JP2003297838A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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貢 入野田
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嘉一 上野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To keep the planarity of the surface of a bonding pad wiring pattern unchanged. <P>SOLUTION: In a semiconductor device having a multi-layer wiring structure including a wiring layer 2 provided on a substrate 1 covered by an insulating film, two interlayer insulating layers 3, 5 provided on the wiring layer 2, and wiring layers 4, 8 provided on the respective interlayer insulating layers 3, 5, a bonding pad wiring pattern 6 having a semiconductor chip for its input and output is formed on only the metal wiring layer 8 provided on the uppermost layer insulating layer 5. The bonding pad wiring pattern 6 is connected with the one or more layers of the wiring layers 2, 4 through connection holes 7a, 7b. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、多層配線構造を
有する半導体装置に関し、特に層間絶縁層が平坦化処理
された半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a multi-layer wiring structure, and more particularly to a semiconductor device having an interlayer insulating layer planarized.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路(LSI)の高性能化、
高集積化に伴い、配線ピッチも縮小され、それと同時に
配線層の多層化も進んでいる。この配線層数の増加によ
り、層間絶縁膜に凹凸が生じる。
2. Description of the Related Art Higher performance of semiconductor integrated circuits (LSI),
With higher integration, the wiring pitch has been reduced, and at the same time, the number of wiring layers has been increased. This increase in the number of wiring layers causes unevenness in the interlayer insulating film.

【0003】一方、配線ピッチの微細化に対応するため
に、高NAステッパーが採用されている。この高NAス
テッパーは焦点深度が浅いためパターンを形成する場合
に、基板に対し高い平坦度が要求される。上述したよう
に、配線層の多層化により層間絶縁膜に凹凸が発生する
ので、種々の方法により平坦化が行われている。近年、
CMP(Chemical Mechanical P
olishing)(化学機械研磨)技術を用いて平坦
化する例が増えている。
On the other hand, a high NA stepper is adopted in order to cope with a finer wiring pitch. Since this high NA stepper has a shallow depth of focus, high flatness is required for the substrate when forming a pattern. As described above, unevenness is generated in the interlayer insulating film due to the multi-layered wiring layer, and therefore flattening is performed by various methods. recent years,
CMP (Chemical Mechanical P
There is an increasing number of examples of flattening by using the polishing (chemical mechanical polishing) technique.

【0004】しかし、CMPにより平坦化された基板に
対し、特に3層以上の多層配線構造の場合には、ヴィア
ホールエッチングを施す際に、ボンディングパッド部等
のように広いスペースを開口する部分が混在すると下記
のような問題が生ずることがわかった。
However, in the case of a multilayer wiring structure having three or more layers with respect to a substrate flattened by CMP, a portion such as a bonding pad portion which opens a wide space is subjected to via hole etching. It was found that the following problems occur when mixed.

【0005】図13及び図14に従来の配線構造を示
す。図13は平面図、図14は図13のA−A'線断面
図である。この図に示すように、トランジスタ等が形成
されたシリコン基板1上に第1層目の配線層2が形成さ
れ、この第1層目の配線層2を覆うようにBPSG等の
層間絶縁膜3が形成され、CMP等により平坦化された
後、ヴィアホールエッチングによりヴィアホール(接続
孔)7aが形成される。このヴィアホール7aは、最小
サイズの接続孔であり、LSIチップ内の回路ブロック
内や回路ブロック間の電気接続のための配線部分に用い
られる。そして、この層間絶縁膜3上に第2層目の配線
層4が形成され、この第2層目の配線層4を覆うように
第2の層間絶縁膜5が形成され、CMP等により平坦化
される。
13 and 14 show a conventional wiring structure. 13 is a plan view and FIG. 14 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG. As shown in this figure, a first wiring layer 2 is formed on a silicon substrate 1 on which transistors and the like are formed, and an interlayer insulating film 3 such as BPSG is formed so as to cover the first wiring layer 2. Are formed and planarized by CMP or the like, and then via holes (connection holes) 7a are formed by via hole etching. The via hole 7a is a minimum size connection hole, and is used in a wiring portion for electrical connection within a circuit block within an LSI chip or between circuit blocks. Then, a second wiring layer 4 is formed on the interlayer insulating film 3, and a second interlayer insulating film 5 is formed so as to cover the second wiring layer 4 and flattened by CMP or the like. To be done.

【0006】この層間絶縁膜5にヴィアホールエッチン
グによりヴィアホール7bが形成される。そして、半導
体装置の配線部分においては、通常各配線層毎にボンデ
ィングパッド用の広い配線パターン部6(6a、6b)
が設けられ、この上の絶縁膜3、5を大きく開口するこ
とが行われている。
Via holes 7b are formed in the interlayer insulating film 5 by via hole etching. In the wiring portion of the semiconductor device, generally, a wide wiring pattern portion 6 (6a, 6b) for bonding pad is provided for each wiring layer.
Is provided, and the insulating films 3 and 5 on the above are largely opened.

【0007】すなわち、上記したヴィアホール7aの形
成の際に、図14に示すように、ボンディングパッド用
配線パターン部6aは、他のヴィアホールとは異なり、
大きなエリアを開口して形成され、さらに上層のボンデ
ィングパッド用配線パターン部6bも同様に形成され
る。層間絶縁膜をそれぞれ平坦化せず多層配線を行う場
合には、基本的にこれは特に問題とはならない。しかし
ながら、各層間絶縁膜を平坦化した場合においては、第
1のヴィアホール7aのエッチングにおいては、特に問
題は生じないが、第2のヴィアホール7bの形成時には
問題が生じる。
That is, at the time of forming the above-mentioned via hole 7a, as shown in FIG. 14, the bonding pad wiring pattern portion 6a is different from other via holes.
It is formed by opening a large area, and an upper layer bonding pad wiring pattern portion 6b is also formed in the same manner. This is basically not a problem when multilayer wiring is performed without flattening the interlayer insulating films. However, when the interlayer insulating films are flattened, there is no particular problem in etching the first via hole 7a, but there is a problem in forming the second via hole 7b.

【0008】これは、ボンディングパッド用配線パター
ン部6のみ第1のヴィアホールの埋め込みが完全に出来
ていないため、広い開口部の上の層間絶縁膜5の厚みは
厚くなる。図14に示すように、通常のヴィアホールサ
イズ上の第2の配線層2を覆う層間絶縁膜5の膜厚aは
ボンディングパッド用配線パターン部6aの上の層間絶
縁膜5の膜厚bより薄くなる。このため、第2のヴィア
ホール7bを形成する際に、エッチング深さが異なる部
分が生じてしまう。この様な場合、通常のサイズのヴィ
アホール7bは、ボンディングパッド用配線パターン部
6bよりホール深さが浅いために、前述したように、膜
厚aの部分では、深い部分のエッチングを終了するまで
にかなりオーバーエッチングがかかってしまう。オーバ
ーエッチング量が多くなると、ホールは広がってしまう
ため配線の設計ルールを圧迫してしまうとともに、異物
が発生する等の問題が生ずる。
This is because only the bonding pad wiring pattern portion 6 is not completely filled with the first via hole, so that the thickness of the interlayer insulating film 5 on the wide opening becomes large. As shown in FIG. 14, the thickness a of the interlayer insulating film 5 covering the second wiring layer 2 having a normal via hole size is smaller than the thickness b of the interlayer insulating film 5 on the bonding pad wiring pattern portion 6a. Become thin. For this reason, when the second via hole 7b is formed, a portion having a different etching depth occurs. In such a case, since the via hole 7b of a normal size has a shallower hole depth than the bonding pad wiring pattern portion 6b, as described above, in the portion of the film thickness a, until the etching of the deep portion is completed. Will be over-etched considerably. When the amount of over-etching increases, the holes widen, which imposes pressure on the wiring design rule and causes a problem such as generation of foreign matter.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】この発明は、このよう
な状況を鑑みてなされたものにして、平坦化した半導体
装置の多層配線部を形成する際に生ずるヴィアホールエ
ッチング時のオーバーエッチングの問題を解決すること
を目的とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a problem of over-etching at the time of via-hole etching which occurs when a multilayer wiring portion of a flattened semiconductor device is formed. The purpose is to solve.

【0010】また、ボンディングパッド用の配線パター
ン部は、半導体チップをボンディングする部分であるの
で、この部分に凹凸がある場合には、ボンディング強度
が落ちてしまう問題がある。このため、この発明では、
ボンディングパッド用配線パターン部の表面の平坦性を
保つことを第2の目的とする。
Further, since the wiring pattern portion for the bonding pad is a portion for bonding the semiconductor chip, there is a problem that the bonding strength is reduced if the portion has irregularities. Therefore, in the present invention,
A second purpose is to maintain the flatness of the surface of the wiring pattern portion for the bonding pad.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明は、絶縁膜で被
覆された基板上に設けられた配線層と、この配線層上に
設けられたn−1(nは3以上の整数)以上の平坦化さ
れた層間絶縁層と、それぞれの層間絶縁層上に設けられ
た配線層と、を備えたn層の多層配線構造を有する半導
体装置において、最上層の絶縁層に設けられた金属配線
層は、一層或いはそれ以上の配線層と接続孔を介して電
気的に接続され、半導体チップがその入出力のために有
するボンディングパッド用配線パターン部は、前記最上
層の絶縁層に設けられた金属配線層のみにこの金属配線
層とともに形成されていることを特徴とする。
According to the present invention, a wiring layer provided on a substrate covered with an insulating film and n-1 (n is an integer of 3 or more) or more provided on the wiring layer are provided. In a semiconductor device having an n-layer multilayer wiring structure including a planarized interlayer insulating layer and a wiring layer provided on each interlayer insulating layer, a metal wiring layer provided on the uppermost insulating layer Is electrically connected to one or more wiring layers through a connection hole, and the wiring pattern portion for the bonding pad that the semiconductor chip has for its input / output is a metal provided on the uppermost insulating layer. It is characterized in that it is formed only on the wiring layer together with the metal wiring layer.

【0012】前記ボンディングパッド用配線パターン部
は接続孔の存在しない領域に配置する。
The bonding pad wiring pattern portion is arranged in a region where no connection hole exists.

【0013】上記のように構成することで、構造がシン
プルになるとともに、ボンディングパッド用配線パター
ン部の平坦性がさらに良好にできることから信頼性が向
上する。
With the above structure, the structure is simplified, and the flatness of the wiring pattern portion for the bonding pad can be further improved, so that the reliability is improved.

【0014】また、この発明は、各配線層間の接続孔
は、各々の層間絶縁層におけるそれぞれの最小接続孔サ
イズの2倍以下のサイズあるいは最小接続孔サイズの2
倍以下のサイズの短辺を持つ長方形状により開孔され、
上記接続孔が配線層と異なる工程により金属等の導電性
の材料により埋め込まれていることを特徴とする。
Further, according to the present invention, the connection hole between each wiring layer is not more than twice the minimum connection hole size in each interlayer insulating layer or the minimum connection hole size is 2.
Opened by a rectangular shape with a short side of less than twice the size,
It is characterized in that the connection hole is filled with a conductive material such as metal by a process different from that of the wiring layer.

【0015】接続孔のサイズを上記サイズにすること
で、接続孔へ導電性材料を埋め込むことができる。ま
た、接続孔を配線層と異なる工程により埋め込むこと
で、その上に設けられる配線層の表面は平坦にすること
ができ、ボンディング強度が低下することが防止でき
る。
By setting the size of the connection hole to the above size, a conductive material can be embedded in the connection hole. Further, by embedding the connection hole in a step different from that for forming the wiring layer, the surface of the wiring layer provided thereon can be made flat, and the reduction in bonding strength can be prevented.

【0016】上記層間絶縁層の平坦性が0.3μm以下
にするとよい。
The flatness of the interlayer insulating layer is preferably 0.3 μm or less.

【0017】層間絶縁層の平坦性を0.3μm以下にす
ることで、例えば0.5μmライン&スペースのような
微細配線をパターニングする場合にも確実にリソグラフ
ィが行える。
By setting the flatness of the interlayer insulating layer to 0.3 μm or less, lithography can be surely performed even when patterning fine wiring such as 0.5 μm lines and spaces.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図面を参照して説明する。図1はこの発明の第1の参
考例を示す平面図、図2は図1のA−A'線断面図であ
る。尚、この実施の形態では、3層配線の構造について
説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a plan view showing a first reference example of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. In this embodiment, a structure of three-layer wiring will be described.

【0019】トランジスタ等が形成され、絶縁膜で覆わ
れたシリコン基板1上に第1層目の配線メタルを堆積
し、パターニングすることにより第1層目のメタル配線
層2が形成される。この第1層目のメタル配線層2に
は、ボンディングパッド用配線パターン部6aが設けら
れている。この第1層目のメタル配線層2上に、このメ
タル配線層2を覆って層間絶縁膜3を堆積し、平坦化す
る。ここで、第1層目のメタル配線層2の平坦性は問わ
ない。
A first-layer metal wiring layer 2 is formed by depositing a first-layer wiring metal on a silicon substrate 1 on which transistors and the like are formed and covered with an insulating film, and by patterning the wiring metal. The first metal wiring layer 2 is provided with a bonding pad wiring pattern portion 6a. An interlayer insulating film 3 is deposited on the first metal wiring layer 2 so as to cover the metal wiring layer 2 and planarized. Here, the flatness of the first metal wiring layer 2 does not matter.

【0020】上記層間絶縁膜3の平坦化は、リソグラフ
ィーからの要求によりチップ内段差が0.3μm以下と
なるまでCMP等により行う。この平坦度の要求は、例
えば、0.5μmライン&スペースのような微細配線を
パターニングする場合、リソグラフィーの焦点深度は
1.5μm程度になってしまうこと、さらに装置上の位
置精度が現状のステッパーでは0.75μm程度必要で
あることから配線部の段差をトータルで0.75μm程
度以下にしなければならない、という前提から来てい
る。
The planarization of the interlayer insulating film 3 is performed by CMP or the like until the step difference in the chip becomes 0.3 μm or less due to the requirement of lithography. This flatness is required, for example, when patterning fine wiring such as 0.5 μm line & space, the depth of focus of lithography becomes about 1.5 μm, and further, the positional accuracy on the device is the current stepper. However, since it is necessary to have a thickness of about 0.75 μm, the step difference of the wiring portion must be 0.75 μm or less in total.

【0021】また、3層配線の場合で2回の平坦化を行
う場合で最大段差を容認できる条件であるが、各層の平
坦度は少なくとも0.325μm以下、望ましくは0.
30μm以下にする必要がある。
Further, in the case of the three-layer wiring, the condition that the maximum level difference can be tolerated in the case of performing the planarization twice is such that the flatness of each layer is at least 0.325 μm or less, preferably 0.
It should be 30 μm or less.

【0022】次に、リソグラフィーにより層間絶縁膜3
にヴィアホール7aのレジストのパターニングを行う。
この際、ボンディングパッド用配線パターン部6は、図
1及び図2に示すように、ヴィアホール7aがアレイ状
に複数個並ぶように、レジストをパターニングし、その
後ドライエッチングにより層間絶縁膜3のエッチングを
行って、ヴィアホール7aを形成する。そして、タング
ステン(W)をCVD等により堆積した後、エッチバッ
クによりタングステンをホール内にのみ残すブランケッ
トタングステン法等の埋め込みメタルプロセスによっ
て、ヴィアホール7aをメタル(タングステン)9によ
り充填すると共に、層間絶縁膜3上に第2層目のメタル
配線層4を形成する。
Next, the interlayer insulating film 3 is formed by lithography.
Then, the resist of the via hole 7a is patterned.
At this time, in the bonding pad wiring pattern portion 6, as shown in FIGS. 1 and 2, the resist is patterned so that a plurality of via holes 7a are arranged in an array, and then the interlayer insulating film 3 is etched by dry etching. Then, the via hole 7a is formed. Then, after depositing tungsten (W) by CVD or the like, the via hole 7a is filled with the metal (tungsten) 9 by an embedded metal process such as a blanket tungsten method in which tungsten is left only in the hole by etch back, and interlayer insulation is performed. A second metal wiring layer 4 is formed on the film 3.

【0023】尚、1層目のホール埋め込みに関しては、
例えば、アルミニウム(Al)系材料のリフローや高温
スパッタにより1工程でホールの埋め込みとメタル配線
層を形成するような工程のみの埋め込みプロセスを用い
てもかまわない。
Regarding the hole filling of the first layer,
For example, an embedding process of only embedding holes and forming a metal wiring layer in one step by reflowing aluminum (Al) material or high temperature sputtering may be used.

【0024】ここでは、ボンディングパッド用配線パタ
ーン部6にヴィアホールがアレイ状に複数個並ぶように
して、第1層目のメタル配線層2と第2層目のメタル配
線層4とが平面状に接触する部分をなくするようにする
ことが重要な点である。そして、第1層目のボンディン
グパッド用配線パターン部6aと第2層目のボンディン
グパッド用配線パターン部6bはヴィアホール7aに埋
め込まれたメタル9により接続されている。
Here, a plurality of via holes are arranged in an array in the wiring pattern portion 6 for the bonding pad, and the first metal wiring layer 2 and the second metal wiring layer 4 are planar. The important point is to eliminate the part that comes into contact with. The first-layer bonding pad wiring pattern portion 6a and the second-layer bonding pad wiring pattern portion 6b are connected by the metal 9 embedded in the via hole 7a.

【0025】次に、以上の工程を繰り返して第2層目の
メタル配線層4を覆うように層間絶縁膜5を設け、この
層間絶縁膜5にヴィアホール7bを形成する。図1及び
図2に示す第1の実施の形態では、第2ヴィアホール7
bのホールの位置のヴィアホールとボンディングパッド
用配線パッド部6のヴィアホールの深さa、bが平坦化
により最大でも0.6μm以下となるように構成されて
いる。このためヴィアホールエッチング後のホール径は
リソグラフィーの仕上がり径に対し、0.05μm以下
に仕上がる。詳細にはa、bの深さの違いは下地メタル
のパターンによっても依存するが0.6μm以下に抑え
られていれば、ホールの仕上がり径の広がり(CDロ
ス)という従来の問題は発生しない。
Next, the above steps are repeated to form an interlayer insulating film 5 so as to cover the second metal wiring layer 4, and a via hole 7b is formed in this interlayer insulating film 5. In the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the second via hole 7
The via holes at the positions of b and the depths a and b of the via holes of the bonding pad wiring pad portion 6 are configured to be 0.6 μm or less at maximum due to the flattening. Therefore, the hole diameter after the via hole etching is 0.05 μm or less with respect to the finished diameter of lithography. Specifically, the difference between the depths of a and b depends on the pattern of the underlying metal, but if it is suppressed to 0.6 μm or less, the conventional problem of spread of finished diameter of holes (CD loss) does not occur.

【0026】これに対し、図14に示す従来例では、a
に対するbの深さは、例えばメタル配線層4の厚みが
0.6μm、層間絶縁膜5のメタル配線層4上の膜厚が
1.0μmの場合には、中心値で2.0μm、最大値で
は2.6μmにもなり、リソグラフィーの仕上がり径に
対するエッチング後のCDロスは、2〜3倍にもなって
しまい、配線部分の設計を行う際のデザインルールを緩
くしなければならないという不具合が生ずる。
On the other hand, in the conventional example shown in FIG.
When the thickness of the metal wiring layer 4 is 0.6 μm and the film thickness of the interlayer insulating film 5 on the metal wiring layer 4 is 1.0 μm, the depth of b is 2.0 μm at the center value and the maximum value. Then, the CD loss after etching becomes 2.6 μm, and the CD loss after etching with respect to the finished diameter of the lithography becomes 2 to 3 times, which causes a problem that the design rule at the time of designing the wiring portion must be loosened. .

【0027】この第1の参考例と図14に示す従来例に
より、ヴィアホールのCDロスを測定した結果を表1に
示す。
Table 1 shows the result of measuring the CD loss of the via hole by the first reference example and the conventional example shown in FIG.

【0028】[0028]

【表1】 [Table 1]

【0029】配線が3層配線の場合には、ここでのヴィ
アホール7bは、タングステン(W)CVD等によりヴ
ィアホールを埋め込み、エッチバックによりタングステ
ンをホール内にのみ残すブランケットタングステン法を
行う等の埋め込みメタルプロセスにてヴィアホールをメ
タルにより充填する方が望ましい。これは、例えば、ア
ルミニウム(Al)系の材料のリフローや高温スパッタ
により1工程で埋め込みとメタル配線層を形成するよう
な工程で行うと、ホールにメタルを供給する必要からホ
ール上部の3層目のメタル配線層8上に図3に示すよう
な凹部が出来てしまう問題があるためである。ボンディ
ングパッド用配線パターン部6cは、半導体チップをフ
レームにボンディングワイヤーにより接続する部分であ
るので、この部分に凹凸がある場合は、ボンディング強
度が落ちてしまうため平坦であることが望ましい。図4
に示すように、埋め込みメタルプロセスによりヴィアホ
ール7bをメタルにより充填する場合には、エッチバッ
クやCMPにより平坦化が可能であり、その上に設けら
れる3層目のメタル配線層8の表面は平坦にすることが
できる。
When the wiring is a three-layer wiring, the via hole 7b here is filled with a via hole by tungsten (W) CVD or the like, and a blanket tungsten method is used in which tungsten is left only in the hole by etching back. It is preferable to fill the via holes with metal in the embedded metal process. This is done by a process of filling and forming a metal wiring layer in one step by reflowing an aluminum (Al) -based material or high temperature sputtering, and therefore, it is necessary to supply metal to the hole, so that the third layer above the hole is formed. This is because there is a problem that a concave portion as shown in FIG. 3 is formed on the metal wiring layer 8 of FIG. The bonding pad wiring pattern portion 6c is a portion for connecting the semiconductor chip to the frame by the bonding wire. Therefore, if there is unevenness in this portion, the bonding strength will be reduced, and thus it is desirable that the wiring pad portion 6c be flat. Figure 4
As shown in, when the via hole 7b is filled with metal by the buried metal process, it is possible to flatten by etching back or CMP, and the surface of the third metal wiring layer 8 provided thereon is flat. Can be

【0030】さらに、埋め込みメタルを用いる場合、ヴ
ィアホールのサイズは、どこでも同じ大きさであるのが
ベストであるが、チップ内全体にわたって各配線層間の
回路ブロック内や回路ブロック間の接続用配線部に用い
る最小ヴィアホールサイズの2倍以下のサイズあるいは
最小サイズの2倍以下のサイズの短辺を持つ長方形状に
より開孔されてもヴィアホールへの埋め込みメタルの充
填は可能であることが実験により確認されている。
Further, when the embedded metal is used, it is best that the via holes have the same size everywhere, but the wiring portion for connecting the circuit blocks between the wiring layers and between the circuit blocks throughout the entire chip. According to the experiment, it is possible to fill the embedded metal into the via hole even if it is opened by a rectangular shape having a short side of less than twice the minimum via hole size used for It has been confirmed.

【0031】また、埋め込みメタルプロセスにおけるエ
ッチバックは、ドライエッチングによるものでも良好な
結果を与えるが、CMPプロセスによるものの方が、3
層目の配線メタルを堆積する時点での平坦性は上がる。
The etch back in the buried metal process gives a good result even by the dry etching, but the CMP process has a better result.
The flatness at the time of depositing the wiring metal of the layer is improved.

【0032】また、この発明のように最小サイズの2倍
以下あるいは最小サイズの2倍以下のサイズを持つ短辺
を持つ長方形状のホールをタングステン(W)等により
埋め込む場合には、必ずしもメタル突出し量が一定にな
らないが、埋め込みメタルプロセスに付加して配線を高
温スパッタ等のフロー性のある堆積方法で形成すると、
この部分の平坦性はさらに向上し、例えば1μmのホー
ルにおける埋め込みメタルの突出し量が±0.3μm程
度であってもほぼ完全に平坦化され、ボンディング強度
を低下させないことを確認している。
When a rectangular hole having a short side having a size not more than twice the minimum size or not more than twice the minimum size is filled with tungsten (W) or the like as in the present invention, metal protrusion is not always required. Although the amount is not constant, if the wiring is formed by a deposition method with a flow property such as high temperature sputtering in addition to the embedded metal process,
It has been confirmed that the flatness of this portion is further improved, and even if the protruding amount of the embedded metal in the hole of 1 μm is about ± 0.3 μm, the flatness is almost completely achieved and the bonding strength is not lowered.

【0033】以上のプロセスの後に、3層目のメタル配
線層8を形成する。このようにして、第1のメタル配線
層2と第2のメタル配線層4及び第2のメタル配線層4
と第3層のメタル配線層8間の接続は全て埋め込みメタ
ル9を用いて埋め込み可能なヴィアホール7a、7bを
介して行われる。
After the above process, the third metal wiring layer 8 is formed. Thus, the first metal wiring layer 2, the second metal wiring layer 4 and the second metal wiring layer 4 are formed.
All the connections between the third metal wiring layer 8 and the third metal wiring layer 8 are made through the via holes 7a and 7b which can be embedded using the embedded metal 9.

【0034】そして、第3のメタル配線層8の上にパッ
シベーション膜を堆積し、ボンディングパッド用配線パ
ターン部6を通常通り大きく開口することにより、この
半導体装置が得られる。
Then, a passivation film is deposited on the third metal wiring layer 8 and the bonding pad wiring pattern portion 6 is opened large as usual to obtain this semiconductor device.

【0035】図2に示すように、この第1の参考例で
は、第1のメタル配線層2に設けられたボンディングパ
ッド用配線パターン部6aと第2のメタル配線層4に設
けられたボンディングパッド用配線パターン部6bの間
を複数個のヴィアホール7aで接続することにより、第
2のメタル配線層4上のヴィアホール7bの深さが一定
にされる。この構成にすることにより、全てのホールで
のオーバーエッチング量も一定にすることができ、上述
したような従来のエッチング時の問題は回避できる。
As shown in FIG. 2, in the first reference example, the bonding pad wiring pattern portion 6a provided on the first metal wiring layer 2 and the bonding pad provided on the second metal wiring layer 4 are provided. By connecting the wiring pattern portions 6b for use with a plurality of via holes 7a, the depth of the via holes 7b on the second metal wiring layer 4 is made constant. With this configuration, the amount of over-etching in all holes can be made constant, and the above-described problems during conventional etching can be avoided.

【0036】この発明の第2の参考例は、上記第1の参
考例におけるヴィアホールのパターンエッチングの検査
用開口部を付加することにより、簡単にホールエッチン
グ後の検査を行うことができるようにしたものである。
In the second reference example of the present invention, the inspection after the hole etching can be easily performed by adding the opening for inspection of the pattern etching of the via hole in the first reference example. It was done.

【0037】第1の参考例に示す基本的な構成は、第1
層目のメタル配線層2と第2層目のメタル配線層4の接
続は、すべて埋め込みメタル9を用いて埋め込み可能な
ヴィアホール7aを介して行っている。つまり、図2に
示すように、第1層目のメタル配線層2に設けられたボ
ンディングパッド部6aと第2層目のメタル配線層4に
設けられたボンディングパッド部6bの間を複数個のヴ
ィアホール7aで接続することにより、第2層目のメタ
ル配線4上のヴィアホール7bの深さとボンディングパ
ッド用配線パターンの開口部を一定にすることができ、
エッチング時のホール径が広がってしまう問題を回避し
ている。
The basic configuration shown in the first reference example is the first
The connection between the metal wiring layer 2 of the second layer and the metal wiring layer 4 of the second layer is all performed through the via hole 7a which can be embedded using the embedded metal 9. That is, as shown in FIG. 2, a plurality of bonding pad portions 6a provided on the first-layer metal wiring layer 2 and bonding pad portions 6b provided on the second-layer metal wiring layer 4 are provided. By connecting with the via hole 7a, the depth of the via hole 7b on the second-layer metal wiring 4 and the opening of the bonding pad wiring pattern can be made constant,
This avoids the problem of widening the hole diameter during etching.

【0038】しかし、この構成では、ヴィアホールの開
口率が極端に少なくなり、開口率が従来の10%程度に
なる場合がある。このため、エッチング時に光学的な終
点検出がうまく作動せず、計算により時間を固定してエ
ッチングを行う必要がある。エッチング処理は、光学的
な終点検出時間にオーバーエッチング時間をたした時間
をエッチング時間として決めるのが一般的であり、簡便
な方法である。しかし、第1の実施の形態に示す基本的
な構成を用いる場合には、時間管理のみで行うために、
条件決定に時間がかかる。
However, in this structure, the aperture ratio of the via hole is extremely reduced, and the aperture ratio may be about 10% of the conventional one. Therefore, the optical end point detection does not work well during etching, and it is necessary to fix the time by calculation and perform etching. The etching process is generally a simple method in which the time obtained by adding the over-etching time to the optical end point detection time is determined as the etching time. However, when the basic configuration shown in the first embodiment is used, since the time management is performed only,
It takes time to determine the conditions.

【0039】エッチングの条件出しは、製品ごとに行う
必要があるため製品試作時間を短くするためには、以下
に示す第2の参考例のような検査パターン用開口部を配
置することが有利である。また第2の参考例の構成は量
産時のインライン検査も簡便な方法で行うことが可能に
なるという効果もある。
Since it is necessary to determine the etching conditions for each product, it is advantageous to arrange an inspection pattern opening as shown in the second reference example below in order to shorten the product trial time. is there. Further, the configuration of the second reference example also has an effect that in-line inspection during mass production can be performed by a simple method.

【0040】図5に示すこの発明の第2の参考例は、電
気的接続の用に供しないヴィアホールエッチングの検査
用開口部12、13の直下に配線メタル2、4が配置さ
れており、金属顕微鏡を用いてホールが確実に開口して
いるか検査するパターンを提供するものである。エッチ
ングでこの検査用開口部12、13の部分が開口してい
ない場合には、この部分は光の干渉により色が付いて見
える。
In the second reference example of the present invention shown in FIG. 5, the wiring metals 2 and 4 are arranged immediately below the inspection openings 12 and 13 for via hole etching which are not used for electrical connection. It is intended to provide a pattern for inspecting that holes are surely opened by using a metallurgical microscope. When the inspection openings 12 and 13 are not opened by etching, the portions are colored due to light interference.

【0041】図5を参照してこのだ12の参考例につき
説明する。まず、シリコン基板1にトランジスタが形成
されるとともに、フィールド酸化膜11上にゲート配線
14等が配置され、このシリコン基板1上が絶縁膜16
で被覆された。このシリコン基板1上に第1層目の配線
メタルを堆積し、パターニングすることにより第1層目
のメタル配線層2が形成される。ここで、絶縁膜16
は、平坦化されていてもされていなくてもよい。第1層
目の配線メタル層2には、ボンディングパッド用配線パ
ターン部6aが設けられている。この上に層間絶縁膜3
を堆積し、層間絶縁膜3をCMPにより平坦化する。
Twelve reference examples will be described with reference to FIG. First, a transistor is formed on the silicon substrate 1, the gate wiring 14 and the like are arranged on the field oxide film 11, and the insulating film 16 is formed on the silicon substrate 1.
Coated with. A first-layer metal wiring layer 2 is formed by depositing a first-layer wiring metal on the silicon substrate 1 and patterning it. Here, the insulating film 16
May or may not be flattened. The first wiring metal layer 2 is provided with a bonding pad wiring pattern portion 6a. Interlayer insulation film 3
Is deposited and the interlayer insulating film 3 is planarized by CMP.

【0042】続いて、第1のヴィアホール7aを形成す
るために、レジストをパターニングする。このとき、半
導体チップ内またはダイシングライン部に少なくとも1
ヵ所以上のヴィアエッチングの検査用開口部12のパタ
ーンを設ける。また、ボンディングパッド用配線パター
ン部6は、前述した第1の実施の形態と同じく、ヴィア
ホール7aがアレイ状に複数個並ぶように、レジストを
パターニングする。その後ドライエッチングにより層間
絶縁膜3のエッチングを行って、ヴィアホール7a及び
ヴィアエッチングの検査用開口部12を設ける。
Subsequently, the resist is patterned to form the first via hole 7a. At this time, at least 1 is formed in the semiconductor chip or in the dicing line portion.
A pattern of via etching inspection openings 12 is provided at more than one place. Further, in the bonding pad wiring pattern portion 6, the resist is patterned so that a plurality of via holes 7a are arranged in an array, as in the first embodiment described above. After that, the interlayer insulating film 3 is etched by dry etching to provide the via hole 7a and the opening 12 for inspection of the via etching.

【0043】ところで、CMPを層間絶縁膜3上にのみ
用いる場合、すなわち、ゲート上の平坦化を行わない場
合には、下地メタル配線層2のシリコン基板1からの標
高が様々であるため、第1のヴィアホール7aでは、下
地の各パターンの段差により深さが異なってしまう。そ
こで、この実施の形態では、ヴィアエッチングの検査方
法をより確実なものとするために、一番深いホール7a
と検査用開口部12の深さを同じにするために、ヴィア
エッチングの検査用開口部12の直下に設けられるメタ
ル配線層2の基板1からの標高はすべての配線パターン
のうち最底部に位置するようにしている。
By the way, when CMP is used only on the interlayer insulating film 3, that is, when the planarization on the gate is not performed, the height of the underlying metal wiring layer 2 from the silicon substrate 1 varies, and therefore, In the via hole 7a of No. 1, the depth differs depending on the step difference of each pattern of the base. Therefore, in this embodiment, in order to make the inspection method of via etching more reliable, the deepest hole 7a is formed.
In order to make the inspection opening 12 and the inspection opening 12 have the same depth, the height of the metal wiring layer 2 provided directly below the inspection opening 12 for via etching from the substrate 1 is at the bottom of all wiring patterns. I am trying to do it.

【0044】この第2の参考例に用いた検査用開口部1
2は、金属顕微鏡を用いて検査を行う場合は、倍率を上
げることによって1μm角以上の開口部であれば検査可
能である。しかし、実用上は50〜150倍の拡大率を
用いるため、望ましくは10μm角以上の開口部が望ま
しい。メタル配線層2上にエッチング時間が不足して絶
縁膜3が残る場合には、この検査用開口部12は残膜厚
さにもよるが褐色に見える。
Inspection opening 1 used in this second reference example
No. 2 can be inspected with an opening of 1 μm square or more by increasing the magnification when inspecting using a metallurgical microscope. However, since a magnifying power of 50 to 150 times is practically used, it is desirable that the opening is 10 μm square or more. If the insulating film 3 remains on the metal wiring layer 2 due to insufficient etching time, the inspection opening 12 looks brown depending on the remaining film thickness.

【0045】層間絶縁膜3のエッチングを行い、検査用
開口部12を検査することにより、ヴィアホール7aが
確実に開口されたことを確認する。そして、タングステ
ン(W)をCVD等により堆積した後、エッチバックに
よりタングステンをホール内にのみ残すブランケットタ
ングステン法等の埋め込みメタルプロセスによって、ヴ
ィアホール7aをメタル(タングステン)9により充填
するとともに、第2層目のメタル配線層4を層間絶縁膜
3上に形成する。
By etching the interlayer insulating film 3 and inspecting the inspection opening 12, it is confirmed that the via hole 7a is surely opened. Then, after depositing tungsten (W) by CVD or the like, the via hole 7a is filled with the metal (tungsten) 9 by an embedded metal process such as a blanket tungsten method in which the tungsten is left only in the hole by etch back. The metal wiring layer 4 of the first layer is formed on the interlayer insulating film 3.

【0046】次に、以上の工程を繰り返して第2層目の
メタル配線層4を覆うように層間絶縁膜5を設け、この
層間絶縁膜5にヴィアホール7b及び検査用開口部13
を形成する。このとき、ヴィアエッチングの検査用開口
部13は下層の同様の検査用開口部12と異なる位置、
即ち、検査用開口部12と積層されない位置に形成され
る。
Next, the above steps are repeated to provide an interlayer insulating film 5 so as to cover the second metal wiring layer 4, and the via hole 7b and the inspection opening 13 are formed in the interlayer insulating film 5.
To form. At this time, the inspection opening 13 for via etching is at a position different from the same inspection opening 12 in the lower layer,
That is, it is formed at a position where it is not laminated with the inspection opening 12.

【0047】この第2の参考例に用いた検査用開口部1
2、13は80×80μmのものを採用した。配線メタ
ル上にエッチング時間が不足して絶縁膜が残る場合に
は、この検査用開口部12または13は褐色に見える。
Inspection opening 1 used in this second reference example
As for 2 and 13, those of 80 × 80 μm were adopted. If the insulating film remains on the wiring metal due to insufficient etching time, the inspection opening 12 or 13 looks brown.

【0048】このような構成にすることで、エッチング
に問題があって絶縁膜が残ってしまってもインライン検
査でふるい分けが可能になるためエッチング条件出しが
短時間で行えるようになった。このような開口部は、パ
ターン内でもダイシング部に配置されていても効果は変
わらなかった。
With such a structure, even if there is a problem in etching and the insulating film remains, sieving can be performed by in-line inspection, so that etching conditions can be set in a short time. Such an opening did not change the effect whether it was arranged in the pattern or in the dicing part.

【0049】また、第1、第2エッチングパターンを異
なる位置に配置することにより、第1の実施の形態に示
すような第2のヴィアホールにおけるエッチングの問題
も回避できた。
Further, by disposing the first and second etching patterns at different positions, it is possible to avoid the problem of etching in the second via hole as shown in the first embodiment.

【0050】図6に示す構成は、光学式膜厚計を用いて
エッチング前後の膜厚をモニターするための開口部を設
けたものである。すなわち、メタル配線層2上に検査用
開口部12aを設けると共に、下部にメタル配線パター
ンを配置しない検査用開口部を12b設けたものであ
る。このパターンを用いる場合には、上述したエッチン
グ状態の検査工程を2回行うことが必要になるが、エッ
チング量を確実にモニタリングできる。
The structure shown in FIG. 6 is provided with an opening for monitoring the film thickness before and after etching using an optical film thickness meter. That is, the inspection opening 12a is provided on the metal wiring layer 2, and the inspection opening 12b in which the metal wiring pattern is not arranged is provided below. When this pattern is used, it is necessary to perform the above-described etching state inspection step twice, but the etching amount can be reliably monitored.

【0051】この場合の検査用開口部12bのサイズ
は、直下にメタル配線層2がある検査用開口部12aと
同じサイズで80×80μmものを採用し、配置した。
膜厚の測定は光学式測定器を用いてこのような測定を行
う場合サイズは、5μm角以上であればよいが、やはり
10μm角以上の開口部が望ましい。
In this case, the size of the inspection opening 12b is the same as that of the inspection opening 12a having the metal wiring layer 2 directly below, and the size of 80 × 80 μm is adopted and arranged.
When the film thickness is measured using an optical measuring device, the size may be 5 μm square or more, but an opening of 10 μm square or more is desirable.

【0052】このような構成とするとエッチング時の問
題があった際、どの程度の追加エッチングが必要か正確
につかめるため上記した図5に示す参考例に示すような
効果に付加して、精度が向上しさらに高歩留まりが達成
できる。
With such a structure, when there is a problem at the time of etching, in addition to the effect shown in the reference example shown in FIG. It can be improved and higher yield can be achieved.

【0053】また、このような構成にすることでエッチ
ング条件出しの際のモニタリングも行えるため、検査が
できず、オーバーエッチング時間を延ばして安全を見て
いた第1の実施の形態に示す構成のものよりエッチング
時間を約15%短縮でき、スループットの向上にもつな
がった。
Further, with such a configuration, since monitoring can be performed when the etching conditions are set out, the inspection cannot be performed, the overetching time is extended, and the safety of the configuration shown in the first embodiment is considered. The etching time can be shortened by about 15% compared to the conventional one, which also leads to improvement in throughput.

【0054】図7及び図8は、ヴィアホールの検査用開
口部12を基板1からの標高がすべてのパターンのうち
最高部に位置する配線パターン2により囲まれてなる一
番深いところに設けたものである。このパターンの周辺
パターンの線幅を5μmとしたものは、周辺部にパター
ンのないものに比較して、CMP後の膜厚を評価した結
果0.05〜0.1nm厚くなることがわかった。
In FIGS. 7 and 8, the via hole inspection opening 12 is provided at the deepest place where the elevation from the substrate 1 is surrounded by the wiring pattern 2 located at the highest position of all the patterns. It is a thing. When the line width of the peripheral pattern of this pattern was set to 5 μm, it was found that the film thickness after CMP was 0.05 to 0.1 nm thicker than that of the pattern having no pattern in the peripheral portion.

【0055】この厚さは、エッチング時間にして1〜2
秒にあたるためできれば、このようなパターンを採用す
べきである。ただし、このようにすると、面積が大きく
なるためチップのパターン内に配置する場合には不利で
ある。
This thickness is 1-2 in terms of etching time.
If possible, such a pattern should be adopted because it corresponds to seconds. However, this makes the area large, which is disadvantageous when arranging in a chip pattern.

【0056】また、CMPはグローバルな平坦化が可能
であるがパターンの依存のためパターンによってわずか
な標高差は残る。図7及び図8に示す構成は、確実に一
番深いパターンを提供するものである。このように構成
することで、深い開口部が形成されるため検査の確実性
が向上する。
Further, although CMP is capable of global flattening, a slight difference in elevation remains depending on the pattern because of pattern dependence. The configurations shown in FIGS. 7 and 8 ensure that the deepest pattern is provided. With this structure, a deep opening is formed, so that the reliability of the inspection is improved.

【0057】図9及び図10はこの発明の第1の実施の
形態を示し、図9は平面図、図10は図9のA−A'線
断面図である。この第1の実施の形態は、半導体チップ
がその入出力のために有するボンディングパッド用配線
パターン部6を、多層メタル配線層の最上部にのみ形成
した半導体装置である。
9 and 10 show a first embodiment of the present invention, FIG. 9 is a plan view, and FIG. 10 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG. The first embodiment is a semiconductor device in which a bonding pad wiring pattern portion 6 which a semiconductor chip has for its input / output is formed only on the uppermost part of a multilayer metal wiring layer.

【0058】この第1の実施の形態を3層配線の例で説
明する。まず、トランジスタが形成され、絶縁膜で被覆
されたシリコン基板1上に第1層目の配線メタルを堆積
し、パターニングすることにより第1層目のメタル配線
層2が形成される。ここの絶縁膜は、平坦化されていて
もされていなくてもよい。第1層目の配線パターンに
は、パッド部は形成されていない。即ち、この第1層目
のメタル配線層2にはボンディングパッド用配線パター
ン部は設けていない。この上に層間絶縁膜3を堆積し、
層間絶縁膜3をCMPにより平坦化する。
The first embodiment will be described with an example of three-layer wiring. First, a transistor is formed, a first-layer wiring metal is deposited on a silicon substrate 1 covered with an insulating film, and patterned to form a first-layer metal wiring layer 2. The insulating film here may or may not be planarized. No pad portion is formed in the first-layer wiring pattern. That is, the wiring pattern portion for the bonding pad is not provided in the first metal wiring layer 2. An interlayer insulating film 3 is deposited on this,
The interlayer insulating film 3 is flattened by CMP.

【0059】この後、層間絶縁膜3にヴィアホール7a
を形成し、第2メタル配線層4を堆積して、パターニン
グする。この第2メタル配線層4にも、ボンディングパ
ッド用配線パターン部6は形成されていない。この後、
第2の層間絶縁膜5を堆積して平坦化し、第2のヴィア
ホール7bを開口する。この上に第3層目のメタル配線
層8を堆積し、パターニングする。この第3層目のメタ
ル配線層8にのみボンディングパッド用配線パターン部
6が形成されている。
After that, the via hole 7a is formed in the interlayer insulating film 3.
Then, the second metal wiring layer 4 is deposited and patterned. The wiring pattern portion 6 for bonding pad is not formed in the second metal wiring layer 4 either. After this,
The second interlayer insulating film 5 is deposited and planarized, and the second via hole 7b is opened. A third metal wiring layer 8 is deposited on this and patterned. The bonding pad wiring pattern portion 6 is formed only on the third metal wiring layer 8.

【0060】上記のように、この第1実施の形態の構成
では、第1の参考例に示したような構成は不必要とな
る。この場合、下部のメタル配線層はヴィアホール7a
(7b)により3層目の配線まで接続し、3層目でボン
ディングパッド用配線パターン部6と接続するように構
成されている。
As described above, in the configuration of the first embodiment, the configuration shown in the first reference example is unnecessary. In this case, the lower metal wiring layer is the via hole 7a.
By (7b), the wirings up to the third layer are connected, and the wiring patterns for bonding pads 6 are connected on the third layer.

【0061】ただし、この場合にはチップ内どの場所に
おいてもヴィアホール7a(7b)により、3層目の配
線まで接続することは3層目の配線を過密化させてしま
うため、ボンディングパッド用配線パターン部近傍でヴ
ィアホールを用いて上層に接続する必要がある。そのた
め、第1の参考例の構成に比較してボンディングパッド
用配線パターン部6の近傍に配線が配置できずチップサ
イズをわずかに増大させてしまう欠点があるが、構造が
シンプルであることとボンディングパッド用配線パター
ン部の平坦性がさらに良好にできることから信頼性は向
上する。
However, in this case, connecting to the wiring of the third layer by the via hole 7a (7b) at any place in the chip causes the wiring of the third layer to be overcrowded. It is necessary to connect to the upper layer using a via hole near the pattern part. Therefore, compared with the configuration of the first reference example, there is a drawback that wiring cannot be arranged near the bonding pad wiring pattern portion 6 and the chip size is slightly increased, but the structure is simple and the bonding The reliability is improved because the flatness of the pad wiring pattern portion can be further improved.

【0062】図11及び図12はこの発明の第3の参考
例を示し、図11は平面図、図12は図11のB−B'
線断面図である。第(n−1)層よりシリコン基板1側
のメタル配線層は、ボンディングパッド用配線パターン
部を設けない構成になっており、図9及び図10示す第
3の実施の形態に記載したボンディングパッド用配線パ
ターン部6が、多層メタル配線層の最上部にのみ形成さ
れる半導体装置の構造と同じ構成になっている。
11 and 12 show a third reference example of the present invention, FIG. 11 is a plan view, and FIG. 12 is BB 'of FIG.
It is a line sectional view. The metal wiring layer on the silicon substrate 1 side of the (n-1) th layer has a structure in which the wiring pattern portion for the bonding pad is not provided, and the bonding pad described in the third embodiment shown in FIGS. 9 and 10 is used. The wiring pattern portion 6 for use has the same structure as the structure of the semiconductor device formed only on the uppermost part of the multilayer metal wiring layer.

【0063】この参考例を3層配線の例で説明する。ま
ず、トランジスタが形成され、絶縁膜で被覆されたシリ
コン基板1上に第1層目の配線メタルを堆積し、パター
ニングすることにより第1層目のメタル配線層2が形成
される。ここで絶縁膜16は、平坦化されていてもされ
ていなくてもよい。第1層目の配線パターンには、ボン
ディングパッド用配線パターン部は形成されていない。
この上に層間絶縁膜3を堆積し、層間絶縁膜3をCMP
により平坦化する。
This reference example will be described using an example of three-layer wiring. First, a transistor is formed, a first-layer wiring metal is deposited on a silicon substrate 1 covered with an insulating film, and patterned to form a first-layer metal wiring layer 2. Here, the insulating film 16 may or may not be planarized. No bonding pad wiring pattern portion is formed in the first layer wiring pattern.
An interlayer insulating film 3 is deposited on this, and the interlayer insulating film 3 is subjected to CMP.
To flatten.

【0064】この後、層間絶縁膜3にヴィアホール7a
を形成し、第2メタル配線層4を堆積して、パターニン
グする。この第2メタル配線層4には、ボンディングパ
ッド用配線パターン部6aを形成する。従って、第1メ
タル配線層2において、ボンディングパッド用配線パタ
ーン部へ接続が必要な配線は、ヴィアホール7aに埋め
込まれたメタル9を介して第2メタル配線層4のボンデ
ィングパッド用配線パターン部6aと接続される。この
後、第2の層間絶縁膜5を堆積して平坦化し、第2のヴ
ィアホール7bを開口する。このときボンディングパッ
ド用配線パターン部は、通常の方法通り、ボンディング
パッド用配線パターン部は大きく開口してある。この
際、ヴィアホール7bの深さとパッド部の開口部は、同
じ深さaであるため、前述したようなホールエッチング
に関する問題は考慮しなくともよい。この上に第3層目
のメタル配線層8を堆積し、パターニングする。ここで
のボンディングパッド用配線パターン部6bは第3層目
のメタル配線層8のみに使用される。
After that, the via hole 7a is formed in the interlayer insulating film 3.
Then, the second metal wiring layer 4 is deposited and patterned. On the second metal wiring layer 4, a bonding pad wiring pattern portion 6a is formed. Therefore, in the first metal wiring layer 2, the wiring that needs to be connected to the bonding pad wiring pattern portion is the bonding pad wiring pattern portion 6a of the second metal wiring layer 4 through the metal 9 embedded in the via hole 7a. Connected with. After that, the second interlayer insulating film 5 is deposited and planarized, and the second via hole 7b is opened. At this time, the wiring pattern portion for the bonding pad has a large opening as in the usual method. At this time, since the depth of the via hole 7b and the opening of the pad portion have the same depth a, it is not necessary to consider the above-mentioned problem regarding hole etching. A third metal wiring layer 8 is deposited on this and patterned. The bonding pad wiring pattern portion 6b here is used only for the third metal wiring layer 8.

【0065】さらに、この上にパッシベーション膜10
を堆積し、ボンディングパッド用配線パターン部のみを
エッチングにより開口部15を形成する。ここでは、平
坦化はしないため、パッシベーション膜10は、コンフ
ォーマルに形成されており、ボンディングパッド用配線
パターン部のエッチングは何ら問題なく行える。
Further, a passivation film 10 is formed on this.
Is deposited, and the opening 15 is formed by etching only the wiring pattern portion for the bonding pad. Here, since the passivation film 10 is conformally formed because it is not flattened, the bonding pad wiring pattern portion can be etched without any problem.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、発明は、半導体チ
ップがその入出力のために有するボンディングパッド用
配線パターン部は、多層配線層の最上部にのみ形成する
ことで、構造がシンプルになるとともに、ボンディング
パッド用配線パターン部の平坦性がさらに良好にできる
ことから信頼性が向上する。
As described above, according to the present invention, the wiring pattern portion for the bonding pad which the semiconductor chip has for its input / output is formed only on the uppermost part of the multilayer wiring layer, so that the structure is simplified. At the same time, since the flatness of the bonding pad wiring pattern portion can be further improved, the reliability is improved.

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

【図1】この発明の第1の参考例を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a first reference example of the present invention.

【図2】図1のA−A'線断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【図3】ヴィアホールを介して配線層を接続した状態を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in which a wiring layer is connected via a via hole.

【図4】ヴィアホールを介して配線層を接続した状態を
示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a wiring layer is connected via a via hole.

【図5】この発明の第2の参考例を示す断面図である。FIG. 5 is a sectional view showing a second reference example of the present invention.

【図6】この発明の第2の参考例を示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing a second reference example of the present invention.

【図7】この発明の第2の参考例を示す断面図である。FIG. 7 is a sectional view showing a second reference example of the present invention.

【図8】この発明の第2の参考例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a second reference example of the present invention.

【図9】この発明の第1の実施の形態を示す平面図であ
る。
FIG. 9 is a plan view showing the first embodiment of the present invention.

【図10】図9のA−A'線断面図である。10 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【図11】この発明の第3の参考例を示す平面図であ
る。
FIG. 11 is a plan view showing a third reference example of the present invention.

【図12】図11のB−B'線断面図である。12 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ of FIG.

【図13】従来の配線構造を示す平面図である。FIG. 13 is a plan view showing a conventional wiring structure.

【図14】図13のA−A'線断面図である。14 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 第1のメタル配線層 3 層間絶縁膜 4 第2のメタル配線層 5 層間絶縁膜 6 ボンディングパッド用配線パターン部 7a、7b ヴィアホール 8 第3のメタル配線層 9 埋込みメタル 1 Silicon substrate 2 First metal wiring layer 3 Interlayer insulation film 4 Second metal wiring layer 5 Interlayer insulation film 6 Wiring pattern part for bonding pad 7a, 7b via hole 8 Third metal wiring layer 9 Embedded metal

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 入野田 貢 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 上野 嘉一 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 黒田 隆彦 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 Fターム(参考) 5F033 JJ08 JJ19 NN34 PP06 PP15 QQ08 QQ31 QQ48 QQ73 QQ75 UU05 VV07 WW01 XX01 5F044 EE00    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Mitsuru Irinoda             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh (72) Inventor Yoshikazu Ueno             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh (72) Inventor Takahiko Kuroda             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh F term (reference) 5F033 JJ08 JJ19 NN34 PP06 PP15                       QQ08 QQ31 QQ48 QQ73 QQ75                       UU05 VV07 WW01 XX01                 5F044 EE00

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 絶縁膜で被覆された基板上に設けられた
配線層と、この配線層上に設けられたn−1(nは3以
上の整数)以上の平坦化された層間絶縁層と、それぞれ
の層間絶縁層上に設けられた配線層と、を備えたn層の
多層配線構造を有する半導体装置において、最上層の絶
縁層に設けられた金属配線層は、一層或いはそれ以上の
配線層と接続孔を介して電気的に接続され、半導体チッ
プがその入出力のために有するボンディングパッド用配
線パターン部は、前記最上層の絶縁層に設けられた金属
配線層のみにこの金属配線層とともに形成されているこ
とを特徴とする半導体装置。
1. A wiring layer provided on a substrate covered with an insulating film, and a flattened interlayer insulating layer of n-1 (n is an integer of 3 or more) provided on the wiring layer. , A wiring layer provided on each interlayer insulating layer, and a semiconductor device having an n-layer multi-layer wiring structure, the metal wiring layer provided on the uppermost insulating layer has one or more wiring layers. The wiring pattern portion for the bonding pad, which is electrically connected to the layer through the connection hole and which the semiconductor chip has for its input / output, is formed only on the metal wiring layer provided in the uppermost insulating layer. A semiconductor device formed together with the semiconductor device.
【請求項2】 前記ボンディングパッド用配線パターン
部は接続孔の存在しない領域に配置されていることを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the bonding pad wiring pattern portion is arranged in a region where a connection hole does not exist.
【請求項3】 各配線層間の接続孔は、各々の層間絶縁
層におけるそれぞれの最小接続孔サイズの2倍以下のサ
イズあるいは最小接続孔サイズの2倍以下のサイズの短
辺を持つ長方形状により開孔され、上記接続孔が配線層
と異なる工程により金属等の導電性の材料により埋め込
まれていることを特徴とする請求項1または2に記載の
半導体装置。
3. The connecting hole between each wiring layer is formed in a rectangular shape having a short side of a size not more than twice the minimum connecting hole size of each interlayer insulating layer or a size not more than twice the minimum connecting hole size. 3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is opened, and the connection hole is filled with a conductive material such as metal by a process different from that of the wiring layer.
【請求項4】 上記層間絶縁層の平坦性は0.3μm以
下であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装
置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein the flatness of the interlayer insulating layer is 0.3 μm or less.
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