiring layer) 14b are formed to be connected to b 'and 31c', respectively.
FIG.

【0048】この第2層メタル配線14b,14bおよ
び中間層配線部31d,31eの形成時において、反応
性イオンによって出力側の第2層メタル配線14bに生
じた電荷18は、上記コンタクト19’、上記出力側の
第1層メタル配線14a、および、上記ドレインコンタ
クト16’を介して、上記出力用セル12のMOSトラ
ンジスタ12’のドレイン領域12aに流れ込み、グラ
ンドラインまたは電源ラインに流れる。
During the formation of the second-layer metal wirings 14b, 14b and the intermediate-layer wiring portions 31d, 31e, the electric charge 18 generated in the second-layer metal wiring 14b on the output side by the reactive ions is transferred to the contacts 19 ', It flows into the drain region 12a of the MOS transistor 12 'of the output cell 12 via the first-layer metal wiring 14a on the output side and the drain contact 16', and flows to the ground line or the power supply line.

【0049】また、反応性イオンによって入力側の第2
層メタル配線14bに生じた電荷18は、上記コンタク
ト20’を介して、上記入力側の第1層メタル配線14
aに流れ、その入力側の第1層メタル配線14a上に蓄
積される。
Further, the second ions on the input side are caused by the reactive ions.
The charge 18 generated in the layer metal wiring 14b is transferred to the input side first layer metal wiring 14 via the contact 20 '.
a, and is accumulated on the first layer metal wiring 14a on the input side.

【0050】さらに、反応性イオンによって中間層配線
部31d,31eに生じた電荷18のうち、上記中間層
配線部31dに生じた電荷18は、上記コンタクト31
b’を介して、上記入力側の第1層メタル配線14aに
流れ、その入力側の第1層メタル配線14a上に蓄積さ
れる。
Further, of the electric charges 18 generated in the intermediate layer wiring portions 31d and 31e by the reactive ions, the electric charges 18 generated in the intermediate layer wiring portion 31d correspond to the contact 31
The current flows through the input-side first-layer metal wiring 14a via b ′, and is accumulated on the input-side first-layer metal wiring 14a.

【0051】一方、反応性イオンによって中間層配線部
31eに生じた電荷18は、上記コンタクト31c’、
上記下層配線部31a、および、上記ゲートコンタクト
17’を介して、上記入力用セル13のMOSトランジ
スタ13’のゲート電極13aに蓄積される。このと
き、上記中間層配線部31eの配線長を、上記下層配線
部31aと同程度に十分に短くすることにより、上記ゲ
ート電極13aでの電荷18の蓄積を微少にできる。
On the other hand, the charges 18 generated in the intermediate layer wiring portion 31e by the reactive ions are transferred to the contacts 31c ',
The charge is accumulated in the gate electrode 13a of the MOS transistor 13 'of the input cell 13 via the lower wiring portion 31a and the gate contact 17'. At this time, the accumulation of the electric charges 18 in the gate electrode 13a can be made minute by making the wiring length of the intermediate layer wiring portion 31e sufficiently short as much as the lower layer wiring portion 31a.

【0052】次いで、全面に3層目となる層間絶縁膜1
5を堆積させた後、その層間絶縁膜15に対して、上記
出力側の第2層メタル配線14bに達する深さのコンタ
クト孔21、および、上記入力側の第2層メタル配線1
4bに達する深さのコンタクト孔22を開孔する。
Next, an interlayer insulating film 1 serving as a third layer is formed on the entire surface.
5 is deposited on the interlayer insulating film 15, the contact hole 21 having a depth reaching the output-side second-layer metal wiring 14 b, and the input-side second-layer metal wiring 1 are formed.
A contact hole 22 having a depth reaching 4b is formed.

【0053】また、同時に、その3層目の層間絶縁膜1
5に対して、上記中間層配線部31d,31eに達する
深さのコンタクト孔31f,31gを開孔する。そし
て、上記各コンタクト孔21,22,31f,31g内
にWなどの電極材料をそれぞれ埋め込んで、上記出力側
の第2層メタル配線14bにつながるコンタクト2
1’、および、上記入力側の第2層メタル配線14bに
つながるコンタクト22’を形成すると同時に、上記中
間層配線部31d,31eにそれぞれ達する一対のコン
タクト(第二のコンタクト部)31f’,31g’を形
成する。
At the same time, the third interlayer insulating film 1
For 5, contact holes 31 f and 31 g having a depth reaching the intermediate layer wiring portions 31 d and 31 e are formed. Then, an electrode material such as W is buried in each of the contact holes 21, 22, 31f, and 31g to form a contact 2 connected to the output-side second-layer metal wiring 14b.
1 'and a pair of contacts (second contact portions) 31f' and 31g respectively reaching the intermediate layer wiring portions 31d and 31e at the same time as forming the contacts 22 'connected to the input-side second layer metal wiring 14b. 'Form.

【0054】この後、上記3層目の層間絶縁膜15上
に、第3層メタル配線となるAlなどの配線材料を堆積
させる。そして、それをPEPおよびRIE工程により
パターニングして、上記コンタクト21’および上記コ
ンタクト22’にそれぞれつながる、第3層メタル配線
14cを形成する。
Thereafter, a wiring material such as Al to be a third-layer metal wiring is deposited on the third interlayer insulating film 15. Then, it is patterned by PEP and RIE processes to form a third-layer metal wiring 14c connected to the contacts 21 'and 22', respectively.

【0055】また、同時に、上記コンタクト31f’,
31g’の相互を接続する、上記第3層メタル配線(最
上層の配線層)14cと同層の配線層からなる上層配線
部31hを形成する(以上、同図(c)参照)。
At the same time, the contacts 31f ',
An upper-layer wiring portion 31h is formed, which is the same as the third-layer metal wiring (uppermost wiring layer) 14c and interconnects 31g '(see FIG. 3C).

【0056】この第3層メタル配線14cおよび上層配
線部31hの形成工程においては、上記第3層メタル配
線14cの形成により、出力用セル12と入力用セル1
3との間を接続する多層メタル配線14の形成が完了す
るため、反応性イオンによって第3層メタル配線14c
に生じた電荷18は、上記コンタクト21’、上記第2
層メタル配線14b、上記コンタクト19’、上記第1
層メタル配線14a、および、上記ドレインコンタクト
16’を介して、上記出力用セル12のMOSトランジ
スタ12’のドレイン領域12aに流れ込み、グランド
ラインまたは電源ラインに流れる。
In the step of forming the third layer metal wiring 14c and the upper layer wiring portion 31h, the output cell 12 and the input cell 1 are formed by forming the third layer metal wiring 14c.
3 is completed, the formation of the multi-layer metal wiring 14 connecting the third metal wiring 14c to the third metal wiring 14c by reactive ions is completed.
The electric charge 18 generated at the contact 21 ′ and the second
Layer metal wiring 14b, the contact 19 ', the first
It flows into the drain region 12a of the MOS transistor 12 'of the output cell 12 via the layer metal wiring 14a and the drain contact 16', and flows to the ground line or the power supply line.

【0057】また、多層メタル配線14の形成が完了し
たことにより、上記入力側の第1層メタル配線14a上
に蓄積されている電荷18は、上記コンタクト20’、
上記入力側の第2層メタル配線14b、上記コンタクト
22’、上記第3層メタル配線14c、上記コンタクト
21’、上記出力側の第2層メタル配線14b、上記コ
ンタクト19’、上記出力側の第1層メタル配線14
a、および、上記ドレインコンタクト16’を介して、
上記出力用セル12のMOSトランジスタ12’のドレ
イン領域12aに流れ込み、グランドラインまたは電源
ラインに流れる。
Further, since the formation of the multi-layer metal wiring 14 is completed, the electric charge 18 accumulated on the input-side first-layer metal wiring 14a is transferred to the contact 20 ',
The input-side second-layer metal wiring 14b, the contact 22 ', the third-layer metal wiring 14c, the contact 21', the output-side second-layer metal wiring 14b, the contact 19 ', and the output-side second metal wiring 14b. Single-layer metal wiring 14
a, and via the drain contact 16 ′,
It flows into the drain region 12a of the MOS transistor 12 'of the output cell 12, and flows to the ground line or the power supply line.

【0058】一方、反応性イオンによって上層配線部3
1hに生じた電荷18は、上記コンタクト31f’、上
記中間層配線部31d、上記コンタクト31b’、上記
多層メタル配線14、および、上記ドレインコンタクト
16’を介して、上記出力用セル12のMOSトランジ
スタ12’のドレイン領域12aに流れ込み、グランド
ラインまたは電源ラインに流れる。
On the other hand, the upper wiring 3
The charge 18 generated in 1h is transferred to the MOS transistor of the output cell 12 via the contact 31f ', the intermediate layer wiring portion 31d, the contact 31b', the multilayer metal wiring 14, and the drain contact 16 '. 12 'flows into the drain region 12a, and flows to the ground line or the power supply line.

【0059】また、上層配線部31hの形成により、上
記保護回路31の形成が完了することによって、上記入
力用セル13のMOSトランジスタ13’のゲート電極
13aに蓄積されている電荷18は、上記ゲートコンタ
クト17’、上記保護回路31、上記多層メタル配線1
4、および、上記ドレインコンタクト16’を介して、
上記出力用セル12のMOSトランジスタ12’のドレ
イン領域12aに流れ込み、グランドラインまたは電源
ラインに流れる。これにより、上記ゲート電極13での
電荷18の蓄積は解消される。
When the formation of the protection circuit 31 is completed by the formation of the upper wiring portion 31h, the electric charge 18 stored in the gate electrode 13a of the MOS transistor 13 'of the input cell 13 is transferred to the gate electrode 13a. Contact 17 ', protection circuit 31, multilayer metal wiring 1
4, and via the drain contact 16 ',
It flows into the drain region 12a of the MOS transistor 12 'of the output cell 12, and flows to the ground line or the power supply line. Thereby, the accumulation of the electric charge 18 in the gate electrode 13 is eliminated.

【0060】このように、第1層メタル配線14aの形
成時には、入力用セル13のMOSトランジスタ13’
のゲート電極13aとの接続は行わずに、第3層メタル
配線14cと同層の配線層からなる上層配線部31hを
形成した時点でゲート電極13aが多層メタル配線14
と接続されるので、多層メタル配線14の形成工程にお
いて、反応性イオンによって生じた電荷18がゲート電
極13aへと過度に流れ込むことはない。
As described above, when the first-layer metal wiring 14a is formed, the MOS transistor 13 'of the input cell 13 is formed.
The gate electrode 13a is not connected to the gate electrode 13a, and the gate electrode 13a is not connected to the multilayer metal wiring 14h when the upper layer wiring portion 31h formed of the same wiring layer as the third layer metal wiring 14c is formed.
In the step of forming the multi-layer metal wiring 14, the charges 18 generated by the reactive ions do not excessively flow into the gate electrode 13a.

【0061】すなわち、三層構造を有する多層メタル配
線14を介して、出力用セル12と入力用セル13との
間を接続する場合において、入力用セル13の近傍に、
たとえば、多層メタル配線14の最下層である第1層メ
タル配線14aと同層の配線層からなる下層配線部31
a、この下層配線部31aと上記第1層メタル配線14
aとにそれぞれつながる一対のコンタクト31b’,3
1c’、このコンタクト31b’,31c’にそれぞれ
つながる、上記多層メタル配線14の中間層である第2
層メタル配線14bと同層の配線層からなる中間層配線
部31d,31e、この中間層配線部31d,31eに
それぞれつながる一対のコンタクト31f’,31
g’、および、このコンタクト31f’,31g’の相
互を接続する、上記多層メタル配線14の最上層である
第3層メタル配線14cと同層の配線層からなる上層配
線部31hにより構成される保護回路31を設けるよう
にしている。
That is, when the output cell 12 and the input cell 13 are connected via the multilayer metal wiring 14 having the three-layer structure,
For example, the lower layer wiring portion 31 formed of the same wiring layer as the first layer metal wiring 14a which is the lowermost layer of the multilayer metal wiring 14
a, the lower layer wiring portion 31a and the first layer metal wiring 14
a pair of contacts 31b ', 3 respectively connected to
1c ', a second layer which is an intermediate layer of the multi-layer metal wiring 14 and is connected to the contacts 31b' and 31c '.
Intermediate layer wiring portions 31d and 31e formed of the same layer as the layer metal wiring 14b, and a pair of contacts 31f 'and 31 respectively connected to the intermediate layer wiring portions 31d and 31e.
g 'and an upper wiring portion 31h which connects the contacts 31f' and 31g 'to each other and is formed of the same wiring layer as the third metal wiring 14c which is the uppermost layer of the multilayer metal wiring 14. The protection circuit 31 is provided.

【0062】しかも、上記第3層メタル配線14cの形
成工程において、上記上層配線部31hを形成すること
によって保護回路31の形成が完了されて、始めて出力
用セル12のMOSトラジスタ12’のドレイン領域1
2aと、入力用セル13のMOSトランジスタ13’の
ゲート電極13aとが、多層メタル配線14を介して接
続されるようにしている。
In addition, in the step of forming the third-layer metal wiring 14c, the formation of the protection circuit 31 is completed by forming the upper-layer wiring portion 31h, and the drain region of the MOS transistor 12 'of the output cell 12 is not provided until after. 1
2 a and the gate electrode 13 a of the MOS transistor 13 ′ of the input cell 13 are connected via the multilayer metal wiring 14.

【0063】この場合、上層配線部31hを形成するま
では、入力用セル13は、多層メタル配線14とは接続
されず、よって、反応性イオンエッチングによる多層メ
タル配線14の形成時に生じる電荷18の、入力用セル
13のMOSトランジスタ13’のゲート電極13aで
の過度の蓄積を防止することが可能となる。
In this case, the input cell 13 is not connected to the multi-layer metal wiring 14 until the upper-layer wiring portion 31h is formed. Therefore, the electric charge 18 generated when the multi-layer metal wiring 14 is formed by reactive ion etching. In addition, it is possible to prevent excessive accumulation at the gate electrode 13a of the MOS transistor 13 'of the input cell 13.

【0064】したがって、反応性イオンによって生じた
電荷18がゲート電極13aに過度に蓄積されることに
よる破壊から、入力用セル13のMOSトランジスタ1
3’のゲート酸化膜13bを保護することができるもの
である。
Therefore, the charge 18 generated by the reactive ions is excessively accumulated in the gate electrode 13a, and the charge 18 is destroyed.
The 3 ′ gate oxide film 13b can be protected.

【0065】特に、上記した半導体集積回路装置におけ
る、上記保護回路31の設計手法として、たとえば、ゲ
ート電極にコンタクトを介して多層メタル配線14の最
上層と同層の配線層からなる上層配線部31hが接続さ
れているMOSトランジスタをあらかじめ準備してお
き、これを設計の段階で入力用セル13として選択する
ようにした場合には、多層メタル配線14の配線構造は
そのままで、ゲート絶縁膜の破壊を防止することが可能
となり、設計変更などの手間を必要とすることなしに、
容易に実現できる。
In particular, in the semiconductor integrated circuit device described above, as a design method of the protection circuit 31, for example, an upper wiring portion 31h formed of the same wiring layer as the uppermost layer of the multilayer metal wiring 14 via a contact with a gate electrode is provided. Is prepared in advance and this is selected as the input cell 13 at the design stage, the wiring structure of the multi-layer metal wiring 14 is kept as it is, and the gate insulating film is destroyed. Can be prevented, and without the need for trouble such as design changes,
Can be easily realized.

【0066】上記したように、反応性イオンエッチング
による多層メタル配線の形成時に生じる電荷の、その多
層メタル配線につながる入力用セルのMOSトランジス
タのゲート電極への過度の流れ込みを防止できるように
している。
As described above, it is possible to prevent the charge generated during the formation of the multilayer metal wiring by reactive ion etching from excessively flowing into the gate electrode of the MOS transistor of the input cell connected to the multilayer metal wiring. .

【0067】すなわち、入力用セルと多層メタル配線と
の間に保護回路を設け、入力用セルのMOSトランジス
タのゲート電極と多層メタル配線の第1メタル配線との
間を、多層メタル配線の第3層メタル配線と同層の配線
層からなる、保護回路の上層配線部を介して接続するよ
うにしている。
That is, a protection circuit is provided between the input cell and the multilayer metal wiring, and the third metal wiring of the multilayer metal wiring is provided between the gate electrode of the MOS transistor of the input cell and the first metal wiring of the multilayer metal wiring. The connection is made via an upper wiring section of the protection circuit, which is formed of the same wiring layer as the layer metal wiring.

【0068】これにより、上層配線部を形成した時点で
ゲート電極が多層メタル配線と接続されるので、多層メ
タル配線の形成工程において、反応性イオンによって生
じた電荷がゲート電極へと過度に流れ込むのを阻止でき
るようになる。
As a result, the gate electrode is connected to the multi-layered metal wiring at the time of forming the upper-layer wiring portion, so that in the step of forming the multi-layered metal wiring, the charges generated by the reactive ions excessively flow into the gate electrode. Can be stopped.

【0069】したがって、入力用セルのMOSトランジ
スタのゲート絶縁膜を、反応性イオンによって生じる電
荷の、ゲート電極での過度の蓄積による破壊から保護す
ることが可能となり、半導体集積回路装置の歩留まりや
信頼性を向上できるものである。
Therefore, it is possible to protect the gate insulating film of the MOS transistor of the input cell from damage caused by excessive accumulation of charges generated by the reactive ions in the gate electrode, thereby improving the yield and reliability of the semiconductor integrated circuit device. It can improve the performance.

【0070】なお、上記した実施の一形態においては、
コンタクト孔内にタングステンなどの電極材料を埋め込
んで、コンタクトを形成する場合を例に説明したが、こ
れに限らず、たとえばコンタクト孔内にAlなどの配線
材料を埋め込んで、コンタクトとメタル配線とを同一の
材料を用いて一体的に形成することも可能である。
In the embodiment described above,
The case where the contact is formed by burying an electrode material such as tungsten in the contact hole has been described as an example. However, the present invention is not limited to this. For example, a wiring material such as Al is buried in the contact hole and the contact and the metal wiring are formed. It is also possible to integrally form using the same material.

【0071】また、多層メタル配線の配線構造や配線の
総数などに関しても、何ら、限定されるものではない。
その他、この発明の要旨を変えない範囲において、種々
変形実施可能なことは勿論である。
The wiring structure of the multilayer metal wiring and the total number of wirings are not limited at all.
Of course, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上、詳述したようにこの発明によれ
ば、第一のトランジスタのドレイン領域と第二のトラン
ジスタのゲート電極とを、多層構造の配線により接続し
てなるものおよび場合において、反応性イオンエッチン
グによる多層構造の配線の形成時に、その配線につなが
る第二のトランジスタのゲート絶縁膜が破壊されるのを
防止でき、歩留まりや信頼性を向上することが可能な半
導体集積回路装置およびその設計手法を提供できる。
As described above in detail, according to the present invention, in the case where the drain region of the first transistor and the gate electrode of the second transistor are connected by a multilayer wiring, A semiconductor integrated circuit device capable of preventing a gate insulating film of a second transistor connected to the wiring from being destroyed when a wiring having a multilayer structure is formed by reactive ion etching and capable of improving yield and reliability; and The design method can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の実施の一形態にかかる半導体集積回
路装置の基本的な構成を示す概略図。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a basic configuration of a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention.

【図2】同じく、半導体集積回路装置における、多層メ
タル配線の形成工程を説明するために示す概略断面図。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view similarly illustrating a step of forming a multilayer metal wiring in the semiconductor integrated circuit device.

【図3】従来技術とその問題点を説明するために示す、
半導体集積回路装置の概略図。
FIG. 3 is shown to explain the prior art and its problems;
FIG. 1 is a schematic diagram of a semiconductor integrated circuit device.

【図4】同じく、従来の半導体集積回路装置における、
多層メタル配線の形成工程を説明するために示す概略断
面図。
FIG. 4 is a diagram showing a conventional semiconductor integrated circuit device.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view shown for explaining a step of forming a multilayer metal wiring.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…基板 12…出力用セル 12’…MOSトランジスタ 12a…ドレイン領域 13…入力用セル 13’…MOSトランジスタ 13a…ゲート電極 13b…ゲート酸化膜 14…多層メタル配線 14a…第1層メタル配線 14b…第2層メタル配線 14c…第3層メタル配線 15…層間絶縁膜 16…コンタクト孔 16’…ドレインコンタクト 17…コンタクト孔 17’…ゲートコンタクト 18…電荷 19,20…コンタクト孔 19’,20’…コンタクト 21,22…コンタクト孔 21’,22’…コンタクト 31…保護回路 31a…下層配線部 31b,31c…コンタクト孔 31b’,31c’…コンタクト 31d,31e…中間層配線部 31f,31g…コンタクト孔 31f’,31g’…コンタクト 31h…上層配線部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Substrate 12 ... Output cell 12 '... MOS transistor 12a ... Drain region 13 ... Input cell 13' ... MOS transistor 13a ... Gate electrode 13b ... Gate oxide film 14 ... Multilayer metal wiring 14a ... First layer metal wiring 14b ... Second-layer metal wiring 14c Third-layer metal wiring 15 Interlayer insulating film 16 Contact hole 16 'Drain contact 17 Contact hole 17' Gate contact 18 Charge 19, 20 Contact hole 19 ', 20' Contact 21, 22 Contact hole 21 ', 22' Contact 31 Protection circuit 31a Lower wiring 31b, 31c Contact hole 31b ', 31c' Contact 31d, 31e Intermediate wiring 31f, 31g Contact hole 31f ', 31g' ... contact 31h ... upper layer arrangement Part

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F004 AA06 BA11 BD06 DB03 DB09 DB10 EA30 EB01 EB02 5F033 AA02 AA15 AA63 BA12 BA15 CA04 DA02 DA05 DA15 DA35 DA36 EA15 5F040 DA19 DA23 DB03 DC01 EC01 EC26 EH01 EJ03 EJ09 EL01 FC10 5F048 AA02 AA07 AB02 AC03 BA01 BB05 BF02 BF07 BF12 BF15 BF16 BF19 CC06 CC11 CC13 CC15 CC19  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference) AB02 AC03 BA01 BB05 BF02 BF07 BF12 BF15 BF16 BF19 CC06 CC11 CC13 CC15 CC19

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第一のトランジスタのドレイン領域と第
二のトランジスタのゲート電極とを、多層構造の配線に
より接続してなる半導体集積回路装置において、 前記第二のトランジスタのゲート電極と前記配線の最下
層の配線層との間に保護回路を設けたことを特徴とする
半導体集積回路装置。
1. A semiconductor integrated circuit device in which a drain region of a first transistor and a gate electrode of a second transistor are connected by a multilayer wiring, wherein the gate electrode of the second transistor and the wiring of the wiring are connected to each other. A semiconductor integrated circuit device, wherein a protection circuit is provided between a lowermost wiring layer.
【請求項2】 前記第一のトランジスタは、出力用セル
を構成することを特徴とする請求項1に記載の半導体集
積回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said first transistor forms an output cell.
【請求項3】 前記第二のトランジスタは、入力用セル
を構成することを特徴とする請求項1に記載の半導体集
積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said second transistor forms an input cell.
【請求項4】 前記保護回路は、少なくとも、前記配線
の最下層の配線層と同層の配線層からなる下層配線部、
この下層配線部と前記配線の最下層の配線層からなる前
記第二のトランジスタ上の配線層とにそれぞれつながる
一対のコンタクト部、および、この一対のコンタクト部
の相互を接続する、前記配線の最上層の配線層と同層の
配線層からなる上層配線部によって構成されてなること
を特徴とする請求項1に記載の半導体集積回路装置。
4. The protection circuit according to claim 1, wherein at least a lower wiring portion including a wiring layer of the same layer as a lowermost wiring layer of the wiring,
A pair of contact portions respectively connected to the lower wiring portion and a wiring layer on the second transistor formed of the lowermost wiring layer of the wiring; and a pair of the wiring portions connecting the pair of contact portions to each other. 2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the semiconductor integrated circuit device is configured by an upper wiring portion including an upper wiring layer and the same wiring layer.
【請求項5】 前記保護回路は、前記配線の最下層の配
線層と同層の配線層からなる下層配線部、この下層配線
部と前記配線の最下層の配線層からなる前記第二のトラ
ンジスタ上の配線層とにそれぞれつながる一対の第一の
コンタクト部、この第一のコンタクト部にそれぞれつな
がる、前記配線の中間層の配線層と同層の配線層からな
る一対の中間配線部、この一対の中間配線部にそれぞれ
つながる一対の第二のコンタクト部、および、この第二
のコンタクト部の相互を接続する、前記配線の最上層の
配線層と同層の配線層からなる上層配線部によって構成
されてなることを特徴とする請求項1に記載の半導体集
積回路装置。
5. The protection circuit according to claim 1, wherein the protection circuit includes a lower wiring portion including the same wiring layer as a lowermost wiring layer of the wiring, and the second transistor including the lower wiring portion and a lowermost wiring layer of the wiring. A pair of first contact portions respectively connected to an upper wiring layer, a pair of intermediate wiring portions each connected to the first contact portion and formed of the same wiring layer as the wiring layer of the intermediate layer of the wiring, And a pair of second contact portions respectively connected to the intermediate wiring portion, and an upper wiring portion which connects the second contact portions to each other and which is formed of the same wiring layer as the uppermost wiring layer of the wiring. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein:
【請求項6】 前記下層配線部は、ゲートコンタクトを
介して、前記第二のトランジスタのゲート電極に接続さ
れていることを特徴とする請求項4または請求項5のい
ずれかに記載の半導体集積回路装置。
6. The semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein the lower layer wiring portion is connected to a gate electrode of the second transistor via a gate contact. Circuit device.
【請求項7】 前記第二のトランジスタのゲート電極と
前記上層配線部とは、最短距離を有して接続されること
を特徴とする請求項4または請求項5のいずれかに記載
の半導体集積回路装置。
7. The semiconductor integrated circuit according to claim 4, wherein a gate electrode of said second transistor and said upper wiring portion are connected with a shortest distance. Circuit device.
【請求項8】 前記第一のトランジスタのドレイン領域
は、ドレインコンタクトを介して、前記配線の最下層の
配線層からなる配線層に接続されていることを特徴とす
る請求項1に記載の半導体集積回路装置。
8. The semiconductor according to claim 1, wherein a drain region of the first transistor is connected to a wiring layer formed of a lowermost wiring layer of the wiring via a drain contact. Integrated circuit device.
【請求項9】 第一のトランジスタのドレイン領域と第
二のトランジスタのゲート電極とを、多層構造の配線に
より接続してなる半導体集積回路装置の設計手法におい
て、 反応性イオンエッチングによる前記配線の形成時に、該
反応性イオンによって生じる電荷が、前記第二のトラン
ジスタのゲート電極に過度に蓄積されるのを防止するた
めに、ゲート電極にコンタクトを介して、前記配線の最
上層の配線層と同層の配線層からなる上層配線部が接続
されてなるトランジスタを、前記第二のトランジスタと
して使用することを特徴とする半導体集積回路装置の設
計手法。
9. A method for designing a semiconductor integrated circuit device in which a drain region of a first transistor and a gate electrode of a second transistor are connected by a wiring having a multilayer structure, wherein the wiring is formed by reactive ion etching. Sometimes, in order to prevent the charge generated by the reactive ions from being excessively accumulated in the gate electrode of the second transistor, the gate electrode is contacted with the uppermost wiring layer of the wiring via a contact. A method for designing a semiconductor integrated circuit device, characterized in that a transistor connected to an upper wiring portion composed of a plurality of wiring layers is used as the second transistor.
【請求項10】 前記ゲート電極と前記上層配線部と
は、最短距離を有して接続されることを特徴とする請求
項9に記載の半導体集積回路装置の設計手法。
10. The method of designing a semiconductor integrated circuit device according to claim 9, wherein said gate electrode and said upper wiring portion are connected with a shortest distance.
【請求項11】 前記上層配線部を、コンタクトを介し
て、前記配線の最下層の配線層からなる配線層と接続す
ることにより、前記配線の形成時に、該反応性イオンに
よって生じる電荷が、前記第二のトランジスタのゲート
電極に過度に蓄積されるのを防止するための保護回路を
構成することを特徴とする請求項9に記載の半導体集積
回路装置の設計手法。
11. The method according to claim 11, wherein the upper layer wiring section is connected to a wiring layer formed of a lowermost wiring layer of the wiring via a contact, so that the charge generated by the reactive ions at the time of forming the wiring is reduced. The method of designing a semiconductor integrated circuit device according to claim 9, wherein a protection circuit for preventing excessive accumulation in a gate electrode of the second transistor is configured.
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