JP2003133421A - Semiconductor integrated circuit device and method of its manufacture - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and method of its manufacture

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JP2003133421A
JP2003133421A JP2001324658A JP2001324658A JP2003133421A JP 2003133421 A JP2003133421 A JP 2003133421A JP 2001324658 A JP2001324658 A JP 2001324658A JP 2001324658 A JP2001324658 A JP 2001324658A JP 2003133421 A JP2003133421 A JP 2003133421A
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JP
Japan
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integrated circuit
metal member
circuit device
semiconductor integrated
wiring
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JP2001324658A
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Jiro Koide
二郎 小出
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Seiko Epson Corp
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Seiko Epson Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor integrated circuit device having a highly reliable wiring structure that stabilizes a ground potential level and is hard to get influenced by noise, and a method of manufacturing this device. SOLUTION: An integrated circuit manufactured by applying a metal multilayer wiring technique is shown. For example, a desired well zone and element are formed on a p-type semiconductor substrate 10, and metal wiring layers M1 to M4 having aluminum, for example, as a main component are formed to constitute the integrated circuit 11. The top layer is provided with a wiring layer M5 based on a metal member (Cu, for example) having diamagnetism properties, and it is connected with the high-concentration zone 12 of the substrate through a via hole VIA. The reference potential on the integrated circuit, e.g. the ground potential VSS is given to the wiring layer M5. A part of the wiring layer M4 constituting a ground pad 13 guided out as an external connection part and the wiring layer M5 are connected through the via hole.

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】本発明は、半導体集積回路装
置における内部配線構造に係り、特に低電圧電源で高速
動作が要求される半導体集積回路装置及びその設計方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an internal wiring structure in a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device which requires a high speed operation with a low voltage power supply and a design method thereof.

【0002】 [発明の詳細な説明][0002] [Detailed Description of the Invention]

【従来の技術】LSIチップ等の半導体集積回路装置は
低電源電圧化、小型化、薄型化が進みより高速な動作が
要求されている。様々な電子機器、特に携帯用の小型電
子機器に内蔵され、ディジタルIC、アナログICを混
載した製品も少なくない。
2. Description of the Related Art Semiconductor integrated circuit devices such as LSI chips are required to operate at higher speed due to lower power supply voltage, smaller size and thinner thickness. There are not a few products that are built in various electronic devices, especially small portable electronic devices, and have a digital IC and an analog IC mounted together.

【0003】これら半導体集積回路装置は、メタルの多
層配線構造を含む。下層側のメタルで電源電圧VDD及
びVSS(グランド電位)のラインをある程度確保し、
上層側のメタルの大半を配置配線用のCAD(Computer
Aided Design)資源として利用することが多い。下層
側のメタルは、続く積層の工程上、より薄く形成される
のが一般的である。
These semiconductor integrated circuit devices include a metal multilayer wiring structure. Secure the lines of power supply voltage VDD and VSS (ground potential) to some extent with the metal on the lower layer side,
Most of the upper-layer metal is CAD (Computer for placement and wiring)
It is often used as a resource. The metal on the lower layer side is generally formed thinner in the subsequent stacking process.

【0004】電源電圧(VDD)に関しては上層側のメ
タル配線を特に割り当てる手法もあるが、グランド電位
(VSS)確保に関してはあまり考慮されていない。最
外郭周囲付近に形成されたVSSラインとしてのメタル
がビアを介して基板へ接続されているものが多い。
Regarding the power supply voltage (VDD), there is a method of allocating the metal wiring on the upper layer side in particular, but little consideration is given to securing the ground potential (VSS). In many cases, metal as a VSS line formed near the outermost periphery is connected to the substrate via a via.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】低電源電圧の高速IC
を設計する場合、電源電圧の変動は致命的である。入力
電圧判定レベルをVDD×1/2に設定できるCMOS
技術であっても、PチャネルMOSFET、Nチャネル
MOSFETの素子寸法を同一にしている場合では判定
レベルがグランド側に寄ってしまう。このため、グラン
ド電位VSSの浮き上がり(内部バウンス)によるノイ
ズも、誤動作、ノイズマージン減少の一因となる。
High speed IC with low power supply voltage
When designing, the fluctuation of the power supply voltage is fatal. CMOS that can set the input voltage judgment level to VDD × 1/2
Even if it is a technique, the determination level will be closer to the ground side when the device dimensions of the P-channel MOSFET and the N-channel MOSFET are the same. Therefore, noise caused by the floating of the ground potential VSS (internal bounce) also contributes to malfunction and reduction of noise margin.

【0006】また、自然現象によるノイズ、また、他の
電子機器、隣接するICチップからのノイズ、あるいは
自身で発せられるノイズ等、好ましくない影響を受ける
電磁妨害(あたは電磁干渉)、いわゆるEMI(electr
omagnetic Interference)の対策も考慮しなければなら
ない。
[0006] Further, noise caused by natural phenomena, noise from other electronic devices, adjacent IC chips, noise generated by itself, and the like, which are unfavorably affected, electromagnetic interference (that is, electromagnetic interference), so-called EMI. (Electr
Countermeasures against omagnetic interference should also be considered.

【0007】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたもので、半導体集積回路自身のグランド電位レベル
を安定させると共に、外来ノイズの影響を受け難い高信
頼性の配線構造を有する半導体集積回路装置及びその製
造方法を提供しようとするものである。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has a semiconductor integrated circuit having a highly reliable wiring structure which stabilizes the ground potential level of the semiconductor integrated circuit itself and is hardly affected by external noise. A circuit device and a method for manufacturing the same are provided.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体集積
回路装置は、メタル多層配線技術を適用した集積回路に
関し、最上層の配線層が少なくとも反磁性の性質を有す
る金属部材からなり、かつこの金属部材に前記集積回路
の基準電位が与えられることを特徴とする。
A semiconductor integrated circuit device according to the present invention relates to an integrated circuit to which a metal multi-layer wiring technique is applied, in which an uppermost wiring layer is composed of at least a metal member having a diamagnetic property, and A reference potential of the integrated circuit is applied to the metal member.

【0009】上記本発明に係る半導体集積回路装置によ
れば、構成される集積回路の基準電位が与えられるよう
にした金属部材を最上層に設ける。設置面積が広くで
き、安定した基準電位が得られるのでノイズ対策とな
る。しかも、反磁性を有する金属部材で構成されること
によりEMI対策にもなり得る。
According to the above-described semiconductor integrated circuit device of the present invention, the metal member adapted to be applied with the reference potential of the integrated circuit is provided in the uppermost layer. Since the installation area can be increased and a stable reference potential can be obtained, it is a measure against noise. Moreover, it can be a countermeasure against EMI by being composed of a metal member having diamagnetism.

【0010】上記金属部材は、メッシュ状パターンとな
っていることを特徴とする。このパターンによれば、メ
ッシュサイズを工夫することにより、特定周波数のノイ
ズを有効に抑制することも期待できる。
The metal member has a mesh pattern. According to this pattern, it is expected that noise of a specific frequency can be effectively suppressed by devising the mesh size.

【0011】または、上記金属部材は、ストライプ状パ
ターンでとなっていることを特徴とする。このパターン
によれば、高密度なメッシュに比べて効果は低くなる
が、上記同様ノイズを抑制する作用がある。
Alternatively, the metal member has a striped pattern. According to this pattern, the effect is lower than that of the high-density mesh, but it has the effect of suppressing noise as described above.

【0012】また、上記金属部材は、下地金属材を被覆
した形態を伴ない定着されていることを特徴とする。上
記金属部材を形成する下地によってはバリア性、密着性
を向上させる下地金属材を必要とすることがある。
Further, the above-mentioned metal member is characterized in that it is fixed with a form in which a base metal material is covered. Depending on the base on which the metal member is formed, a base metal material that improves the barrier property and the adhesiveness may be required.

【0013】また、上記金属部材は、外部接続部として
の所定パッドに電気的に接続され、上記集積回路の基板
に基準電位が与えられることを特徴とする。所定パッド
への電気的接続は多層配線中の適当な部分で行う構成や
所定パッドへの直接的な接続構成が考えられる。
Further, the metal member is electrically connected to a predetermined pad as an external connection portion, and a reference potential is applied to the substrate of the integrated circuit. The electrical connection to the predetermined pad may be a configuration performed at an appropriate portion in the multilayer wiring or a direct connection configuration to the predetermined pad.

【0014】上記したような金属部材は、Cuを含むこ
とを特徴とする。Cuは埋め込み配線材料としても確立
されており、しかも反磁性の性質を有する。これによ
り、電磁シールド効果への寄与は多大である。
The metal member as described above is characterized by containing Cu. Cu has been established as a buried wiring material and has a diamagnetic property. This makes a great contribution to the electromagnetic shield effect.

【0015】また、上記したような金属部材は、上記集
積回路がブロックに分けられていたなら、そのブロック
に応じて個々に領域化されており、集積回路ブロックに
よっては、上記基準電位が付与される以外の状態の領域
も設けられているという構成をさらに具備することを特
徴とする。それぞれ集積回路ブロック毎にノイズ対策が
強化できる。
If the integrated circuit is divided into blocks, the metal members as described above are individually divided into regions according to the blocks, and the reference potential is applied depending on the integrated circuit block. It is characterized by further comprising a configuration in which a region in a state other than the above is also provided. Noise countermeasures can be strengthened for each integrated circuit block.

【0016】また、上記したような集積回路は、アナロ
グ集積回路及びディジタル集積回路が混載されたハイブ
リッドICであってもよい。そして、それぞれの集積回
路のブロックに応じて上記金属部材のパターンが個々に
設けられ、この金属部材のパターンにおいて、アナログ
集積回路上における電気的にフローティング状態の領域
をさらに具備することを特徴とする。クロックノイズの
シールド効果、電磁シールドの効果を重視する部分もあ
り、それぞれ集積回路のブロック毎にノイズ対策が強化
できる。
The integrated circuit as described above may be a hybrid IC in which an analog integrated circuit and a digital integrated circuit are mounted together. The pattern of the metal member is individually provided according to each integrated circuit block, and the pattern of the metal member further includes an electrically floating region on the analog integrated circuit. . There is a part that emphasizes the effect of the clock noise shield and the effect of the electromagnetic shield, and the noise countermeasure can be strengthened for each block of the integrated circuit.

【0017】本発明に係る半導体集積回路装置の製造方
法は、半導体基板上に素子を形成し層間絶縁膜を介する
多層配線により集積回路を構成してそれぞれ必要とする
外部接続用の各パッドを導出するのに伴ない、前記半導
体基板に基準電位が与えられるための配線接続部を、前
記パッドとは別に最上層に至るまで形成しておき、前記
集積回路の所定領域上方の層間絶縁膜上に前記配線接続
部上を含んで反磁性の性質を有する金属部材のパターン
を形成することを特徴とする。
In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, an element is formed on a semiconductor substrate, an integrated circuit is constituted by a multilayer wiring via an interlayer insulating film, and each required pad for external connection is derived. Accordingly, a wiring connection portion for applying a reference potential to the semiconductor substrate is formed up to the uppermost layer separately from the pad, and is formed on the interlayer insulating film above a predetermined region of the integrated circuit. It is characterized in that a pattern of a metal member having a diamagnetic property is formed including on the wiring connection portion.

【0018】上記本発明に係る半導体集積回路装置の製
造方法によれば、基板への基準電位が与えられる配線接
続部と接続される反磁性を有する金属部材が多層配線の
最上層にだけに設けられるようになる。面積が広く取
れ、安定した基準電位が得られるのでノイズ対策とな
る。しかも、反磁性を有する金属部材の部分適用で、安
価にEMI対策もできる。
According to the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device of the present invention, the diamagnetic metal member connected to the wiring connecting portion to which the reference potential is applied to the substrate is provided only in the uppermost layer of the multilayer wiring. Will be available. A large area can be obtained and a stable reference potential can be obtained, which is a measure against noise. Moreover, by partially applying the diamagnetic metal member, the EMI countermeasure can be inexpensively performed.

【0019】また、上記金属部材のパターンは、集積回
路のブロックに応じて個々に分け、基準電位が付与され
る以外の状態の領域も同時に形成する工程を具備したこ
とを特徴とする。多層配線最上層にて、それぞれ集積回
路ブロック毎にノイズ対策が強化できる。
The pattern of the metal member is characterized by including a step of dividing the pattern of the metal member into individual blocks according to the blocks of the integrated circuit and simultaneously forming a region in a state other than a state where a reference potential is applied. At the uppermost layer of the multilayer wiring, noise countermeasures can be strengthened for each integrated circuit block.

【0020】なお、上記金属部材はスパッタ法による定
着及びフォトリソグラフィ技術の利用によりパターニン
グされることを特徴とする。または、上記金属部材は下
地金属材を被覆してからその上に定着させることを特徴
とする。上記金属部材を形成する下地によってはバリア
性、密着性を向上させる下地金属材を必要とすることが
ある。最終工程に近いので、製法も適当な選択ができ
る。
The metal member is characterized in that it is patterned by fixing by a sputtering method and utilizing a photolithography technique. Alternatively, the metal member is characterized in that it is coated with a base metal material and then fixed on it. Depending on the base on which the metal member is formed, a base metal material that improves the barrier property and the adhesiveness may be required. Since it is close to the final step, the manufacturing method can be selected appropriately.

【0021】また、上記金属部材を含む最上層に保護膜
を形成する工程をさらに具備することを特徴とする。す
なわち、パッド部分を開口する保護膜を形成する。保護
膜間に上記金属部材を配備する構成が考えられる。
Further, the method is characterized by further comprising a step of forming a protective film on the uppermost layer including the metal member. That is, a protective film that opens the pad portion is formed. A configuration in which the metal member is provided between the protective films is conceivable.

【0022】上記したような金属部材は、Cuを含むこ
とを特徴とする。Cuは埋め込み配線材料としても確立
されており、しかも反磁性の性質を有する。これによ
り、電磁シールド効果への寄与は多大である。
The metal member as described above is characterized by containing Cu. Cu has been established as a buried wiring material and has a diamagnetic property. This makes a great contribution to the electromagnetic shield effect.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は、本発明の第1実施形態に
係る半導体集積回路装置の要部構成を示す断面図であ
る。メタル多層配線技術を適用した集積回路が示されて
いる。例えばP型半導体基板10上に所望のウェル領域
や素子が形成され、例えばアルミニウムを主成分とする
メタル配線層M1〜M4が形成され集積回路11が構成
されている。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a main part of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention. An integrated circuit to which metal multi-layer wiring technology is applied is shown. For example, desired well regions and elements are formed on the P-type semiconductor substrate 10, metal wiring layers M1 to M4 containing aluminum as a main component are formed, and the integrated circuit 11 is configured.

【0024】この実施形態では、最上層において、反磁
性の性質を有する金属部材(例えばCu)による配線層
M5が設けられており、基板の高濃度領域12とビアV
IAを介して接続されている。このようなM5配線層と
繋がるビアは一つでなく複数所定箇所に設けられてい
る。
In this embodiment, the wiring layer M5 made of a metal member (for example, Cu) having a diamagnetic property is provided in the uppermost layer, and the high concentration region 12 and the via V of the substrate are provided.
It is connected via IA. The vias connected to the M5 wiring layer are not provided in one but in a plurality of predetermined places.

【0025】配線層M5は集積回路における基準電位、
例えばグランド電位VSSが与えられる。ここでは、外
部接続部として導出されるグランドパッド13を構成す
る配線層M4の一部と配線層M5とがビアを介して接続
される。なお、集積回路の設計上、グランドパッド13
と電気的に接続される必要のある内部配線のために、M
1〜M4のいずれかの配線層が利用されるのはいうまで
もない。
The wiring layer M5 is a reference potential in the integrated circuit,
For example, the ground potential VSS is applied. Here, a part of the wiring layer M4 that constitutes the ground pad 13 that is derived as an external connection portion and the wiring layer M5 are connected via a via. In addition, in designing the integrated circuit, the ground pad 13
M for internal wiring that needs to be electrically connected to
It goes without saying that any one of the wiring layers 1 to M4 is used.

【0026】上記第1実施形態の半導体集積回路装置に
よれば、構成される集積回路の基準電位(グランド電位
VSS)が与えられるようにした配線層M5を最上層と
して面積を広く取ることができる。これにより、安定し
た基準電位が得られるのでノイズ対策となる。しかも、
反磁性を有する金属部材で構成されることによりEMI
対策にもなり得る。
According to the semiconductor integrated circuit device of the first embodiment, the wiring layer M5 adapted to be supplied with the reference potential (ground potential VSS) of the integrated circuit to be formed can be used as the uppermost layer to have a large area. . As a result, a stable reference potential can be obtained, which is a measure against noise. Moreover,
EMI by being composed of a diamagnetic metal member
It can also be a countermeasure.

【0027】図2は、図1の構成をICチップで示した
上面図である。配線層M5は、例えばCuを主成分とす
るメッシュパターンとなっており、ICチップ内部の集
積回路上を覆うように構成されている。上述したよう
に、内部の配線層を用いてグランドパッド13に接続さ
れている。特に指示しないが他の電源パッドや信号パッ
ドも配列されている。
FIG. 2 is a top view showing the structure of FIG. 1 as an IC chip. The wiring layer M5 has, for example, a mesh pattern containing Cu as a main component, and is configured to cover the integrated circuit inside the IC chip. As described above, it is connected to the ground pad 13 using the internal wiring layer. Although not otherwise specified, other power supply pads and signal pads are also arranged.

【0028】図3、図4は、それぞれ図2の構成の変形
例である。その他、さらに細かい様々なパターンが考え
られる。ストライプピッチ、メッシュサイズを工夫する
ことにより、特定周波数のノイズを有効に抑制すること
も期待できる。また、グランドパッド13の取り方、あ
るいは、内部の配線層を用いたグランドラインの取り方
も様々考えられ、最上層のM5と接続されるようにすれ
ばよい。
3 and 4 are modifications of the configuration of FIG. 2, respectively. In addition, various finer patterns are possible. By devising the stripe pitch and mesh size, it can be expected that noise at a specific frequency can be effectively suppressed. Further, there are various possible ways of forming the ground pad 13 or a ground line using an internal wiring layer, and it may be connected to the uppermost layer M5.

【0029】図5(a)〜(c)は、それぞれ図1の構
成に係る要部の製造方法の一例を工程順に示す断面図で
ある。メタル多層配線技術を適用し配線層M4までで集
積回路が構成される。例えば配線層M4を含み各外部接
続用のパッドがパターニング形成される。その後、パッ
ドも含め、第1保護膜として絶縁膜16で上面を覆う
(図5(a))。
FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views showing an example of a method of manufacturing a main part according to the configuration of FIG. 1 in the order of steps. An integrated circuit is configured up to the wiring layer M4 by applying the metal multilayer wiring technology. For example, the pad for each external connection including the wiring layer M4 is formed by patterning. After that, the upper surface including the pad is covered with the insulating film 16 as the first protective film (FIG. 5A).

【0030】次に、フォトリソグラフィ技術を用い、基
板領域に接続されスタックトビア(VIA)等を含んで
導出されるべき所定のM4配線層の部分を開口する(開
口部HL)。その後、絶縁膜15上及び開口部HL上に
下地材14及びCu材15をスパッタ形成する(図5
(b))。
Next, using photolithography, a portion of a predetermined M4 wiring layer that is to be connected to the substrate region and should be led out including the stacked via (VIA) is opened (opening HL). After that, the base material 14 and the Cu material 15 are sputtered on the insulating film 15 and the openings HL (FIG. 5).
(B)).

【0031】次に、フォトリソグラフィ技術を用いてC
u材15(下地材14含む)を所定パターン(図2〜図
4参照)に形成した後、第2、第3保護膜として絶縁膜
17、18を被覆する。これにより、絶縁膜16〜18
をパッシベーション膜PFとする。その後、パッシベー
ション膜PFに対し、フォトリソグラフィ技術を用いて
各パッド部分を開口する(図5(c))。
Next, by using photolithography technology, C
After the u material 15 (including the base material 14) is formed in a predetermined pattern (see FIGS. 2 to 4), the insulating films 17 and 18 are coated as second and third protective films. Thereby, the insulating films 16-18
Is a passivation film PF. After that, each pad portion is opened in the passivation film PF by using a photolithography technique (FIG. 5C).

【0032】上記絶縁膜16はシリコン酸化膜、下地材
14はシリコン酸化膜との密着性の良好なバリアメタ
ル、絶縁膜17はシリコン窒化膜、絶縁膜18はシリコ
ン酸化膜を想定している。すなわち、ここでのパッシベ
ーション膜PFは、シリコン酸化膜/シリコン窒化膜/
シリコン酸化膜の積層構造である。これは一例であり、
その他にも考えられる。
It is assumed that the insulating film 16 is a silicon oxide film, the base material 14 is a barrier metal having good adhesion to the silicon oxide film, the insulating film 17 is a silicon nitride film, and the insulating film 18 is a silicon oxide film. That is, the passivation film PF here is a silicon oxide film / silicon nitride film /
It is a laminated structure of silicon oxide films. This is an example,
Other possibilities are possible.

【0033】上記実施形態の方法によれば、基板10へ
の基準電位が与えられる配線接続部と接続される、反磁
性を有するCu材15が多層配線の最上層(M5)に設
けられるようになる。面積が広く取れ、安定した基準電
位が得られるのでノイズ対策となる。しかも、反磁性を
有するCu材の部分適用で、安価にEMI対策もでき
る。
According to the method of the above embodiment, the diamagnetic Cu material 15 connected to the wiring connection portion to which the reference potential is applied to the substrate 10 is provided in the uppermost layer (M5) of the multilayer wiring. Become. A large area can be obtained and a stable reference potential can be obtained, which is a measure against noise. Moreover, by partially applying the Cu material having diamagnetism, the EMI countermeasure can be inexpensively performed.

【0034】図6は、本発明の第2実施形態に係る半導
体集積回路装置の要部構成であり、チップ領域主表面を
示す平面図である。メタル多層配線技術を適用し、アナ
ログ集積回路21及びディジタル集積回路22が混載さ
れた構成の一例である。
FIG. 6 is a plan view showing a main surface of a chip region, which is a main part configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention. This is an example of a configuration in which an analog integrated circuit 21 and a digital integrated circuit 22 are mounted together by applying a metal multilayer wiring technology.

【0035】上記ディジタル集積回路22の領域上は、
前記第1実施形態と同様に、最上の配線層において、反
磁性の性質を有する金属部材(例えばCu)による最上
層メタルMtop-22が設けられており、基板の高濃度領域
とビアを介して接続されている。そのパターンは例えば
前記図3に示すようなストライプパターンであり、1パ
ターン毎に内部の配線層を用いて基板の所定領域と電気
的に接続されようになっている共にグランドパッド23
に接続されている。
On the area of the digital integrated circuit 22,
Similar to the first embodiment, the uppermost wiring layer is provided with the uppermost metal Mtop-22 made of a metal member (for example, Cu) having a diamagnetic property, and is provided with a high concentration region of the substrate and a via. It is connected. The pattern is, for example, a stripe pattern as shown in FIG. 3, and each pattern is designed to be electrically connected to a predetermined region of the substrate by using an internal wiring layer.
It is connected to the.

【0036】上記アナログ集積回路21の領域上は、最
上層メタルMtop-21として、やはり反磁性の性質を有す
る金属部材(例えばCu)が設けられるが、電気的にフ
ローティング状態になっている。そのパターンは例えば
前記図2に示すようなメッシュパターンである。また、
アナログ集積回路21の領域を取り囲むように基板上に
グランド電位(グランドパッド23に繋がる)のガード
バンドGBが設けられている。このように、フローティ
ングのメッシュパターンを伴うことによって、クロック
ノイズのシールド効果、電磁シールドの効果を重視する
領域として適宜構成可能である。
On the area of the analog integrated circuit 21, a metal member (for example, Cu) also having a diamagnetic property is provided as the uppermost metal Mtop-21, but it is in an electrically floating state. The pattern is, for example, a mesh pattern as shown in FIG. Also,
A guard band GB having a ground potential (connected to the ground pad 23) is provided on the substrate so as to surround the area of the analog integrated circuit 21. As described above, by including the floating mesh pattern, the region can be appropriately configured as a region in which the shield effect of clock noise and the effect of electromagnetic shield are emphasized.

【0037】上記実施形態の構成によれば、集積回路が
ブロックに分けられる場合、そのブロックに応じて個々
に領域化された反磁性の性質を有する金属部材を最上層
でパターン化できる。集積回路ブロックによっては、基
準電位が付与される以外の状態の領域も設けられる構成
が実現できる。これにより、それぞれ集積回路ブロック
毎にノイズ対策が強化できる。
According to the configuration of the above embodiment, when the integrated circuit is divided into blocks, the metal member having the diamagnetic property, which is individually divided into regions according to the blocks, can be patterned in the uppermost layer. Depending on the integrated circuit block, it is possible to realize a configuration in which a region in a state other than the state where the reference potential is applied is also provided. As a result, noise countermeasures can be strengthened for each integrated circuit block.

【0038】図7(a)〜(c)は、それぞれ図6の構
成に係る要部の製造方法を工程順に示す平面図である。
図7(a)に示すように、n層(nは所定の自然数)の
メタル多層配線技術を適用し集積回路ウェハが構成され
る。多層配線(n−1)層までを含んでアナログ集積回
路21、ディジタル集積回路22、及び各外部接続用の
パッドPADがパターニング形成される構成まで達成す
る。その中にはアナログ集積回路21の領域を取り囲む
ようにグランド電位のガードバンドGBの設置も含まれ
る。
FIGS. 7A to 7C are plan views showing a method of manufacturing a main part having the structure of FIG. 6 in the order of steps.
As shown in FIG. 7A, an n-layer (n is a predetermined natural number) metal multilayer wiring technique is applied to form an integrated circuit wafer. It is possible to achieve a structure in which the analog integrated circuit 21, the digital integrated circuit 22, and the pads PAD for each external connection are formed by patterning including the multilayer wiring (n-1) layers. It also includes installation of a guard band GB of ground potential so as to surround the area of the analog integrated circuit 21.

【0039】また、ディジタル集積回路22の領域の所
定箇所には、内部の多層配線層を用いて基板の所定領域
と電気的に接続され、かつグランドパッド23に接続さ
れる(n−1)層の電極24が設けられる。
Further, at a predetermined location in the area of the digital integrated circuit 22, an (n-1) layer electrically connected to a predetermined area of the substrate by using an internal multilayer wiring layer and connected to the ground pad 23. Electrodes 24 are provided.

【0040】次に、図7(b)に示すように、パッドP
ADも含め、第1保護膜として絶縁膜26で上面を覆
う。フォトリソグラフィ技術を用い、上記導出されるべ
き電極24の部分を開口しておく。その後、絶縁膜26
上及び露出した電極24上に下地材(図示せず)及びC
u材35をスパッタ形成する。
Next, as shown in FIG. 7B, the pad P
The upper surface including the AD is covered with the insulating film 26 as the first protective film. The portion of the electrode 24 to be derived is opened by using the photolithography technique. Then, the insulating film 26
A base material (not shown) and C on the upper and exposed electrodes 24.
The u material 35 is formed by sputtering.

【0041】次に、図7(c)に示すように、フォトリ
ソグラフィ技術を用いてCu材35(下地材含む)を所
定パターン(図6参照)に形成した後、第2、第3保護
膜として絶縁膜27、28を被覆する。絶縁膜26〜2
8をパッシベーション膜PFとする。その後、パッシベ
ーション膜PFに対し、フォトリソグラフィ技術を用い
て各パッドPAD部分を開口する。ダイシングして図6
に示すICチップを得る。
Next, as shown in FIG. 7C, after the Cu material 35 (including the base material) is formed into a predetermined pattern (see FIG. 6) by using the photolithography technique, the second and third protective films are formed. As a result, the insulating films 27 and 28 are covered. Insulating film 26-2
8 is a passivation film PF. Then, each pad PAD portion is opened in the passivation film PF by using a photolithography technique. Figure 6 after dicing
An IC chip shown in is obtained.

【0042】上記絶縁膜26はシリコン酸化膜、下地材
はシリコン酸化膜との密着性の良好なバリアメタル、絶
縁膜27はシリコン窒化膜、絶縁膜28はシリコン酸化
膜を想定している。すなわち、ここでのパッシベーショ
ン膜PFは、シリコン酸化膜/シリコン窒化膜/シリコ
ン酸化膜の積層構造である。これは一例であり、その他
にも考えられる。
It is assumed that the insulating film 26 is a silicon oxide film, the base material is a barrier metal having good adhesion to the silicon oxide film, the insulating film 27 is a silicon nitride film, and the insulating film 28 is a silicon oxide film. That is, the passivation film PF here has a laminated structure of silicon oxide film / silicon nitride film / silicon oxide film. This is an example, and others are possible.

【0043】上記実施形態の方法によれば、多層配線の
最上層(n層)によって、反磁性を有するCu材が広く
取れ、各集積回路ブロックに対して個々にノイズ対策、
EMI対策の構成が実現できる。すなわち、基板への安
定した基準電位を得るノイズ対策のために使われたり、
また、EMI対策を重視する領域に電気的にフローティ
ングで設けたりすることもできる。その他、図示しない
が、多層配線の最上層を使って反磁性を有する金属部材
を設けることにより、集積回路ブロックに応じた適切な
電位強化を行なう構成が実現でき、各集積回路ブロック
に対して個々にノイズ対策、EMI対策の構成が実現で
きる。さらに、最上層のCu材と集積回路基板とを電位
的に接続するビア(VIA)の数をできるだけ多く設け
ることにより、集積回路の熱を基板裏面はもとより、メ
タル最上層(Cu材)からも逃がす構造になり、動作の
安定化、動作高速化に寄与する。
According to the method of the above-mentioned embodiment, the Cu material having the diamagnetic property can be widely taken by the uppermost layer (n layer) of the multi-layered wiring, and the noise countermeasure can be applied to each integrated circuit block individually.
An EMI countermeasure configuration can be realized. That is, it is used as a noise countermeasure to obtain a stable reference potential to the board,
Further, it can be provided in an electrically floating region in a region where EMI countermeasures are important. In addition, although not shown, by providing a metal member having diamagnetism by using the uppermost layer of the multi-layer wiring, it is possible to realize a configuration for appropriately enhancing the potential according to the integrated circuit block. In addition, it is possible to realize a noise countermeasure and an EMI countermeasure configuration. Furthermore, by providing as many vias (VIA) as possible to electrically connect the Cu material of the uppermost layer and the integrated circuit board, the heat of the integrated circuit can be generated not only from the back surface of the substrate but also from the metal uppermost layer (Cu material). It has a structure that allows it to escape, which contributes to stable operation and faster operation.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上説明したように本発明の半導体集積
回路装置によれば、構成される集積回路の基準電位が与
えられるようにした金属部材を最上層に設ける。設置面
積が広くでき、安定した基準電位が得られるのでノイズ
対策となる。しかも、反磁性を有する金属部材で構成さ
れることによりEMI対策にもなり得る。また、基準電
位以外の状態とする領域なども個々に構成できる。さら
に、集積回路の熱をメタル最上層(Cu材)からも逃が
す構造にできるので、動作の安定化、動作高速化に寄与
する二次的な効果も得られる。この結果、グランド電位
レベルを安定させると共に、ノイズの影響を受け難い高
信頼性の配線構造を有する半導体集積回路装置及びその
製造方法を提供することができる。
As described above, according to the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the metal member which is provided with the reference potential of the integrated circuit to be formed is provided in the uppermost layer. Since the installation area can be increased and a stable reference potential can be obtained, it is a measure against noise. Moreover, it can be a countermeasure against EMI by being composed of a metal member having diamagnetism. Further, a region or the like which is in a state other than the reference potential can be individually configured. Further, since the heat of the integrated circuit can be made to escape from the metal uppermost layer (Cu material), the secondary effect that contributes to the stabilization of the operation and the speeding up of the operation can be obtained. As a result, it is possible to provide a semiconductor integrated circuit device having a highly reliable wiring structure that stabilizes the ground potential level and is not easily affected by noise, and a manufacturing method thereof.

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

【図1】本発明の第1実施形態に係る半導体集積回路装
置の要部構成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の構成をICチップで示した上面図であ
る。
FIG. 2 is a top view showing the configuration of FIG. 1 as an IC chip.

【図3】図2の構成における第1の変形例である。FIG. 3 is a first modification example of the configuration of FIG.

【図4】図2の構成における第2の変形例である。FIG. 4 is a second modification example of the configuration of FIG.

【図5】(a)〜(c)は、それぞれ図1の構成に係る
要部の製造方法を工程順に示す断面図である。
5A to 5C are cross-sectional views showing, in the order of steps, a method of manufacturing a main part according to the configuration of FIG.

【図6】本発明の第2実施形態に係る半導体集積回路装
置の要部構成であり、チップ領域主表面を示す平面図で
ある。
FIG. 6 is a plan view showing a main surface of a chip region, which is a main-part configuration of a semiconductor integrated circuit device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】(a)〜(c)は、それぞれ図6の構成に係る
要部の製造方法を工程順に示す平面図である。
7A to 7C are plan views showing a method of manufacturing a main part according to the configuration of FIG. 6 in the order of steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…半導体基板 11…集積回路 12…高濃度領域 13,23…グランドパッド 14…下地材 15,35…Cu材 16,17,18,26,27,28…絶縁膜 21…アナログ集積回路 22…ディジタル集積回路 24…電極 M1〜M5…配線層 Mtop-21,22…最上層メタル GB…ガードバンド 10 ... Semiconductor substrate 11 ... Integrated circuit 12 ... High concentration area 13, 23 ... Ground pad 14 ... Base material 15, 35 ... Cu material 16, 17, 18, 26, 27, 28 ... Insulating film 21 ... Analog integrated circuit 22 ... Digital integrated circuit 24 ... Electrode M1 to M5 ... Wiring layer Mtop-21,22 ... Top metal GB ... Guard band

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F033 HH08 HH11 JJ01 JJ08 JJ11 KK01 KK08 MM05 MM13 MM22 NN06 NN07 PP15 QQ09 QQ10 QQ37 RR04 RR06 TT02 VV03 VV05 XX14 5F038 BE09 BH10 BH19 CD02 CD18 DF12 EZ08 EZ20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F term (reference) 5F033 HH08 HH11 JJ01 JJ08 JJ11                       KK01 KK08 MM05 MM13 MM22                       NN06 NN07 PP15 QQ09 QQ10                       QQ37 RR04 RR06 TT02 VV03                       VV05 XX14                 5F038 BE09 BH10 BH19 CD02 CD18                       DF12 EZ08 EZ20

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 メタル多層配線技術を適用した集積回路
に関し、最上層の配線層が少なくとも反磁性の性質を有
する金属部材からなり、かつこの金属部材に前記集積回
路の基準電位が与えられることを特徴とする半導体集積
回路装置。
1. An integrated circuit to which a metal multi-layer wiring technique is applied, wherein an uppermost wiring layer is made of a metal member having at least a diamagnetic property, and a reference potential of the integrated circuit is applied to the metal member. A characteristic semiconductor integrated circuit device.
【請求項2】 前記金属部材は、メッシュ状パターンと
なっていることを特徴とする請求項1記載の半導体集積
回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the metal member has a mesh pattern.
【請求項3】 前記金属部材は、ストライプ状パターン
となっていることを特徴とする請求項1記載の半導体集
積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the metal member has a stripe pattern.
【請求項4】 前記金属部材は、下地金属材を被覆した
形態を伴ない定着されていることを特徴とする請求項1
〜3いずれか一つに記載の半導体集積回路装置。
4. The metal member is fixed with a form of covering a base metal material.
3. The semiconductor integrated circuit device according to any one of 3 to 3.
【請求項5】 前記金属部材は、外部接続部としての所
定パッドに電気的に接続され前記集積回路の基板に基準
電位が与えられることを特徴とする請求項1〜4いずれ
か一つに記載の半導体集積回路装置。
5. The metal member is electrically connected to a predetermined pad as an external connection portion to apply a reference potential to the substrate of the integrated circuit. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項6】 前記金属部材は、Cuを含むことを特徴
とする請求項1〜5いずれか一つに記載の半導体集積回
路装置。
6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the metal member contains Cu.
【請求項7】 前記金属部材は、前記集積回路のブロッ
クに応じて個々に領域化されており、前記基準電位が付
与される以外の状態の領域をさらに具備することを特徴
とする請求項1〜6いずれか一つに記載の半導体集積回
路装置。
7. The metal member is individually divided into regions according to the blocks of the integrated circuit, and further comprises a region in a state other than the state where the reference potential is applied. 7. The semiconductor integrated circuit device according to any one of 6 to 6.
【請求項8】 前記集積回路は、アナログ集積回路及び
ディジタル集積回路が混載されたハイブリッドICであ
り、それぞれの集積回路のブロックに応じて前記金属部
材のパターンが個々に設けられ、この金属部材のパター
ンにおいて前記アナログ集積回路上における電気的にフ
ローティング状態の領域をさらに具備することを特徴と
する請求項1〜6いずれか一つに記載の半導体集積回路
装置。
8. The integrated circuit is a hybrid IC in which an analog integrated circuit and a digital integrated circuit are mixedly mounted, and the patterns of the metal members are individually provided according to blocks of the respective integrated circuits. 7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, further comprising an electrically floating region on the analog integrated circuit in the pattern.
【請求項9】 半導体基板上に素子を形成し層間絶縁膜
を介する多層配線により集積回路を構成してそれぞれ必
要とする外部接続用の各パッドを導出するのに伴ない、
前記半導体基板に基準電位が与えられるための配線接続
部を、前記パッドとは別に最上層に至るまで形成してお
き、 前記集積回路の所定領域上方の層間絶縁膜上に前記配線
接続部上を含んで反磁性の性質を有する金属部材のパタ
ーンを形成することを特徴とする半導体集積回路装置の
製造方法。
9. When an element is formed on a semiconductor substrate and an integrated circuit is constituted by multi-layer wiring via an interlayer insulating film and each pad for external connection required is derived,
A wiring connection portion for applying a reference potential to the semiconductor substrate is formed up to the uppermost layer separately from the pad, and the wiring connection portion is formed on the interlayer insulating film above a predetermined region of the integrated circuit. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising forming a pattern of a metal member having a diamagnetic property.
【請求項10】 前記金属部材のパターンは、前記集積
回路のブロックに応じて個々に分け、前記基準電位が付
与される以外の状態の領域も同時に形成する工程を具備
したことを特徴とする請求項9記載の半導体集積回路装
置の製造方法。
10. The pattern of the metal member is divided according to the blocks of the integrated circuit, and a step of simultaneously forming a region in a state other than the application of the reference potential is also provided. Item 10. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to item 9.
【請求項11】 前記金属部材はスパッタ法による定着
及びフォトリソグラフィ技術の利用によりパターニング
されることを特徴とする請求項9または10記載の半導
体集積回路装置の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 9, wherein the metal member is patterned by fixing using a sputtering method and utilizing a photolithography technique.
【請求項12】 前記金属部材は下地金属材を被覆して
からその上に定着させることを特徴とする請求項9また
は10記載の半導体集積回路装置の製造方法。
12. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 9, wherein the metal member is coated with a base metal material and then fixed on the base metal material.
【請求項13】 前記金属部材を含む最上層に保護膜を
形成する工程をさらに具備することを特徴とする請求項
9〜12いずれか一つに記載の半導体集積回路装置の製
造方法。
13. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 9, further comprising the step of forming a protective film on the uppermost layer including the metal member.
【請求項14】前記金属部材はCuを含むことを特徴と
する請求項9〜13いずれか一つに記載の半導体集積回
路装置の製造方法。
14. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 9, wherein the metal member contains Cu.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8330230B2 (en) 2006-12-22 2012-12-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device pad having the same voltage level as that of a semiconductor substrate
JP2018046116A (en) * 2016-09-13 2018-03-22 株式会社東芝 Semiconductor device
WO2021117627A1 (en) * 2019-12-10 2021-06-17 ローム株式会社 Semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8330230B2 (en) 2006-12-22 2012-12-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor device pad having the same voltage level as that of a semiconductor substrate
JP2018046116A (en) * 2016-09-13 2018-03-22 株式会社東芝 Semiconductor device
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