JP2015053371A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the performance of a semiconductor device by preventing a passivation film covering a pad from being cracked or peeled without increasing the area of the pad on an upper surface of a semiconductor chip.SOLUTION: A pad PD is formed on a wiring L7 which is an uppermost wiring constituting a multilayer wiring and has a greatest film thickness among the multilayer wiring. The pad PD is electrically connected to the wiring L7 and has a smaller film thickness than the wiring L7. A bonding wire is connected to an upper surface of the pad PD which mainly contains Al (Aluminum) and is exposed from the passivation film PS.

Description

本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、半導体チップの上面にパッドを有する半導体装置およびその製造方法に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a semiconductor device having a pad on an upper surface of a semiconductor chip and a technique effective when applied to the method for manufacturing the same.

近年、半導体チップの性能向上のために、半導体チップの配線抵抗を低減することが求められている。これを実現する構造として、配線を多層化することが知られている。この多層配線のうちの最下層では、微細化した素子に接続した配線を高密度に形成するため、最下層の配線同士の間の距離を狭く設定し、また、当該配線の膜厚および幅を小さくする。これに対し、多層配線のうち最下層の配線より上の配線は、最上層に近いほど配線間のピッチ、配線幅、および膜厚が大きい。このような構成により、多層配線を低抵抗化することができる。   In recent years, in order to improve the performance of a semiconductor chip, it is required to reduce the wiring resistance of the semiconductor chip. As a structure for realizing this, it is known that the wiring is multilayered. In the lowermost layer of this multilayer wiring, in order to form the wiring connected to the miniaturized element with a high density, the distance between the lowermost layer wirings is set narrow, and the film thickness and width of the wiring are reduced. Make it smaller. On the other hand, in the multilayer wiring, the wiring above the lowermost wiring has a larger pitch, wiring width, and film thickness between the wirings closer to the uppermost layer. With such a configuration, the resistance of the multilayer wiring can be reduced.

特許文献1(特開2010−205974号公報)には、パッドとその下の金属層との間に補強層を設けることにより、パッドの強度を高めることが記載されている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-205974) describes that the strength of the pad is increased by providing a reinforcing layer between the pad and the metal layer therebelow.

特許文献2(特開2011−18832号公報)には、Al(アルミニウム)を主体とする配線層の上面にCu(銅)配線層を接続し、当該Cu配線層の上面に、パッドを介してCuワイヤを接続することで、半導体ウエハが反ることを防ぐことが記載されている。ここで記載されているCu配線層の膜厚は、Alを主体とする上記配線層の膜厚よりも大きい。   In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-18832), a Cu (copper) wiring layer is connected to an upper surface of a wiring layer mainly composed of Al (aluminum), and a pad is provided on the upper surface of the Cu wiring layer. It is described that the semiconductor wafer is prevented from warping by connecting a Cu wire. The film thickness of the Cu wiring layer described here is larger than the film thickness of the wiring layer mainly composed of Al.

特開2010−205974号公報JP 2010-205974 A 特開2011−18832号公報JP 2011-18832 A

多層配線のうち、最上層の配線は電源の強化に使用することができる。よって、最上層の配線は特に抵抗を低くする必要があるため、多層配線の中で最も膜厚を大きくすることが考えられる。この最上層配線を、ボンディング用のパッドとして用いた場合、以下のような問題が生じる。   Of the multilayer wiring, the uppermost wiring can be used to strengthen the power supply. Therefore, since the resistance of the uppermost layer wiring needs to be particularly low, it is conceivable to increase the film thickness among the multilayer wirings. When this uppermost layer wiring is used as a bonding pad, the following problems occur.

すなわち、低抵抗化などを目的として大きい膜厚で形成したパッド上に、当該パッドの材料と反応しやすい材料からなるボンディングワイヤを接続する場合、パッドの膜厚が大きいことに起因して合金反応が過度に進み、これにより成長した反応層が、パッドを露出するパッシベーション膜を圧迫することで、当該パッシベーション膜にクラックが生じる。   That is, when a bonding wire made of a material that easily reacts with the material of the pad is connected to a pad formed with a large film thickness for the purpose of reducing resistance or the like, an alloy reaction occurs due to the large film thickness of the pad. As the reaction layer grows excessively and presses the passivation film exposing the pad, a crack is generated in the passivation film.

また、上記パッドの上面に、パッドの材料よりも硬い材料からなるボンディングワイヤを圧着しようとすると、パッドの膜厚が大きいため、ボンディングワイヤが比較的柔らかいパッド内に潜るため、圧着強度が低下する。   In addition, if a bonding wire made of a material harder than the pad material is pressed onto the upper surface of the pad, the bonding wire is submerged in a relatively soft pad due to the large film thickness of the pad. .

また、上記パッド上にパッシベーション膜を形成し、当該パッシベーション膜を開口してパッドの上面を一部露出させてからワイヤボンディングを行い、その後、半導体チップを樹脂膜により覆う場合、膜厚の大きいパッドの横のパッシベーション膜と、パッド上のパッシベーション膜との段差が大きくなり、パッド上のパッシベーション膜が樹脂膜から圧力を受けて割れる。   If a passivation film is formed on the pad, the passivation film is opened to expose a part of the upper surface of the pad, wire bonding is performed, and then the semiconductor chip is covered with a resin film, the pad having a large film thickness is formed. The difference in level between the passivation film on the side and the passivation film on the pad becomes large, and the passivation film on the pad is broken by receiving pressure from the resin film.

これらの問題を回避するために、パッドを露出するためのパッシベーション膜の開口部の面積を拡げることが考えられるが、その場合パッドの占有面積が大きくなるため、半導体装置の微細化が困難となる。   In order to avoid these problems, it is conceivable to increase the area of the opening of the passivation film for exposing the pad. However, in this case, the area occupied by the pad becomes large, and it becomes difficult to miniaturize the semiconductor device. .

その他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   Other objects and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the embodiments disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

一実施の形態である半導体装置は、多層配線を構成する最上層配線上に、当該最上層配線に電気的に接続され、かつ、当該最上層配線よりも膜厚が小さいパッドを形成するものである。   A semiconductor device according to an embodiment forms a pad electrically connected to the uppermost layer wiring and having a smaller film thickness than the uppermost layer wiring on the uppermost layer wiring constituting the multilayer wiring. is there.

また、一実施の形態である半導体装置の製造方法は、半導体基板上に多層配線を形成し、当該多層配線を構成する最上層配線上に、当該最上層配線に電気的に接続され、かつ、当該最上層配線よりも膜厚が小さいパッドを形成するものである。   In one embodiment, a method of manufacturing a semiconductor device includes forming a multilayer wiring on a semiconductor substrate, electrically connected to the uppermost layer wiring on the uppermost layer wiring constituting the multilayer wiring, and A pad having a smaller film thickness than the uppermost layer wiring is formed.

本願において開示される一実施の形態によれば、半導体装置の性能を向上させることができる。特に、半導体装置を微細化することができる。   According to one embodiment disclosed in the present application, the performance of a semiconductor device can be improved. In particular, the semiconductor device can be miniaturized.

本発明の実施の形態1である半導体装置を示す平面レイアウトである。2 is a plan layout showing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention; 本発明の実施の形態1である半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which is Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1である半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which is Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1である半導体装置の製造方法を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the semiconductor device which is Embodiment 1 of this invention. 図4に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 4. 図5に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 5; 図6に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 6; 図7に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 7; 図8に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 8. 図9に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 9; 図10に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 10; 図11に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 11; 図12に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 12; 図13に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 13; 図14に続く半導体装置の製造方法を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing the semiconductor device following FIG. 14; 本発明の実施の形態2である半導体装置を示す平面レイアウトである。4 is a plan layout showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. 本発明の実施の形態2である半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which is Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3である半導体装置を示す平面レイアウトである。It is a plane layout which shows the semiconductor device which is Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3である半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which is Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態4である半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which is Embodiment 4 of this invention. 比較例である半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which is a comparative example. 比較例である半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which is a comparative example. 比較例である半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device which is a comparative example.

以下、実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。   Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof will be omitted. In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.

なお、本願でいう配線の幅とは、配線の延在方向に対して直交する方向における配線の長さを指すものである。また、本願でいう同層とは、製造工程において、元々一の膜であったものを分離して形成したそれぞれの膜であって、同一の高さに設けられた複数の膜の互いの関係をいう。   Note that the width of the wiring referred to in this application refers to the length of the wiring in a direction orthogonal to the extending direction of the wiring. In addition, the same layer as used in the present application is each film formed by separating what was originally one film in the manufacturing process, and the mutual relationship of a plurality of films provided at the same height Say.

また、本願でいう高さとは、半導体基板の主面に対して垂直な方向における距離を指すものであり、特に説明しない場合には、半導体基板の主面からの距離を指す。ただし、本願でいう側壁の高さとは、特定の膜の側壁の下端から上端までの距離を指す。   Further, the height in the present application refers to a distance in a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor substrate, and refers to a distance from the main surface of the semiconductor substrate unless otherwise specified. However, the height of the side wall referred to in the present application refers to the distance from the lower end to the upper end of the side wall of the specific film.

(実施の形態1)
本実施の形態の半導体装置およびその製造方法は、特に多層配線の上部の最上層配線およびその上のパッドの構造並びにそれらの製造方法に特徴を有し、例えば、パッドに対するボンディングワイヤの接続強度を高め、またはパッド近傍の絶縁膜にクラックが生じることを防ぐものである。
(Embodiment 1)
The semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment are particularly characterized by the structure of the uppermost layer wiring on the upper side of the multilayer wiring and the pad thereon and the manufacturing method thereof. This is to increase or prevent the insulating film near the pad from cracking.

以下に、図1〜図3を用いて本実施の形態の半導体装置を説明する。図1は本実施の形態の半導体装置の平面レイアウトであり、図2および図3は本実施の形態の半導体装置の断面図である。図3では図2よりも広い領域の断面を示している。   The semiconductor device of this embodiment will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a plan layout of the semiconductor device of the present embodiment, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of the semiconductor device of the present embodiment. FIG. 3 shows a cross section of a wider area than FIG.

図1には、本実施の形態の半導体装置である半導体チップの上面に複数形成されたパッドのうちの1個のパッドPDを示している。パッドPDの上面の一部はパッシベーション膜PS(図2および図3参照)に覆われており、他の一部はパッシベーション膜PSの開口部OPから露出している。図1では、パッシベーション膜PS自体を示していないが、パッシベーション膜PSの開口部の輪郭を実線で示している。また、図1では、パッドPDの下の配線の輪郭を破線で示しているが、パッドPDの下の各ビアは実線で示している。   FIG. 1 shows one pad PD among a plurality of pads formed on the upper surface of a semiconductor chip which is the semiconductor device of the present embodiment. A part of the upper surface of the pad PD is covered with the passivation film PS (see FIGS. 2 and 3), and the other part is exposed from the opening OP of the passivation film PS. In FIG. 1, the passivation film PS itself is not shown, but the outline of the opening of the passivation film PS is indicated by a solid line. In FIG. 1, the outline of the wiring under the pad PD is indicated by a broken line, but each via under the pad PD is indicated by a solid line.

開口部OPは平面視において例えば矩形の形状を有しており、その開口面積は、平面視におけるパッドPDの上面の面積よりも小さい。矩形の開口部OP内の底部にはパッドPDの上面のみが露出している。つまり、平面視において、開口部OPはいずれの領域においてもパッドPDと重なっている。   The opening OP has, for example, a rectangular shape in plan view, and the opening area is smaller than the area of the upper surface of the pad PD in plan view. Only the upper surface of the pad PD is exposed at the bottom of the rectangular opening OP. That is, in the plan view, the opening OP overlaps the pad PD in any region.

パッドPDはパッシベーション膜PSの下に配置された第1導体膜であり、主にAl(アルミニウム)を含んでいる。また、パッドPDの下には、主にAl(アルミニウム)を含む配線L7が形成されている。パッドPDおよび配線L7は、いずれも平面視において矩形の形状を有している。パッドPDと配線L7とは、それらの間に形成された複数のビアV2を介して電気的に接続されている。図1において、パッドPDは特定の方向に延在している。この延在方向に対して直交する方向におけるパッドPDの幅は、例えば40μmである。   The pad PD is a first conductor film disposed under the passivation film PS and mainly contains Al (aluminum). A wiring L7 mainly containing Al (aluminum) is formed under the pad PD. Both the pad PD and the wiring L7 have a rectangular shape in plan view. The pad PD and the wiring L7 are electrically connected through a plurality of vias V2 formed between them. In FIG. 1, the pad PD extends in a specific direction. The width of the pad PD in the direction orthogonal to the extending direction is, for example, 40 μm.

ビアV2はパッドPDと同じ導体膜からなる。平面視において、ビアV2は開口部OPの内側に配置されていない。ビアV2は、平面視において特定の方向に複数並べて配置されている。本実施の形態において、配線L7の一部は、開口部OPの内側の領域の直下に配置されている。   The via V2 is made of the same conductive film as the pad PD. In the plan view, the via V2 is not disposed inside the opening OP. A plurality of vias V2 are arranged side by side in a specific direction in plan view. In the present embodiment, a part of the wiring L7 is arranged immediately below the region inside the opening OP.

また、配線L7は、配線L7の下に形成された複数のビアV1を介して、ビアV1の下の配線(図示しない)に接続されている。ビアV1は、配線L7と同じ導体膜からなる。ビアV1は、平面視において特定の方向に複数並べて配置されている。なお、図1では、平面視において、ビアV1とビアV2とが互いに重ならない位置に配置されているが、ビアV1とビアV2とは、平面視において互いに重なる位置に配置されていてもよい。   The wiring L7 is connected to a wiring (not shown) below the via V1 through a plurality of vias V1 formed below the wiring L7. The via V1 is made of the same conductor film as the wiring L7. A plurality of vias V1 are arranged in a specific direction in plan view. In FIG. 1, the via V <b> 1 and the via V <b> 2 are arranged at positions where they do not overlap each other in plan view, but the via V <b> 1 and the via V <b> 2 may be arranged at positions where they overlap each other when seen in plan view.

図2には、図1のA−A線における断面図を示している。図2では、積層された複数の配線を含む多層配線のうち、最上層配線である配線L7と、配線L7の一つ下の配線層を構成する配線L6とを示しており、配線L6より下の多層配線の図示を省略している。多層配線とは、配線を含む配線層を複数積層した構造であり、最上層に形成された最上層配線と、最上層配線よりも下に形成された下層配線とを含んでいる。   FIG. 2 shows a cross-sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 2 shows a wiring L7 that is the uppermost layer wiring among the multilayer wirings including a plurality of stacked wirings, and a wiring L6 that constitutes a wiring layer immediately below the wiring L7, and is below the wiring L6. The multilayer wiring is not shown. The multilayer wiring is a structure in which a plurality of wiring layers including wiring are stacked, and includes a top layer wiring formed in the top layer and a lower layer wiring formed below the top layer wiring.

図2に示すように、配線L6は主にCu(銅)からなる配線であり、層間絶縁膜IL6bに開口された配線溝内に埋め込まれている。層間絶縁膜IL6bは、例えば酸化シリコン膜からなる。配線L6は、いわゆるデュアルダマシン法により形成されており、配線L6の上面には、配線L7と同一の膜からなるビアV1が接続されている。図2では、配線L6を構成する複数の膜を区別して示していないが、配線L6は、例えばTa(タンタル)またはTaN(窒化タンタル)を含むバリア導体膜と、当該バリア導体膜上に形成された、Cu(銅)を含む主導体膜により構成されている。   As shown in FIG. 2, the wiring L6 is a wiring mainly made of Cu (copper), and is embedded in a wiring trench opened in the interlayer insulating film IL6b. The interlayer insulating film IL6b is made of, for example, a silicon oxide film. The wiring L6 is formed by a so-called dual damascene method, and a via V1 made of the same film as the wiring L7 is connected to the upper surface of the wiring L6. In FIG. 2, a plurality of films constituting the wiring L6 are not distinguished, but the wiring L6 is formed on the barrier conductor film including, for example, a barrier conductor film containing Ta (tantalum) or TaN (tantalum nitride). In addition, the main conductor film includes Cu (copper).

ビアV1は、バリア絶縁膜SFと、バリア絶縁膜SF上の層間絶縁膜IL7aとからなる積層膜に開口されたビアホールVH1内に埋め込まれている。つまり、配線L6上および層間絶縁膜IL6b上に、バリア絶縁膜SFを介して層間絶縁膜IL7aが形成されており、配線L7は層間絶縁膜IL7a上に形成されている。配線L6と配線L7とは、ビアV1を介して電気的に接続されている。バリア絶縁膜SFは例えばSiCN膜からなり、層間絶縁膜IL7aは例えば酸化シリコン膜からなる。   The via V1 is buried in the via hole VH1 opened in the laminated film including the barrier insulating film SF and the interlayer insulating film IL7a on the barrier insulating film SF. That is, the interlayer insulating film IL7a is formed over the wiring L6 and the interlayer insulating film IL6b via the barrier insulating film SF, and the wiring L7 is formed over the interlayer insulating film IL7a. The wiring L6 and the wiring L7 are electrically connected via the via V1. The barrier insulating film SF is made of, for example, a SiCN film, and the interlayer insulating film IL7a is made of, for example, a silicon oxide film.

配線L7は、層間絶縁膜IL7a上に順に積層されたバリア導体膜BL1、主導体膜M1およびバリア導体膜BU1により構成されている。また、ビアV1は、ビアホールVH1内に順に積層されたバリア導体膜BL1および主導体膜M1からなる。配線L7の側壁および上面は、層間絶縁膜IL7bにより覆われている。層間絶縁膜IL7bは、例えば酸化シリコン膜からなる第2絶縁膜である。ここで、層間絶縁膜IL7bの底面は、層間絶縁膜IL7aの上面と接している。   The wiring L7 includes a barrier conductor film BL1, a main conductor film M1, and a barrier conductor film BU1 that are sequentially stacked on the interlayer insulating film IL7a. The via V1 includes a barrier conductor film BL1 and a main conductor film M1 that are sequentially stacked in the via hole VH1. The side wall and the upper surface of the wiring L7 are covered with an interlayer insulating film IL7b. The interlayer insulating film IL7b is a second insulating film made of, for example, a silicon oxide film. Here, the bottom surface of the interlayer insulating film IL7b is in contact with the top surface of the interlayer insulating film IL7a.

配線L7の直上において層間絶縁膜IL7bには複数のビアホールVH2が開口しており、ビアホールVH2の底部には配線L7の上面が露出している。ビアホールVH2内には、層間絶縁膜IL7b上に形成されたパッドPDと同一の導体膜からなるビアV2が埋め込まれている。よって、配線L7とパッドPDとは、ビアV2を介して電気的に接続されている。パッドPDは、層間絶縁膜IL7b上に順に積層されたバリア導体膜BL2、主導体膜M2およびバリア導体膜BU2により構成されている。ビアV2は、ビアホールVH2内に順に積層されたバリア導体膜BL2および主導体膜M2により構成されている。なお、図2に示すように、ビアV2は主導体膜M2上のバリア導体膜BU2を含んでいてもよい。   A plurality of via holes VH2 are opened in the interlayer insulating film IL7b immediately above the wiring L7, and the upper surface of the wiring L7 is exposed at the bottom of the via hole VH2. A via V2 made of the same conductor film as the pad PD formed on the interlayer insulating film IL7b is buried in the via hole VH2. Therefore, the wiring L7 and the pad PD are electrically connected via the via V2. The pad PD includes a barrier conductor film BL2, a main conductor film M2, and a barrier conductor film BU2 that are sequentially stacked on the interlayer insulating film IL7b. The via V2 includes a barrier conductor film BL2 and a main conductor film M2 that are sequentially stacked in the via hole VH2. As shown in FIG. 2, the via V2 may include a barrier conductor film BU2 on the main conductor film M2.

バリア導体膜BL1、BL2、BU1およびBU2は例えばTi(チタン)膜もしくはTiN(窒化チタン)膜、または、Ti(チタン)膜およびTiN(窒化チタン)膜の積層膜である。バリア導体膜BL1、BL2、BU1およびBU2のそれぞれの膜厚は、例えば100nm程度である。また、主導体膜M1およびM2はAl(アルミニウム)膜であり、主導体膜M1の膜厚は例えば1500nmであり、主導体膜M2の膜厚は例えば800nm以下である。つまり、多層配線のうちの最上層配線である配線L7上に形成されたパッドPDの膜厚は、配線L7の膜厚よりも小さい。   The barrier conductor films BL1, BL2, BU1, and BU2 are, for example, a Ti (titanium) film or a TiN (titanium nitride) film, or a laminated film of a Ti (titanium) film and a TiN (titanium nitride) film. Each film thickness of the barrier conductor films BL1, BL2, BU1, and BU2 is, for example, about 100 nm. The main conductor films M1 and M2 are Al (aluminum) films. The main conductor film M1 has a film thickness of, for example, 1500 nm, and the main conductor film M2 has a film thickness of, for example, 800 nm or less. That is, the film thickness of the pad PD formed on the wiring L7 which is the uppermost layer wiring among the multilayer wirings is smaller than the film thickness of the wiring L7.

層間絶縁膜IL7bの上面は平坦化されているため、パッドPDは層間絶縁膜IL7bの上面に沿って平坦に形成されている。図1および図2に示すように、ここではパッドPDの幅が配線L7の幅よりも大きい構成を例示しているが、パッドPDの幅は配線L7の幅より小さくてもよい。図1に示すレイアウトでは、配線L7の全部がパッドPDに対して重なっているが、パッドPDの幅が配線L7の幅より小さい場合には、パッドPDの全部が配線L7に対して重なっていてもよい。また、パッドPDおよび配線L7の両方が、互いに一部が重ならない位置に配置されていてもよい。   Since the upper surface of the interlayer insulating film IL7b is flattened, the pad PD is formed flat along the upper surface of the interlayer insulating film IL7b. As shown in FIGS. 1 and 2, here, the configuration in which the width of the pad PD is larger than the width of the wiring L7 is illustrated, but the width of the pad PD may be smaller than the width of the wiring L7. In the layout shown in FIG. 1, the entire wiring L7 overlaps the pad PD. However, when the width of the pad PD is smaller than the width of the wiring L7, the entire pad PD overlaps the wiring L7. Also good. Further, both the pad PD and the wiring L7 may be arranged at a position where parts do not overlap each other.

図2に示すように、パッドPDの上面の一部および側壁は、第1絶縁膜であるパッシベーション膜PSにより覆われている。パッシベーション膜PSは例えば酸化シリコン膜からなり、その膜厚は例えば1000nm以下である。パッシベーション膜PSはパッドPDの上面を露出する開口部OPを有している。   As shown in FIG. 2, a part of the upper surface and the side wall of the pad PD are covered with a passivation film PS that is a first insulating film. The passivation film PS is made of, for example, a silicon oxide film, and the film thickness is, for example, 1000 nm or less. The passivation film PS has an opening OP that exposes the upper surface of the pad PD.

パッドPDの上面であって、開口部OPから露出している領域、つまりパッド領域は、上記半導体チップをダイパッド上に実装した後に、ダイパッドの周囲のリードと半導体チップとを導通させるためのボンディングワイヤを接続する領域である。また、パッド領域は、半導体チップの機能検査などを目的として行われるプローブ検査において、検査針を接触させることで、検査装置と半導体チップとを導通させるための領域である。   The area exposed from the opening OP, that is, the pad area, on the upper surface of the pad PD is a bonding wire for electrically connecting the lead around the die pad and the semiconductor chip after the semiconductor chip is mounted on the die pad. Is an area to connect. The pad region is a region for conducting the inspection device and the semiconductor chip by bringing the inspection needle into contact with each other in probe inspection performed for the purpose of functional inspection of the semiconductor chip.

ここで、上記ボンディングワイヤをパッド領域に接続した半導体チップの断面であって、図2に示す配線L6より下の多層配線を含む断面を、図3に示す。図3に示すように、本実施の形態の半導体装置である半導体チップは、底部に半導体基板SBを有している。半導体基板SBの主面には、絶縁膜からなる素子分離領域STIが形成されている。素子分離領域STIから露出している半導体基板SB上には、複数のMISFET(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)Q1が形成されている。なお、半導体基板SBの主面上または当該主面内に形成されている半導体素子はMISFET以外の素子であっても構わない。   Here, FIG. 3 shows a cross section of the semiconductor chip in which the bonding wire is connected to the pad region, including a multilayer wiring below the wiring L6 shown in FIG. As shown in FIG. 3, the semiconductor chip which is the semiconductor device of the present embodiment has a semiconductor substrate SB at the bottom. An element isolation region STI made of an insulating film is formed on the main surface of the semiconductor substrate SB. A plurality of MISFETs (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistors) Q1 are formed on the semiconductor substrate SB exposed from the element isolation region STI. The semiconductor element formed on or in the main surface of the semiconductor substrate SB may be an element other than the MISFET.

MISFETQ1を覆うように、半導体基板SB上には酸化シリコン膜からなる層間絶縁膜CLが形成されている。また、層間絶縁膜CLを貫通する複数のプラグPL1が形成されており、プラグPL1はMISFETQ1を構成するソース・ドレイン領域またはゲート電極に接続されている。プラグPL1上および層間絶縁膜CL上には層間絶縁膜IL1が形成されており、層間絶縁膜IL1を貫通する複数の配線溝のそれぞれの内部には、プラグPL1と接続された配線L1が形成されている。層間絶縁膜IL1は、例えば酸化シリコン膜からなる。配線L1はいわゆるシングルダマシン法で形成されている。配線L1は、多層配線のうち、最も下に形成された最下層配線である。ここでは、配線L1および層間絶縁膜IL1を含む層を、第1配線層と呼ぶ。   An interlayer insulating film CL made of a silicon oxide film is formed on the semiconductor substrate SB so as to cover the MISFET Q1. A plurality of plugs PL1 penetrating the interlayer insulating film CL are formed, and the plug PL1 is connected to the source / drain regions or gate electrodes constituting the MISFET Q1. An interlayer insulating film IL1 is formed on the plug PL1 and the interlayer insulating film CL, and a wiring L1 connected to the plug PL1 is formed in each of a plurality of wiring trenches penetrating the interlayer insulating film IL1. ing. The interlayer insulating film IL1 is made of, for example, a silicon oxide film. The wiring L1 is formed by a so-called single damascene method. The wiring L1 is the lowest layer wiring formed at the bottom of the multilayer wiring. Here, the layer including the wiring L1 and the interlayer insulating film IL1 is referred to as a first wiring layer.

配線L1上および層間絶縁膜IL1上には、層間絶縁膜IL2と、層間絶縁膜IL2の上面に複数形成された配線溝のそれぞれの内部に形成された配線L2とが形成されている。層間絶縁膜IL2は、例えば酸化シリコン膜からなる。配線L2と配線L1とは、配線L2と同一の導体膜からなるプラグPL2を介して互いに接続されている。プラグPL2は、配線L2が埋め込まれた配線溝の底面に開口され、層間絶縁膜IL2を貫通するビアホール内に埋め込まれている。配線L2およびプラグPL2は、いわゆるデュアルダマシン法により形成されている。ここでは、配線L2、プラグPL2および層間絶縁膜IL2を含む層を、第2配線層と呼ぶ。   Over the wiring L1 and the interlayer insulating film IL1, there are formed an interlayer insulating film IL2 and a wiring L2 formed in each of a plurality of wiring grooves formed on the upper surface of the interlayer insulating film IL2. The interlayer insulating film IL2 is made of, for example, a silicon oxide film. The wiring L2 and the wiring L1 are connected to each other via a plug PL2 made of the same conductor film as the wiring L2. The plug PL2 is opened at the bottom of the wiring trench in which the wiring L2 is embedded, and is embedded in a via hole that penetrates the interlayer insulating film IL2. The wiring L2 and the plug PL2 are formed by a so-called dual damascene method. Here, the layer including the wiring L2, the plug PL2, and the interlayer insulating film IL2 is referred to as a second wiring layer.

第2配線層上には、第2配線層と同様の構造の第3配線層、第4配線層および第5配線層が順に形成されている。第3配線層は、配線L3、プラグPL3および層間絶縁膜IL3を含んでいる。第4配線層は、配線L4、プラグPL4および層間絶縁膜IL4を含んでいる。第5配線層は、配線L5、プラグPL5および層間絶縁膜IL5を含んでいる。   On the second wiring layer, a third wiring layer, a fourth wiring layer, and a fifth wiring layer having the same structure as the second wiring layer are sequentially formed. The third wiring layer includes a wiring L3, a plug PL3, and an interlayer insulating film IL3. The fourth wiring layer includes a wiring L4, a plug PL4, and an interlayer insulating film IL4. The fifth wiring layer includes a wiring L5, a plug PL5, and an interlayer insulating film IL5.

配線L1、L2およびL3のそれぞれの幅および厚さは同等である。また、配線L5およびL4のそれぞれの幅および厚さは同等である。配線L5およびL4のそれぞれの幅および膜厚は、配線L1、L2およびL3のそれぞれの幅および厚さよりも大きい。また、プラグPL5およびPL4の直径は、プラグPL1、PL2およびPL3のそれぞれの直径より大きい。   The widths and thicknesses of the wirings L1, L2, and L3 are the same. The widths and thicknesses of the wirings L5 and L4 are the same. The widths and thicknesses of the wirings L5 and L4 are larger than the widths and thicknesses of the wirings L1, L2, and L3, respectively. The diameters of plugs PL5 and PL4 are larger than the diameters of plugs PL1, PL2 and PL3.

第5配線層上には、層間絶縁膜IL6aと、層間絶縁膜IL6bとが順に積層されている。層間絶縁膜IL6aおよび層間絶縁膜IL6bは、例えば酸化シリコン膜からなる。層間絶縁膜IL6aを貫通するビアホール内にはプラグPL6が形成されており、プラグPL6上には、プラグPL6と同一の導体膜からなる配線L6が形成されている。ここでは、配線L6、プラグPL6、層間絶縁膜IL6aおよびIL6bを第6配線層と呼ぶ。配線L6の幅および膜厚は、配線L1〜L5のそれぞれの幅および厚さよりも大きい。また、プラグPL6の直径は、プラグPL1〜PL5のそれぞれの直径より大きい。   On the fifth wiring layer, an interlayer insulating film IL6a and an interlayer insulating film IL6b are sequentially stacked. The interlayer insulating film IL6a and the interlayer insulating film IL6b are made of, for example, a silicon oxide film. A plug PL6 is formed in the via hole penetrating the interlayer insulating film IL6a, and a wiring L6 made of the same conductor film as the plug PL6 is formed on the plug PL6. Here, the wiring L6, the plug PL6, and the interlayer insulating films IL6a and IL6b are referred to as a sixth wiring layer. The width and thickness of the wiring L6 are larger than the width and thickness of each of the wirings L1 to L5. The diameter of plug PL6 is larger than the diameter of each of plugs PL1 to PL5.

第6配線層上、つまり配線L6上の構造は、図2を用いて説明した構造と同様である。つまり、配線L6上の上面には、ビアV1を介して配線L7が接続されている。多層配線のうちの最上層配線である配線L7の配線の幅、膜厚および配線同士の間隔は、配線L6よりも大きい。ただし、配線L7の配線の幅、膜厚および配線同士の間隔は、配線L6と同等であってもよい。ここでは、配線L7、ビアV1、層間絶縁膜IL7aおよびIL7bを含む層を第7配線層と呼ぶ。   The structure on the sixth wiring layer, that is, the wiring L6 is the same as the structure described with reference to FIG. That is, the wiring L7 is connected to the upper surface on the wiring L6 through the via V1. Of the multilayer wiring, the wiring L7, which is the uppermost wiring, has a wiring width, a film thickness, and a spacing between the wirings larger than that of the wiring L6. However, the wiring width, the film thickness, and the spacing between the wirings of the wiring L7 may be equal to those of the wiring L6. Here, a layer including the wiring L7, the via V1, and the interlayer insulating films IL7a and IL7b is referred to as a seventh wiring layer.

上記のように、本実施の形態の半導体チップ内に形成された多層配線は、互いに電気的に接続された配線L1〜配線L6および配線L7からなる。配線L7上のパッドPDは、ビアV1、V2、プラグPL1〜PL6および配線L1〜L7を介して、MISFETQ1に電気的に接続されている。   As described above, the multilayer wiring formed in the semiconductor chip according to the present embodiment includes the wirings L1 to L6 and the wiring L7 that are electrically connected to each other. The pad PD on the wiring L7 is electrically connected to the MISFET Q1 via the vias V1 and V2, the plugs PL1 to PL6, and the wirings L1 to L7.

ここでは、多層配線を構成する配線層として、高密度配線層と、高密度配線層上の中密度配線層と、中密度配線層上の低密度配線層とを設けている。高密度配線層は、幅および厚さが小さく、微細化された配線を、多層配線内において最も狭い間隔で配置した層であり、具体的には、上述した第1配線層、第2配線層および第3配線層を指す。中密度配線層は、高密度配線層よりも幅および厚さが大きい配線を、高密度配線層における配線間ピッチよりも広い間隔で配置した層であり、具体的には、上述した第4配線層および第5配線層を指す。低密度配線層は、中密度配線層よりも幅および厚さが大きい配線を、中密度配線層における配線間ピッチよりも広い間隔で配置した層であり、具体的には、上述した第6配線層および第7配線層を指す。   Here, as a wiring layer constituting the multilayer wiring, a high-density wiring layer, a medium-density wiring layer on the high-density wiring layer, and a low-density wiring layer on the medium-density wiring layer are provided. The high-density wiring layer is a layer in which the width and thickness are small and the miniaturized wiring is arranged at the narrowest intervals in the multilayer wiring. Specifically, the first wiring layer and the second wiring layer described above are used. And the third wiring layer. The medium-density wiring layer is a layer in which wirings having a width and thickness larger than those of the high-density wiring layer are arranged at intervals wider than the inter-wiring pitch in the high-density wiring layer. Specifically, the above-described fourth wiring It refers to the layer and the fifth wiring layer. The low-density wiring layer is a layer in which wirings having a width and thickness larger than those of the medium-density wiring layer are arranged at intervals wider than the inter-wiring pitch in the medium-density wiring layer. Specifically, the above-described sixth wiring This refers to the layer and the seventh wiring layer.

上記のように、特定の配線層と、当該配線層の上または下の層とにおいて、配線の幅および厚さ並びに配線同士の間隔が同一である場合があるが、多層配線を構成する配線の幅および厚さ並びに配線同士の間隔は、最下層配線が最も小さく、最上層配線が最も大きい。つまり、最下層から最上層に向かうにつれて、配線の幅および厚さ並びに配線同士の間隔が大きくなる。このように、上層の配線のサイズを大きくすることにより、半導体チップの配線層の低抵抗化を可能としている。配線L1〜L6およびプラグPL2〜PL6は、主にCu(銅)からなる。   As described above, the wiring width and thickness and the spacing between the wirings may be the same in a specific wiring layer and the layer above or below the wiring layer. Regarding the width and thickness, and the interval between the wirings, the lowermost layer wiring is the smallest and the uppermost layer wiring is the largest. That is, the width and thickness of the wiring and the spacing between the wirings increase from the bottom layer to the top layer. Thus, by increasing the size of the upper layer wiring, the resistance of the wiring layer of the semiconductor chip can be reduced. The wirings L1 to L6 and the plugs PL2 to PL6 are mainly made of Cu (copper).

図3に示すように、開口部OP内において、パッドPDの上面にボンディングワイヤBWが接続されている。ボンディングワイヤは、例えばAu(金)、Ag(銀)またはCu(銅)を主に含む導体膜である。Auワイヤを用いた場合、パッドPDを構成するAl(アルミニウム)と反応して合金化することで、パッドPDに対して高い接合強度を得ることができる。また、AuワイヤはAl(アルミニウム)、Ag(銀)またはCu(銅)に比べて柔らかい素材であるため、断線の虞が小さく、ボンディングが容易である利点がある。   As shown in FIG. 3, a bonding wire BW is connected to the upper surface of the pad PD in the opening OP. The bonding wire is a conductor film mainly containing, for example, Au (gold), Ag (silver), or Cu (copper). When an Au wire is used, a high bonding strength can be obtained for the pad PD by reacting with Al (aluminum) constituting the pad PD and alloying. Further, since the Au wire is a softer material than Al (aluminum), Ag (silver), or Cu (copper), there is an advantage that the possibility of disconnection is small and bonding is easy.

また、CuワイヤはAl(アルミニウム)に比べて硬い物質であるため、パッドPDに対し、機械的な圧力を加えて圧着することで、高い接合強度を得ることができる。また、CuワイヤはAuワイヤに比べて安価である利点がある。Agワイヤは、AuワイヤとCuワイヤとの中間の特性を有するワイヤであり、パッドPDに対して圧着することで高い接合強度を得ることができる。   Further, since the Cu wire is a harder material than Al (aluminum), a high bonding strength can be obtained by applying a mechanical pressure to the pad PD and pressing it. Further, the Cu wire has an advantage that it is less expensive than the Au wire. The Ag wire is a wire having intermediate characteristics between the Au wire and the Cu wire, and high bonding strength can be obtained by pressure bonding to the pad PD.

ここで、本実施の形態の半導体装置の主な特徴は、多層配線のうち、最も厚さが厚い最上層配線の上に、最上層配線よりも膜厚が小さいAl膜からなるパッドPDを形成している点にある。多層配線を有する半導体装置では、多層配線のうち、最も厚さが厚い最上層配線をパッドとして用いることが考えられるが、ここでは最上層配線、つまり配線L7とは別に、ボンディングパッド用の導体膜として、最上層配線よりも膜厚が小さい導体膜であるパッドPDを設けている。   Here, the main feature of the semiconductor device of the present embodiment is that a pad PD made of an Al film having a thickness smaller than that of the uppermost layer wiring is formed on the uppermost layer wiring having the largest thickness among the multilayer wirings. It is in the point. In a semiconductor device having a multilayer wiring, it is conceivable to use the thickest uppermost wiring among the multilayered wirings as a pad. Here, a conductor film for bonding pads is used separately from the uppermost wiring, that is, the wiring L7. As shown, a pad PD, which is a conductor film having a smaller film thickness than the uppermost layer wiring, is provided.

また、配線L7の上面と、パッドPDの底面とは直接接しておらず、配線L7の上面の高さと、パッドPDの底面の高さとの間には層間絶縁膜IL7bが形成されている。つまり、配線L7とパッドPDとは互いに離間している。したがって、平面視において開口部OP、パッドPDおよび配線L7がいずれも重なる場合には、必ずパッドPDと配線L7との間に層間絶縁膜IL7bが介在している。   Further, the upper surface of the wiring L7 and the bottom surface of the pad PD are not in direct contact, and an interlayer insulating film IL7b is formed between the height of the upper surface of the wiring L7 and the height of the bottom surface of the pad PD. That is, the wiring L7 and the pad PD are separated from each other. Therefore, when the opening OP, the pad PD, and the wiring L7 all overlap in plan view, the interlayer insulating film IL7b is always interposed between the pad PD and the wiring L7.

なお、図2において示していないが、配線L7は層間絶縁膜IL7b上に複数配置されている。ここでは、複数の配線L7同士の間に層間絶縁膜IL7bが完全に埋め込まれ、層間絶縁膜IL7bの上面が平坦化されている構造について説明したが、層間絶縁膜IL7bの膜厚は、複数の配線L7同士の間を完全に埋め込まない程度に小さくてもよい。この場合、層間絶縁膜IL7bは配線L7の上面、側壁および層間絶縁膜IL7aの上面に沿って形成される。   Although not shown in FIG. 2, a plurality of wirings L7 are arranged on the interlayer insulating film IL7b. Here, the structure in which the interlayer insulating film IL7b is completely buried between the plurality of wirings L7 and the upper surface of the interlayer insulating film IL7b is flattened has been described. It may be so small that the space between the wirings L7 is not completely buried. In this case, the interlayer insulating film IL7b is formed along the upper surface, the side wall, and the upper surface of the interlayer insulating film IL7a.

つまり、層間絶縁膜IL7bの膜厚が小さく、かつ、パッドPDの幅が配線L7より広い場合、パッドPDは、層間絶縁膜IL7bを介して配線L7の上面、側壁および層間絶縁膜IL7aの上面に沿って形成される。このとき、パッドPDの端部は、配線L7の横において、層間絶縁膜IL7aの上面に接する層間絶縁膜IL7bの直上で終端する。つまり、パッドPDは、配線L7の直上の層間絶縁膜IL7bの上面よりも低い位置で終端していてもよい。パッドPDの端部の高さは、半導体基板上において揃える必要がある。パターニングによりパッドPDを形成する工程で、マスクとして用いるレジストパターンを形成する際に、レジストパターンの端部となる位置を、露光装置の焦点距離に揃える必要があるためである。   That is, when the thickness of the interlayer insulating film IL7b is small and the width of the pad PD is wider than the wiring L7, the pad PD is placed on the upper surface, the side wall, and the upper surface of the interlayer insulating film IL7a via the interlayer insulating film IL7b. Formed along. At this time, the end portion of the pad PD is terminated immediately above the interlayer insulating film IL7b in contact with the upper surface of the interlayer insulating film IL7a, beside the wiring L7. That is, the pad PD may be terminated at a position lower than the upper surface of the interlayer insulating film IL7b immediately above the wiring L7. The height of the end portion of the pad PD needs to be aligned on the semiconductor substrate. This is because when forming a resist pattern used as a mask in the step of forming the pad PD by patterning, it is necessary to align the position of the end portion of the resist pattern with the focal length of the exposure apparatus.

以下に、図21〜図23に比較例の半導体装置を示して、本実施の形態の半導体装置の効果について説明する。図21〜図23は、比較例の半導体装置の断面図であり、パッドにボンディングワイヤを接続した構造を示すものである。比較例の半導体装置はいずれも、パッドの材料にAl(アルミニウム)を用いている点が本実施の形態と同じであるが、最上層配線をパッドとして用いている点で本実施の形態と異なる。   The effects of the semiconductor device of this embodiment will be described below with reference to FIGS. 21 to 23 are cross-sectional views of a semiconductor device of a comparative example, showing a structure in which bonding wires are connected to pads. All of the semiconductor devices of the comparative examples are the same as the present embodiment in that Al (aluminum) is used as the pad material, but differs from the present embodiment in that the uppermost wiring is used as the pad. .

図21には、多層配線のうちの最上層配線である配線PDaに、Auワイヤを接続した構造を示している。図21に示す比較例の半導体装置において、配線L6を含む第6配線層と、第6配線層の下の多層配線の構造は、図3に示した構造と同様である。ここで、配線L6上には、多層配線の最上層配線であり、配線L6よりも膜厚が大きい配線PDaが形成されている。配線PDaと配線L6との間には層間絶縁膜IL7aが形成されており、層間絶縁膜IL7aに開口されたビアホール内には、配線PDaと同一の導体膜からなるビアV1が埋め込まれている。   FIG. 21 shows a structure in which an Au wire is connected to the wiring PDa which is the uppermost layer wiring of the multilayer wiring. In the semiconductor device of the comparative example shown in FIG. 21, the structure of the sixth wiring layer including the wiring L6 and the multilayer wiring under the sixth wiring layer is the same as the structure shown in FIG. Here, the wiring PDa, which is the uppermost wiring of the multilayer wiring and has a larger film thickness than the wiring L6, is formed on the wiring L6. An interlayer insulating film IL7a is formed between the wiring PDa and the wiring L6, and a via V1 made of the same conductor film as the wiring PDa is buried in the via hole opened in the interlayer insulating film IL7a.

配線PDaは、層間絶縁膜IL7a上に順に積層されたバリア導体膜BL1、主導体膜M1およびバリア導体膜BU1により構成されている。ビアV1は、バリア導体膜BL1および主導体膜M1により構成されている。バリア導体膜BL1およびBU1は例えばTiN(窒化チタン)膜などからなり、主導体膜M1はAl(アルミニウム)膜からなる。バリア導体膜BL1およびBU1のそれぞれの膜厚は100nm程度であり、主導体膜M1の膜厚は1500nm程度である。つまり、配線PDaは主にAl(アルミニウム)からなる。配線PDaは、多層配線を構成する配線の中で最も膜厚が大きい。   The wiring PDa includes a barrier conductor film BL1, a main conductor film M1, and a barrier conductor film BU1 that are sequentially stacked on the interlayer insulating film IL7a. The via V1 is composed of the barrier conductor film BL1 and the main conductor film M1. The barrier conductor films BL1 and BU1 are made of, for example, a TiN (titanium nitride) film, and the main conductor film M1 is made of an Al (aluminum) film. Each of the barrier conductor films BL1 and BU1 has a thickness of about 100 nm, and the main conductor film M1 has a thickness of about 1500 nm. That is, the wiring PDa is mainly made of Al (aluminum). The wiring PDa has the largest film thickness among the wirings constituting the multilayer wiring.

配線PDaはパッドとして用いられる配線である。したがって、配線PDaの上面の一部および側壁はパッシベーション膜PSaにより覆われており、配線PDaの上面の他の一部は、パッシベーション膜PSaの開口部OPから露出している。開口部OPの底部において露出する配線PDaの上面、つまりパッド領域には、Au(金)からなるボンディングワイヤBWが接続されている。パッシベーション膜PSaは、膜厚が大きい配線PDaの側壁を覆うために、比較的大きい膜厚を有する必要がある。パッシベーション膜PSaの膜厚は、例えば1500〜2000nm必要である。   The wiring PDa is a wiring used as a pad. Therefore, a part of the upper surface and the side wall of the wiring PDa are covered with the passivation film PSa, and the other part of the upper surface of the wiring PDa is exposed from the opening OP of the passivation film PSa. A bonding wire BW made of Au (gold) is connected to the upper surface of the wiring PDa exposed at the bottom of the opening OP, that is, the pad region. The passivation film PSa needs to have a relatively large film thickness in order to cover the sidewall of the wiring PDa having a large film thickness. The thickness of the passivation film PSa needs to be 1500 to 2000 nm, for example.

Au(金)は、高温環境においてAl(アルミニウム)と合金反応を起こす金属である。図21に示す比較例のように、Auワイヤを、膜厚が大きいAl膜である配線PDaの上面に接続した場合、Auワイヤに対するAl(アルミニウム)の供給源が豊富であるため、反応が飽和するまでの時間が長くなる。図21では、ボンディングワイヤBWの先端のボールの周囲に、Au−Al合金からなる反応層ALLを示している。   Au (gold) is a metal that causes an alloy reaction with Al (aluminum) in a high temperature environment. When the Au wire is connected to the upper surface of the wiring PDa which is an Al film having a large film thickness as in the comparative example shown in FIG. 21, the reaction is saturated because there are abundant sources of Al (aluminum) to the Au wire. The time to do becomes longer. FIG. 21 shows a reaction layer ALL made of an Au—Al alloy around the ball at the tip of the bonding wire BW.

この場合、Al(アルミニウム)の供給源である配線PDaの膜厚が大きいことに起因して、反応層ALLが過度に大きくなり、開口部OPの両端のパッシベーション膜PSaの側壁が反応層ALLに押されることで、パッシベーション膜PSaにクラックが生じる虞がある。また、同じ理由により、パッシベーション膜PSaが配線PDaの上面から剥がれる虞がある。   In this case, the reaction layer ALL becomes excessively large due to the large film thickness of the wiring PDa, which is a supply source of Al (aluminum), and the sidewalls of the passivation film PSa at both ends of the opening OP become the reaction layer ALL. When pressed, there is a possibility that cracks may occur in the passivation film PSa. For the same reason, the passivation film PSa may be peeled off from the upper surface of the wiring PDa.

次に、他の比較例として、図22に示す構造について説明する。図22に示す比較例の半導体装置は、ボンディングワイヤBWの材料にCu(銅)を用いている点以外は、図21に示す半導体装置と同様の構造を有している。Cu(銅)はAl(アルミニウム)よりも硬い材料であるため、Cuワイヤを最上層配線である配線PDaに接続した場合、配線PDaの膜厚が大きいことに起因して、Cuワイヤの先端のボールが配線PDa内に潜り込む。つまり、Al(アルミニウム)がCu(銅)より柔らかく、配線PDaの膜厚が大きいため、Cuワイヤの先端をパッドに対して圧着することは困難である。ここで、ボンディングワイヤBWに押し出されたAl膜、つまり配線PDaの一部は、開口部OP内においてCuワイヤの横に盛り上がるように押し出される。   Next, a structure shown in FIG. 22 will be described as another comparative example. The semiconductor device of the comparative example shown in FIG. 22 has the same structure as that of the semiconductor device shown in FIG. 21 except that Cu (copper) is used as the material of the bonding wire BW. Since Cu (copper) is a harder material than Al (aluminum), when the Cu wire is connected to the wiring PDa that is the uppermost layer wiring, the film thickness of the wiring PDa is large, so The ball enters the wiring PDa. That is, since Al (aluminum) is softer than Cu (copper) and the film thickness of the wiring PDa is large, it is difficult to press the tip of the Cu wire against the pad. Here, the Al film pushed out to the bonding wire BW, that is, a part of the wiring PDa is pushed out so as to rise to the side of the Cu wire in the opening OP.

この場合、ボンディング工程での上記ボールの圧着圧力が配線PDaに吸収されるため、ボンディングワイヤBWの圧着強度が低下する問題が生じる。ボンディング工程における圧着圧力を大きくしたとしても、開口部OP内において押し出されるAl膜の量が大きくなるのみであり、接着強度の低下を防ぐことは困難である。ボンディングワイヤBWの接着強度が低下すると、ボンディングワイヤBWとパッドとが導通しない事態が生じるため、半導体装置の信頼性が低下する。また、圧着圧力を大きくすると、配線PDaの下の層間絶縁膜IL7aなどにクラックが生じる虞がある。   In this case, since the pressure applied to the ball in the bonding process is absorbed by the wiring PDa, there arises a problem that the pressure bonding strength of the bonding wire BW is lowered. Even if the pressure in the bonding process is increased, the amount of the Al film pushed out in the opening OP only increases, and it is difficult to prevent a decrease in adhesive strength. When the bonding strength of the bonding wire BW is lowered, the bonding wire BW and the pad are not electrically connected to each other, so that the reliability of the semiconductor device is lowered. Further, when the pressure is increased, cracks may occur in the interlayer insulating film IL7a below the wiring PDa.

また、開口部OP内においてAl膜が上方に押し出されることにより、開口部OPの両端のパッシベーション膜PSaの側壁がAl膜から圧力を受ける。これにより、パッシベーション膜PSaにクラックが生じる虞がある。また、同じ理由により、パッシベーション膜PSaが配線PDaの上面から剥がれる虞がある。ボンディングワイヤBWの材料にAg(銀)を用いた場合も、Cuワイヤと同様の問題が生じる。   Further, when the Al film is pushed upward in the opening OP, the side walls of the passivation film PSa at both ends of the opening OP receive pressure from the Al film. This may cause cracks in the passivation film PSa. For the same reason, the passivation film PSa may be peeled off from the upper surface of the wiring PDa. When Ag (silver) is used as the material of the bonding wire BW, the same problem as that of the Cu wire occurs.

次に、他の比較例として、図23に示す構造について説明する。図23に示す比較例の半導体装置は、図21に示す半導体装置と同様の構造を有している。ただし、ボンディングワイヤBWはAu(金)からなるが、AuワイヤとAl膜との反応層は図示していない。また、半導体チップと、パッドに接続されたボンディングワイヤBWとは、封止用の樹脂膜RSにより覆われている。樹脂膜RSは例えばモールド樹脂膜であり、例えばエポキシ樹脂からなる。   Next, a structure shown in FIG. 23 will be described as another comparative example. The semiconductor device of the comparative example shown in FIG. 23 has the same structure as the semiconductor device shown in FIG. However, although the bonding wire BW is made of Au (gold), the reaction layer of the Au wire and the Al film is not shown. Further, the semiconductor chip and the bonding wire BW connected to the pad are covered with a sealing resin film RS. The resin film RS is, for example, a mold resin film, and is made of, for example, an epoxy resin.

また、パッシベーション膜PSaの一部にはクラックCRが生じている。クラックCR内には樹脂膜RSなどが充填されておらず、絶縁膜が形成されていない空間が生じている。なお、図示は省略しているが、配線L6の下の半導体基板はダイパッド上に搭載されており、ダイパッドの下面も樹脂膜RSにより覆われている。また、図示はしていないが、樹脂膜RSとパッシベーション膜PSaとの間には、例えばポリイミドなどからなる樹脂膜が形成されていてもよい。   Further, a crack CR is generated in a part of the passivation film PSa. The crack CR is not filled with the resin film RS or the like, and a space is formed in which no insulating film is formed. Although not shown, the semiconductor substrate under the wiring L6 is mounted on the die pad, and the lower surface of the die pad is also covered with the resin film RS. Although not shown, a resin film made of polyimide or the like may be formed between the resin film RS and the passivation film PSa.

図23に示すように、配線PDaの上面の端部の近傍のパッシベーション膜PSaにはクラックCRが生じている。クラックCRは、樹脂膜RSの収縮により、樹脂膜RSからパッシベーション膜PSaが受ける応力により生じたものである。   As shown in FIG. 23, a crack CR is generated in the passivation film PSa in the vicinity of the end of the upper surface of the wiring PDa. The crack CR is caused by the stress that the passivation film PSa receives from the resin film RS due to the shrinkage of the resin film RS.

ここでは、パッシベーション膜PSaが覆う配線PDaの膜厚が大きいため、パッシベーション膜PSaの膜厚も大きくする必要がある。このため、配線PDaの横のパッシベーション膜PSaと、配線PDa上のパッシベーション膜PSaとの段差および開口部OPの内側の側壁が大きくなる。この段差が大きいことにより、配線PDa上のパッシベーション膜PSaが樹脂膜から受ける圧力が大きくなり、パッシベーション膜PSaが割れてクラックCRが生じる。なお、上記ポリイミドなどからなる樹脂膜が形成されている場合、パッシベーション膜PSaは当該樹脂膜からも応力を受けうる。   Here, since the film thickness of the wiring PDa covered by the passivation film PSa is large, it is necessary to increase the film thickness of the passivation film PSa. For this reason, the step between the passivation film PSa beside the wiring PDa and the passivation film PSa on the wiring PDa and the side wall inside the opening OP become large. Due to the large step, the pressure received by the passivation film PSa on the wiring PDa from the resin film increases, and the passivation film PSa is cracked to generate a crack CR. When the resin film made of polyimide or the like is formed, the passivation film PSa can receive stress from the resin film.

これに対し、パッシベーション膜PSaの膜厚が小さければ、上記段差を小さくすることができ、また、開口部OP内側の側壁の高さを小さくすることができるため、パッシベーション膜PSaが樹脂膜RSから受ける応力を低減することができる。しかし、配線PDaの膜厚が大きく、また、パッド用の配線PDaの側壁を十分に覆うことができる膜厚でパッシベーション膜PSaを形成する必要があるため、パッシベーション膜PSaの膜厚を小さくすることは困難である。   On the other hand, if the thickness of the passivation film PSa is small, the step can be reduced and the height of the side wall inside the opening OP can be reduced, so that the passivation film PSa is separated from the resin film RS. The stress received can be reduced. However, the thickness of the passivation film PSa must be reduced because the thickness of the wiring PDa is large and the passivation film PSa needs to be formed with a thickness that can sufficiently cover the sidewall of the pad wiring PDa. It is difficult.

図21〜図23を用いて説明した比較例において、パッシベーション膜PSaにクラックまたは剥がれが生じると、クラックの発生により生じた空間に水分などが侵入することで、配線または絶縁膜などの劣化が顕著となり、半導体装置の信頼性が低下する問題が生じる。   In the comparative example described with reference to FIGS. 21 to 23, when a crack or peeling occurs in the passivation film PSa, moisture or the like invades into the space generated by the occurrence of the crack, so that deterioration of the wiring or the insulating film is remarkable. Thus, there arises a problem that the reliability of the semiconductor device is lowered.

ここで、図21および図22を用いて説明したパッシベーション膜PSaにおけるクラックまたは剥がれの発生を防ぐために、開口部OPの面積を大きくすることが考えられる。これにより、図21に示した比較例では反応層ALLがパッシベーション膜PSaに接触することを防ぐことができ、また、図22に示した比較例では、押し出されたAl膜がパッシベーション膜PSaに加える応力を低減することができるためである。   Here, in order to prevent the occurrence of cracks or peeling in the passivation film PSa described with reference to FIGS. 21 and 22, it is conceivable to increase the area of the opening OP. Thereby, in the comparative example shown in FIG. 21, the reaction layer ALL can be prevented from contacting the passivation film PSa. In the comparative example shown in FIG. 22, the extruded Al film is added to the passivation film PSa. This is because the stress can be reduced.

また、図23を用いて説明した比較例では、クラックCRの発生を防ぐために、配線PDaの上面端部から、開口部OPの端部までの距離を長くすることが考えられる。配線PDaの上面とパッシベーション膜PSaとが接する面積が大きくなれば、樹脂膜RSからパッシベーション膜PSaが受ける応力を分散させることができ、クラックCRの発生を防ぐことができるためである。   In the comparative example described with reference to FIG. 23, it can be considered that the distance from the upper end portion of the wiring PDa to the end portion of the opening OP is increased in order to prevent the occurrence of the crack CR. This is because if the area where the upper surface of the wiring PDa is in contact with the passivation film PSa is increased, the stress received by the passivation film PSa from the resin film RS can be dispersed, and the generation of cracks CR can be prevented.

しかし、図21〜図23を用いて説明した比較例の半導体装置において、上記のようにパッドの開口部OPの面積、または、配線PDaの上面とパッシベーション膜PSaとが接する面積を拡げると、個々のパッドが占有する面積が大きくなるため、半導体装置の微細化が困難となる。   However, in the semiconductor device of the comparative example described with reference to FIGS. 21 to 23, when the area of the pad opening OP or the area where the upper surface of the wiring PDa and the passivation film PSa are in contact with each other is increased as described above. Since the area occupied by the pad increases, miniaturization of the semiconductor device becomes difficult.

図21〜図23を用いて説明した上記の問題は、最上層配線のように厚い導体膜をパッドとして用いていることに起因して起きるものである。そこで、本実施の形態の半導体装置では、多層配線の中で最も膜厚が大きい最上層配線をパッドとして用いず、図2に示すように、最上層配線である配線L7上に、配線L7よりも膜厚が小さいパッドPDを設けている。   The above problem described with reference to FIGS. 21 to 23 is caused by using a thick conductor film as a pad like the uppermost layer wiring. Therefore, in the semiconductor device of the present embodiment, the uppermost layer wiring having the largest film thickness among the multilayer wirings is not used as a pad, and as shown in FIG. Also, a pad PD having a small film thickness is provided.

Auワイヤを本実施の形態パッドPDに接続した場合、パッドPDは図21に示すパッド、つまり配線PDaよりも膜厚が小さいため、Auワイヤに対するAl(アルミニウム)の供給量を抑えることができる。したがって、AuワイヤとAl膜との反応時間を短縮することができるため、Au−Al合金からなる反応層の成長を防ぐことができる。よって、図2に示す開口部OPの開口面積を大きくすることなく、パッシベーション膜PSにおけるクラックまたは剥がれの発生を防ぐことができるため、半導体チップを微細化することができる。これにより、半導体装置の性能を向上させることができる。   When the Au wire is connected to the pad PD of the present embodiment, the pad PD has a smaller film thickness than the pad shown in FIG. 21, that is, the wiring PDa, so that the supply amount of Al (aluminum) to the Au wire can be suppressed. Therefore, since the reaction time between the Au wire and the Al film can be shortened, the growth of the reaction layer made of the Au—Al alloy can be prevented. Therefore, since the generation of cracks or peeling in the passivation film PS can be prevented without increasing the opening area of the opening OP shown in FIG. 2, the semiconductor chip can be miniaturized. Thereby, the performance of the semiconductor device can be improved.

また、Cuワイヤを本実施の形態のパッドPDに接続した場合、パッドPDは図22に示すパッドである配線PDaよりも膜厚が小さいため、Al膜よりも硬いCuワイヤが、図2に示すパッドPDに潜り込む量を低減することができる。また、パッドPDを構成するAl膜が、開口部OP内において上方に盛り上がる量を低減することができるため、当該Al膜によりパッシベーション膜PSが圧力を受けることを防ぐことができる。よって、開口部OPの開口面積を大きくすることなく、パッシベーション膜PSにおけるクラックまたは剥がれの発生を防ぐことができるため、半導体チップを微細化することができる。これにより、半導体装置の性能を向上させることができる。   Further, when the Cu wire is connected to the pad PD of the present embodiment, since the pad PD has a smaller film thickness than the wiring PDa which is the pad shown in FIG. 22, a Cu wire harder than the Al film is shown in FIG. The amount of sinking into the pad PD can be reduced. Further, since the amount of the Al film constituting the pad PD rising upward in the opening OP can be reduced, the Al film can prevent the passivation film PS from receiving pressure. Therefore, since the occurrence of cracks or peeling in the passivation film PS can be prevented without increasing the opening area of the opening OP, the semiconductor chip can be miniaturized. Thereby, the performance of the semiconductor device can be improved.

また、本実施の形態では、CuワイヤがパッドPDに埋もれることを防ぐことができ、また、膜厚が小さいパッドPDを介して層間絶縁膜IL7b上にCuワイヤを圧着することができるため、圧着圧力が吸収されることを防ぐことができる。したがって、Cuワイヤを圧着によりパッドPDに対して強固に接続することができる。このため、CuワイヤとパッドPDとの間の導通を確保することができるため、半導体装置の信頼性を向上させることができる。なお、ボンディングワイヤの材料がAg(銀)であっても、同様の効果を得ることができる。   In the present embodiment, the Cu wire can be prevented from being buried in the pad PD, and the Cu wire can be crimped onto the interlayer insulating film IL7b via the pad PD having a small film thickness. It is possible to prevent the pressure from being absorbed. Therefore, the Cu wire can be firmly connected to the pad PD by pressure bonding. For this reason, since the conduction | electrical_connection between Cu wire and pad PD can be ensured, the reliability of a semiconductor device can be improved. Even when the material of the bonding wire is Ag (silver), the same effect can be obtained.

また、パッドPDは図23に示すパッドである配線PDaよりも膜厚が小さいため、図2に示すパッドPDの側壁は、図23に示すパッシベーション膜PSaよりも膜厚が小さいパッシベーション膜PS(図2参照)により覆うことができる。したがって、パッシベーション膜PSの膜厚を小さく抑えることができるため、パッシベーション膜PSを樹脂膜により覆った場合に、当該樹脂膜からパッシベーション膜PSが受ける応力を低減することができる。   Further, since the pad PD has a smaller film thickness than the wiring PDa which is the pad shown in FIG. 23, the side wall of the pad PD shown in FIG. 2 has a passivation film PS (see FIG. 23) having a smaller film thickness than the passivation film PSa shown in FIG. 2). Therefore, since the thickness of the passivation film PS can be kept small, when the passivation film PS is covered with a resin film, the stress applied to the passivation film PS from the resin film can be reduced.

よって、ボンディングワイヤを本実施の形態のパッドPDに接続し、半導体チップおよびボンディングワイヤを樹脂膜により覆った場合において、パッドPDの上面とパッシベーション膜PSとの接触面積を大きくすることなく、パッシベーション膜PSにおけるクラックまたは剥がれの発生を防ぐことができるため、半導体チップを微細化することができる。これにより、半導体装置の性能を向上させることができる。   Therefore, when the bonding wire is connected to the pad PD of the present embodiment and the semiconductor chip and the bonding wire are covered with the resin film, the passivation film is not increased without increasing the contact area between the upper surface of the pad PD and the passivation film PS. Since the occurrence of cracks or peeling in PS can be prevented, the semiconductor chip can be miniaturized. Thereby, the performance of the semiconductor device can be improved.

次に、本実施の形態の半導体装置の製造方法について、図4〜図15を用いて説明する。図4〜図15は、本実施の形態における半導体装置の製造方法を示す断面図である。本実施の形態の半導体装置の製造方法の特徴は、多層配線の最上層配線およびその上のパッドの製造方法にあるため、最上層配線よりも下の多層配線および半導体素子の製造工程については、詳しい説明を省略する。半導体基板上に形成する半導体素子と、多層配線のうちの高密度配線層、中密度配線層および低密度配線層は、周知の方法により形成することができる。ここでは、図3に示す配線L6、プラグPL6、層間絶縁膜IL6a、IL6b、並びに、それらの下の半導体素子および配線層を形成した後の工程について具体的に説明する。   Next, a method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 15 are cross-sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device in the present embodiment. Since the manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment is in the manufacturing method of the uppermost layer wiring of the multilayer wiring and the pad thereon, the manufacturing process of the multilayer wiring and the semiconductor element below the uppermost layer wiring is as follows. Detailed description is omitted. The semiconductor element formed on the semiconductor substrate and the high-density wiring layer, medium-density wiring layer, and low-density wiring layer of the multilayer wiring can be formed by a known method. Here, the process after the formation of the wiring L6, the plug PL6, the interlayer insulating films IL6a and IL6b, and the semiconductor elements and wiring layers thereunder shown in FIG. 3 will be specifically described.

まず、半導体基板上に複数の配線層を積層する。つまり、図3に示す半導体基板SBを用意した後、半導体基板SB上に、例えばMISFETQ1などの半導体素子を形成し、続いて、半導体素子を覆う層間絶縁膜CLと、層間絶縁膜CLを貫通し、半導体素子に接続されたプラグPL1とを形成する。その後、半導体素子に電気的に接続された配線を含む配線層を複数積層する。図4では、第6配線層を構成する層間絶縁膜IL6bと、層間絶縁膜IL6bを貫通する配線溝に埋め込まれた配線L6を示している。   First, a plurality of wiring layers are stacked on a semiconductor substrate. That is, after preparing the semiconductor substrate SB shown in FIG. 3, a semiconductor element such as MISFET Q1 is formed on the semiconductor substrate SB, and then the interlayer insulating film CL covering the semiconductor element and the interlayer insulating film CL are penetrated. Then, a plug PL1 connected to the semiconductor element is formed. Thereafter, a plurality of wiring layers including wirings electrically connected to the semiconductor element are stacked. FIG. 4 shows the interlayer insulating film IL6b constituting the sixth wiring layer and the wiring L6 embedded in the wiring trench penetrating the interlayer insulating film IL6b.

次に、図4に示すように、層間絶縁膜IL6bおよび配線L6を形成した後、それらの上に、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法を用いて、バリア絶縁膜SFおよび層間絶縁膜IL7aを順に形成する。バリア絶縁膜SFは、後のエッチング工程においてエッチングストッパ膜として利用される絶縁膜であり、例えばSiCN膜からなる。層間絶縁膜IL7aは、例えば酸化シリコン膜からなる。バリア絶縁膜SFは、主にCu(銅)からなる配線L6内のCu(銅)原子が、層間絶縁膜IL7a内に拡散することを防ぐ役割を有している。なお、図示はしてないが、層間絶縁膜IL6の底面に接して、バリア絶縁膜が形成されていてもよい。   Next, as shown in FIG. 4, after the interlayer insulating film IL6b and the wiring L6 are formed, the barrier insulating film SF and the interlayer insulating film IL7a are sequentially formed thereon by using, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method. Form. The barrier insulating film SF is an insulating film used as an etching stopper film in a later etching process, and is made of, for example, a SiCN film. The interlayer insulating film IL7a is made of, for example, a silicon oxide film. The barrier insulating film SF has a role to prevent Cu (copper) atoms in the wiring L6 mainly made of Cu (copper) from diffusing into the interlayer insulating film IL7a. Although not shown, a barrier insulating film may be formed in contact with the bottom surface of the interlayer insulating film IL6.

次に、図5に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、層間絶縁膜IL7a上にフォトレジスト膜からなるレジストパターンRP1を形成する。レジストパターンRP1は、配線L6の直上に開口部を有しており、当該開口部の底部では層間絶縁膜IL7aの上面が露出している。その後、レジストパターンRP1をマスクとしてエッチングを行うことで、層間絶縁膜IL7aの一部およびバリア絶縁膜SFの一部を除去する。これにより、バリア絶縁膜SFおよび層間絶縁膜IL7aからなる積層膜を開口するビアホールVH1を形成することで、配線L6の上面を露出する。   Next, as shown in FIG. 5, a resist pattern RP1 made of a photoresist film is formed on the interlayer insulating film IL7a by using a photolithography technique. The resist pattern RP1 has an opening immediately above the wiring L6, and the upper surface of the interlayer insulating film IL7a is exposed at the bottom of the opening. Thereafter, etching is performed using the resist pattern RP1 as a mask to remove part of the interlayer insulating film IL7a and part of the barrier insulating film SF. As a result, the via hole VH1 that opens the laminated film including the barrier insulating film SF and the interlayer insulating film IL7a is formed, thereby exposing the upper surface of the wiring L6.

次に、図6に示すように、レジストパターンRP1を除去した後、例えばスパッタリング法を用いて、配線L6上および層間絶縁膜IL7a上に、バリア導体膜BL1、主導体膜M1およびバリア導体膜BU1を順に形成した積層膜である第3導体膜を形成する。バリア導体膜BL1およびBU1は、例えばTi(チタン)膜もしくはTiN(窒化チタン)膜、または、Ti(チタン)膜およびTiN(窒化チタン)膜の積層膜である。バリア導体膜BL1およびBU1のそれぞれの膜厚は、例えば100nm程度である。また、主導体膜M1はAl(アルミニウム)膜であり、主導体膜M1の膜厚は例えば1500nmである。これにより、ビアホールVH1内に、バリア導体膜BL1および主導体膜M1を含むビアV1を形成する。   Next, as shown in FIG. 6, after removing the resist pattern RP1, the barrier conductor film BL1, the main conductor film M1, and the barrier conductor film BU1 are formed on the wiring L6 and the interlayer insulating film IL7a by using, for example, a sputtering method. A third conductor film, which is a laminated film formed in order, is formed. The barrier conductor films BL1 and BU1 are, for example, a Ti (titanium) film or a TiN (titanium nitride) film, or a laminated film of a Ti (titanium) film and a TiN (titanium nitride) film. Each film thickness of the barrier conductor films BL1 and BU1 is, for example, about 100 nm. The main conductor film M1 is an Al (aluminum) film, and the film thickness of the main conductor film M1 is, for example, 1500 nm. Thereby, the via V1 including the barrier conductor film BL1 and the main conductor film M1 is formed in the via hole VH1.

次に、図7に示すように、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング法を用いて、バリア導体膜BU1、主導体膜M1およびバリア導体膜BL1をパターニングする。これにより、バリア導体膜BL1、主導体膜M1およびバリア導体膜BU1の積層パターンからなる配線L7を形成する。   Next, as shown in FIG. 7, the barrier conductor film BU1, the main conductor film M1, and the barrier conductor film BL1 are patterned using a photolithography technique and a dry etching method. As a result, a wiring L7 composed of a laminated pattern of the barrier conductor film BL1, the main conductor film M1, and the barrier conductor film BU1 is formed.

次に、図8に示すように、層間絶縁膜IL7a上に、配線L7の側壁および上面を覆うように、層間絶縁膜IL7bを形成する。層間絶縁膜IL7bは例えばCVD法により形成する。層間絶縁膜IL7bは、例えば酸化シリコン膜からなる。層間絶縁膜IL7bの膜厚は、2000nm以下であり、ここでは、層間絶縁膜IL7bの膜厚を配線L7の膜厚よりも大きくする。ただし、層間絶縁膜IL7bの膜厚は配線L7の膜厚より小さくてもよい。   Next, as shown in FIG. 8, an interlayer insulating film IL7b is formed on the interlayer insulating film IL7a so as to cover the side wall and the upper surface of the wiring L7. The interlayer insulating film IL7b is formed by, for example, a CVD method. The interlayer insulating film IL7b is made of, for example, a silicon oxide film. The film thickness of the interlayer insulating film IL7b is 2000 nm or less. Here, the film thickness of the interlayer insulating film IL7b is made larger than the film thickness of the wiring L7. However, the film thickness of the interlayer insulating film IL7b may be smaller than the film thickness of the wiring L7.

次に、図9に示すように、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)法を用いて、層間絶縁膜IL7bの上面を平坦化する。このとき、配線L7の上面は、層間絶縁膜IL7bから露出させない。なお、層間絶縁膜IL7bの膜厚が配線L7の膜厚より小さい場合には、CMP法により平坦化工程は行わなくてもよい。また、層間絶縁膜IL7bの膜厚が配線L7の膜厚より大きい場合において、上記平坦化工程を行わずに製造工程を進めることもできる。   Next, as shown in FIG. 9, the upper surface of the interlayer insulating film IL7b is planarized using, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method. At this time, the upper surface of the wiring L7 is not exposed from the interlayer insulating film IL7b. Note that in the case where the film thickness of the interlayer insulating film IL7b is smaller than the film thickness of the wiring L7, the planarization process may not be performed by the CMP method. Further, when the film thickness of the interlayer insulating film IL7b is larger than the film thickness of the wiring L7, the manufacturing process can be advanced without performing the planarization process.

次に、図10に示すように、フォトリソグラフィ技術を用いて、層間絶縁膜IL7b上にレジストパターンRP2を形成する。レジストパターンRP2は、配線L7の直上に開口部を有するフォトレジスト膜である。続いて、レジストパターンRP2をマスクとしてエッチングを行うことにより、層間絶縁膜IL7bの一部を開口してビアホールVH2を形成する。ビアホールVH2の底部には配線L7の上面が露出している。   Next, as shown in FIG. 10, a resist pattern RP2 is formed on the interlayer insulating film IL7b by using a photolithography technique. The resist pattern RP2 is a photoresist film having an opening immediately above the wiring L7. Subsequently, by etching using the resist pattern RP2 as a mask, a part of the interlayer insulating film IL7b is opened to form a via hole VH2. The upper surface of the wiring L7 is exposed at the bottom of the via hole VH2.

次に、図11に示すように、レジストパターンRP2を除去した後、例えばスパッタリング法を用いて、配線L7上および層間絶縁膜IL7b上に、バリア導体膜BL2、主導体膜M2およびバリア導体膜BU2を順に形成した積層膜である第4導体膜を形成する。バリア導体膜BL2およびBU2は、例えばTi(チタン)膜もしくはTiN(窒化チタン)膜、または、Ti(チタン)膜およびTiN(窒化チタン)膜の積層膜である。バリア導体膜BL2およびBU2のそれぞれの膜厚は、例えば100nm程度である。また、主導体膜M2はAl(アルミニウム)膜であり、主導体膜M2の膜厚は例えば800nm以下である。これにより、ビアホールVH2内に、バリア導体膜BL2および主導体膜M2を含むビアV2を形成する。なお、図11に示すように、ビアV2は主導体膜M2上のバリア導体膜BU2を含んでいてもよい。   Next, as shown in FIG. 11, after removing the resist pattern RP2, the barrier conductor film BL2, the main conductor film M2, and the barrier conductor film BU2 are formed on the wiring L7 and the interlayer insulating film IL7b by using, for example, a sputtering method. A fourth conductor film which is a laminated film formed in order is formed. The barrier conductor films BL2 and BU2 are, for example, a Ti (titanium) film or a TiN (titanium nitride) film, or a laminated film of a Ti (titanium) film and a TiN (titanium nitride) film. Each film thickness of the barrier conductor films BL2 and BU2 is, for example, about 100 nm. The main conductor film M2 is an Al (aluminum) film, and the film thickness of the main conductor film M2 is, for example, 800 nm or less. Thereby, the via V2 including the barrier conductor film BL2 and the main conductor film M2 is formed in the via hole VH2. As shown in FIG. 11, the via V2 may include a barrier conductor film BU2 on the main conductor film M2.

次に、図12に示すように、フォトリソグラフィ技術およびドライエッチング法を用いて、バリア導体膜BU2、主導体膜M2およびバリア導体膜BL2をパターニングすることで、層間絶縁膜IL7bの上面を露出させる。これにより、バリア導体膜BL2、主導体膜M2およびバリア導体膜BU2を積層したパターンからなるパッドPDを形成する。   Next, as shown in FIG. 12, the upper surface of the interlayer insulating film IL7b is exposed by patterning the barrier conductor film BU2, the main conductor film M2, and the barrier conductor film BL2 using a photolithography technique and a dry etching method. . Thereby, a pad PD having a pattern in which the barrier conductor film BL2, the main conductor film M2, and the barrier conductor film BU2 are laminated is formed.

次に、図13に示すように、層間絶縁膜IL7b上に、パッドPDの側壁および上面を覆うように、パッシベーション膜PSを形成する。パッシベーション膜PSは例えばCVD法により形成する。パッシベーション膜PSは、例えば酸化シリコン膜からなる。パッシベーション膜PSの膜厚は、例えば1000nm以下である。   Next, as shown in FIG. 13, a passivation film PS is formed on the interlayer insulating film IL7b so as to cover the side wall and the upper surface of the pad PD. The passivation film PS is formed by, for example, a CVD method. The passivation film PS is made of, for example, a silicon oxide film. The thickness of the passivation film PS is, for example, 1000 nm or less.

次に、図14に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング法を用いて、パッシベーション膜PSを一部除去して開口部OPを形成する。開口部OPは、パッドPDの上面のみを露出している。なお、ビアV2と開口部OPとは、平面視において重ならない位置に形成されている。その後、半導体基板(図示しない)をダイシングすることにより、上面にパッドPDが露出している複数の半導体チップを形成する。これにより、本実施の形態の半導体装置が略完成する。パッドPDの近傍の平面レイアウトは、図1に示す形状となる。   Next, as shown in FIG. 14, the opening OP is formed by partially removing the passivation film PS using a photolithography technique and an etching method. The opening OP exposes only the upper surface of the pad PD. The via V2 and the opening OP are formed at positions that do not overlap in plan view. Thereafter, a semiconductor substrate (not shown) is diced to form a plurality of semiconductor chips with pads PD exposed on the upper surface. Thereby, the semiconductor device of the present embodiment is substantially completed. The planar layout in the vicinity of the pad PD has the shape shown in FIG.

ここでは図示していないが、上記ダイシング工程の前に、開口部OPの底部のパッドPDを露出する絶縁膜であって、例えばポリイミドなどからなる絶縁膜を、パッシベーション膜PS上に形成してもよい。   Although not shown here, an insulating film that exposes the pad PD at the bottom of the opening OP, for example, an insulating film made of polyimide or the like may be formed on the passivation film PS before the dicing step. Good.

次に、図15に示すように、半導体チップをダイパッド上に搭載した後、ダイパッドの周囲のリードとパッドPDとを電気的に接続するために、パッドPDの上面にボンディングワイヤBWを接続するボンディング工程を行う。ボンディングワイヤBWは、例えばAu(金)、Ag(銀)またはCu(銅)を主に含む導体膜である。   Next, as shown in FIG. 15, after the semiconductor chip is mounted on the die pad, the bonding wire BW is connected to the upper surface of the pad PD in order to electrically connect the lead around the die pad and the pad PD. Perform the process. The bonding wire BW is a conductor film mainly containing, for example, Au (gold), Ag (silver), or Cu (copper).

Auワイヤを用いた場合、ボンディングワイヤBWとパッドPDを構成するAl(アルミニウム)とが反応して合金化することで反応層が形成されるため、ボンディングワイヤBWをパッドPDに対して高い強度で接合することができる。これに対し、Ag(銀)またはCu(銅)からなるボンディングワイヤBWを用いた場合、Auワイヤのような反応層は形成されにくいため、ボンディングワイヤBWの先端のボールをパッドPDの上面に押し付けて圧着することで、ボンディングワイヤBWとパッドPDとを強固に接続させる。   When an Au wire is used, a reaction layer is formed by the reaction of the bonding wire BW and Al (aluminum) constituting the pad PD to form an alloy, so that the bonding wire BW has a high strength against the pad PD. Can be joined. On the other hand, when a bonding wire BW made of Ag (silver) or Cu (copper) is used, a reaction layer such as an Au wire is difficult to form, so the ball at the tip of the bonding wire BW is pressed against the upper surface of the pad PD. The bonding wire BW and the pad PD are firmly connected by pressure bonding.

以下に、本実施の形態の半導体装置の製造方法の効果について、図21〜図23に示す比較例の半導体装置を用いて説明する。   Below, the effect of the manufacturing method of the semiconductor device of this Embodiment is demonstrated using the semiconductor device of the comparative example shown in FIGS.

上述したように、図21に示す比較例の半導体装置では、多層配線のうち、最も膜厚が大きい最上層配線である配線PDaをパッドとして利用しており、当該パッドにAuワイヤを接続した構造を有している。配線PDaは、主にAl(アルミニウム)を含むAl膜である。このため、AuワイヤとAl膜とが合金反応を起こした場合、膜厚が大きい配線PDaから多量のAl(アルミニウム)が供給されるため、反応層ALLが大きく成長する。この場合、反応層ALLが開口部OPの両端のパッシベーション膜PSaの側壁を押すことで、パッシベーション膜PSaにクラックが生じる虞がある。また、同じ理由により、パッシベーション膜PSaが反応層ALLに押されることで、パッシベーション膜PSaが配線PDaの上面から剥がれる虞がある。   As described above, in the semiconductor device of the comparative example shown in FIG. 21, the wiring PDa, which is the uppermost layer wiring among the multilayer wirings, is used as a pad, and an Au wire is connected to the pad. have. The wiring PDa is an Al film mainly containing Al (aluminum). For this reason, when an alloy reaction occurs between the Au wire and the Al film, a large amount of Al (aluminum) is supplied from the wiring PDa having a large film thickness, so that the reaction layer ALL grows greatly. In this case, the reaction layer ALL may cause cracks in the passivation film PSa by pressing the side walls of the passivation film PSa at both ends of the opening OP. Further, for the same reason, there is a possibility that the passivation film PSa is peeled off from the upper surface of the wiring PDa when the passivation film PSa is pushed by the reaction layer ALL.

また、図22に示す比較例の半導体装置では、Al膜よりも硬いCuワイヤを配線PDaに接続した場合、Cuワイヤの先端が配線PDa内に潜り込むことで、Cuワイヤとパッドとの接合強度が低下する問題が生じる。また、開口部OP内においてAl膜が上方に押し出されることにより、開口部OPの両端のパッシベーション膜PSaの側壁がAl膜から圧力を受ける。これにより、パッシベーション膜PSaにクラックが生じる虞がある。また、同じ理由により、パッシベーション膜PSaが配線PDaの上面から剥がれる虞がある。ボンディングワイヤBWの材料にAg(銀)を用いた場合も、Cuワイヤと同様の問題が生じる。   In addition, in the semiconductor device of the comparative example shown in FIG. 22, when a Cu wire harder than the Al film is connected to the wiring PDa, the bonding strength between the Cu wire and the pad is increased because the tip of the Cu wire enters the wiring PDa. The problem of deteriorating occurs. Further, when the Al film is pushed upward in the opening OP, the side walls of the passivation film PSa at both ends of the opening OP receive pressure from the Al film. This may cause cracks in the passivation film PSa. For the same reason, the passivation film PSa may be peeled off from the upper surface of the wiring PDa. When Ag (silver) is used as the material of the bonding wire BW, the same problem as that of the Cu wire occurs.

ボンディングワイヤBWが配線PDa内に潜り込むことを防ぐために、Cu(銅)などの硬い材料ではなく、Au(金)などの比較的柔らかい材料からなるボンディングワイヤBWを用いることが考えられる。しかし、Cuワイヤなどに比べてAuワイヤは高価であるため、Auワイヤを用いると、半導体装置の製造コストが増大する問題が生じる。   In order to prevent the bonding wire BW from entering the wiring PDa, it is conceivable to use a bonding wire BW made of a relatively soft material such as Au (gold) instead of a hard material such as Cu (copper). However, since the Au wire is more expensive than the Cu wire or the like, the use of the Au wire causes a problem that the manufacturing cost of the semiconductor device increases.

また、図23に示す比較例の半導体装置では、半導体チップを封止用の樹脂膜RSにより覆う際に、パッシベーション膜PSaの一部にクラックCRが生じる問題がある。クラックCRは、樹脂膜RSの収縮により、樹脂膜RSからパッシベーション膜PSaが受ける応力により生じたものである。ここでは、パッシベーション膜PSaが覆う配線PDaの膜厚が大きいため、パッシベーション膜PSaの膜厚も大きくする必要がある。このため、配線PDaの横のパッシベーション膜PSaと、配線PDa上のパッシベーション膜PSaとの段差および開口部OPの内側の側壁が大きくなる。この段差が大きいことにより、配線PDa上のパッシベーション膜PSaが樹脂膜から受ける圧力が大きくなり、パッシベーション膜PSaが割れてクラックCRが生じる。   In the semiconductor device of the comparative example shown in FIG. 23, there is a problem that a crack CR is generated in a part of the passivation film PSa when the semiconductor chip is covered with the sealing resin film RS. The crack CR is caused by the stress that the passivation film PSa receives from the resin film RS due to the shrinkage of the resin film RS. Here, since the film thickness of the wiring PDa covered by the passivation film PSa is large, it is necessary to increase the film thickness of the passivation film PSa. For this reason, the step between the passivation film PSa beside the wiring PDa and the passivation film PSa on the wiring PDa and the side wall inside the opening OP become large. Due to the large step, the pressure received by the passivation film PSa on the wiring PDa from the resin film increases, and the passivation film PSa is cracked to generate a crack CR.

クラックCRの発生を防ぐ方法として、配線PDaを覆うパッシベーション膜PSaを形成した後、開口部OPを形成する前に、例えばCMP法を用いて、配線PDa上のパッシベーション膜PSaの上面を研磨することで、配線PDa上のパッシベーション膜PSaの膜厚を小さくする方法が考えられる。これにより、配線PDaの横のパッシベーション膜PSaと、配線PDa上のパッシベーション膜PSaとの間の段差を小さくし、また、開口部OPの内側の側壁の高さを小さくすることができる。このため、パッシベーション膜PSaを樹脂膜RSにより覆った際に、パッシベーション膜PSaが樹脂膜RSから受ける応力を小さくすることができる。   As a method for preventing the occurrence of the crack CR, after forming the passivation film PSa covering the wiring PDa and before forming the opening OP, the upper surface of the passivation film PSa on the wiring PDa is polished by, for example, CMP. Thus, a method of reducing the thickness of the passivation film PSa on the wiring PDa can be considered. Thereby, the step between the passivation film PSa beside the wiring PDa and the passivation film PSa on the wiring PDa can be reduced, and the height of the side wall inside the opening OP can be reduced. For this reason, when the passivation film PSa is covered with the resin film RS, the stress that the passivation film PSa receives from the resin film RS can be reduced.

しかし、上記のようにパッシベーション膜PSaの上面をCMP法などにより研磨すると、当該研磨工程およびその後の洗浄工程などの半導体装置の製造工程が増えるため、半導体装置の製造コストが増大する問題が生じる。   However, if the upper surface of the passivation film PSa is polished by a CMP method or the like as described above, the number of semiconductor device manufacturing steps such as the polishing step and the subsequent cleaning step increases, which causes a problem of increasing the manufacturing cost of the semiconductor device.

図21〜図23を用いて説明した比較例の半導体装置において生じる問題を解決する方法として、開口部OPの面積を大きくし、または、配線PDaの上面端部から、開口部OPの端部までの距離を長くすることが考えられる。しかし、図21〜図23を用いて説明した比較例の半導体装置において、上記のようにパッドの開口部OPの面積、または、配線PDaの上面とパッシベーション膜PSaとが接する面積を拡げると、個々のパッドが占有する面積が大きくなるため、半導体装置の微細化が困難となる。また、半導体装置の面積が増大すると、半導体装置の製造コストも増大する。   As a method for solving the problem that occurs in the semiconductor device of the comparative example described with reference to FIGS. 21 to 23, the area of the opening OP is increased, or from the upper surface end of the wiring PDa to the end of the opening OP. It is conceivable to increase the distance. However, in the semiconductor device of the comparative example described with reference to FIGS. 21 to 23, when the area of the pad opening OP or the area where the upper surface of the wiring PDa and the passivation film PSa are in contact with each other is increased as described above. Since the area occupied by the pad increases, miniaturization of the semiconductor device becomes difficult. Further, when the area of the semiconductor device increases, the manufacturing cost of the semiconductor device also increases.

そこで、本実施の形態の半導体装置では、多層配線の中で最も膜厚が大きい最上層配線をパッドとして用いず、図14に示すように、最上層配線である配線L7上に、配線L7よりも膜厚が小さいパッドPDを設けている。   Therefore, in the semiconductor device of the present embodiment, the uppermost layer wiring having the largest film thickness in the multilayer wiring is not used as a pad, and the wiring L7 is formed on the wiring L7 which is the uppermost layer wiring as shown in FIG. Also, a pad PD having a small film thickness is provided.

Auワイヤを本実施の形態パッドPDに接続した場合、パッドPDは図21に示すパッド、つまり配線PDaよりも膜厚が小さいため、Auワイヤに対するAl(アルミニウム)の供給量を抑えることができる。したがって、AuワイヤとAl膜との反応時間を短縮することができるため、Au−Al合金からなる反応層の成長を防ぐことができる。つまり、反応層が成長しても、反応層の端部は開口部OPの内側の側壁に達しないため、パッシベーション膜PSが反応層から圧力を受けることを防ぐことができる。   When the Au wire is connected to the pad PD of the present embodiment, the pad PD has a smaller film thickness than the pad shown in FIG. 21, that is, the wiring PDa, so that the supply amount of Al (aluminum) to the Au wire can be suppressed. Therefore, since the reaction time between the Au wire and the Al film can be shortened, the growth of the reaction layer made of the Au—Al alloy can be prevented. That is, even when the reaction layer grows, the end portion of the reaction layer does not reach the side wall inside the opening OP, and thus the passivation film PS can be prevented from receiving pressure from the reaction layer.

よって、図15に示す開口部OPの開口面積を大きくすることなく、パッシベーション膜PSにおけるクラックまたは剥がれの発生を防ぐことができるため、半導体チップを微細化することができる。これにより、半導体装置の性能を向上させることができる。   Therefore, since the generation of cracks or peeling in the passivation film PS can be prevented without increasing the opening area of the opening OP shown in FIG. 15, the semiconductor chip can be miniaturized. Thereby, the performance of the semiconductor device can be improved.

また、Cuワイヤを本実施の形態のパッドPDに接続した場合、パッドPDは図22に示すパッドである配線PDaよりも膜厚が小さいため、Al膜よりも硬いCuワイヤが、図15に示すパッドPDに潜り込む量を低減することができる。また、パッドPDを構成するAl膜が、開口部OP内において上方に盛り上がる量を低減することができるため、当該Al膜によりパッシベーション膜PSが圧力を受けることを防ぐことができる。よって、開口部OPの開口面積を大きくすることなく、パッシベーション膜PSにおけるクラックまたは剥がれの発生を防ぐことができるため、半導体チップを微細化することができる。これにより、半導体装置の性能を向上させることができる。また、Auワイヤなどに比べて価格が低いCuワイヤを使用することができるため、半導体装置の製造コストを低減することができる。   Further, when the Cu wire is connected to the pad PD of the present embodiment, since the pad PD has a smaller film thickness than the wiring PDa which is the pad shown in FIG. 22, a Cu wire harder than the Al film is shown in FIG. The amount of sinking into the pad PD can be reduced. Further, since the amount of the Al film constituting the pad PD rising upward in the opening OP can be reduced, the Al film can prevent the passivation film PS from receiving pressure. Therefore, since the occurrence of cracks or peeling in the passivation film PS can be prevented without increasing the opening area of the opening OP, the semiconductor chip can be miniaturized. Thereby, the performance of the semiconductor device can be improved. In addition, since a Cu wire that is less expensive than an Au wire or the like can be used, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

また、Cuワイヤを圧着によりパッドPDに対して強固に接続することができる。このため、半導体装置の信頼性を向上させることができる。なお、ボンディングワイヤの材料がAg(銀)であっても、同様の効果を得ることができる。   Further, the Cu wire can be firmly connected to the pad PD by pressure bonding. For this reason, the reliability of the semiconductor device can be improved. Even when the material of the bonding wire is Ag (silver), the same effect can be obtained.

また、パッドPDは図23に示すパッドである配線PDaよりも膜厚が小さいため、図2に示すパッドPDの側壁は、図23に示すパッシベーション膜PSaよりも膜厚が小さいパッシベーション膜PS(図14参照)により覆うことができる。したがって、パッシベーション膜PSの膜厚を小さく抑えることができるため、パッシベーション膜PSを樹脂膜により覆った場合に、当該樹脂膜からパッシベーション膜PSが受ける応力を低減することができる。   Further, since the pad PD has a smaller film thickness than the wiring PDa which is the pad shown in FIG. 23, the side wall of the pad PD shown in FIG. 2 has a passivation film PS (see FIG. 23) having a smaller film thickness than the passivation film PSa shown in FIG. 14). Therefore, since the thickness of the passivation film PS can be kept small, when the passivation film PS is covered with a resin film, the stress applied to the passivation film PS from the resin film can be reduced.

よって、ボンディングワイヤを本実施の形態のパッドPDに接続し、半導体チップおよびボンディングワイヤを樹脂膜により覆った場合において、パッドPDの上面とパッシベーション膜PSとの接触面積を大きくすることなく、パッシベーション膜PSにおけるクラックまたは剥がれの発生を防ぐことができるため、半導体チップを微細化することができる。これにより、半導体装置の性能を向上させることができる。   Therefore, when the bonding wire is connected to the pad PD of the present embodiment and the semiconductor chip and the bonding wire are covered with the resin film, the passivation film is not increased without increasing the contact area between the upper surface of the pad PD and the passivation film PS. Since the occurrence of cracks or peeling in PS can be prevented, the semiconductor chip can be miniaturized. Thereby, the performance of the semiconductor device can be improved.

また、パッシベーション膜PSの上面をCMP法などにより研磨する工程を追加し、パッシベーション膜PSを薄膜化する必要がないため、半導体装置の製造工程が増加することを防ぐことができる。このため、半導体装置の製造コストを低減することができる。   In addition, it is not necessary to add a step of polishing the upper surface of the passivation film PS by a CMP method or the like to reduce the thickness of the passivation film PS, and thus it is possible to prevent an increase in the number of manufacturing steps of the semiconductor device. For this reason, the manufacturing cost of the semiconductor device can be reduced.

(実施の形態2)
本実施の形態では、パッドの直下に複数の配線を配置することについて、図16および図17を用いて説明する。図16は本実施の形態の半導体装置の平面レイアウトであり、図17は、本実施の形態の半導体装置の断面図である。図17は、図16のB−B線における断面図である。
(Embodiment 2)
In this embodiment, arrangement of a plurality of wirings immediately below a pad will be described with reference to FIGS. FIG. 16 is a plan layout of the semiconductor device of this embodiment, and FIG. 17 is a cross-sectional view of the semiconductor device of this embodiment. 17 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.

図16に示すように、パッドPD、開口部OPおよびビアV2のレイアウトは、前記実施の形態1と同様である。ただし、配線L7は、平面視において開口部OPと重ならない領域に形成されており、配線L7と同じ高さには、平面視において開口部OPと重なる領域に配線L7aが形成されている。なお、配線L7の一部は、平面視において開口部OPと重なっていてもよい。   As shown in FIG. 16, the layout of the pad PD, the opening OP, and the via V2 is the same as that in the first embodiment. However, the wiring L7 is formed in a region that does not overlap with the opening OP in plan view, and the wiring L7a is formed at the same height as the wiring L7 in a region that overlaps with the opening OP in plan view. Note that a part of the wiring L7 may overlap with the opening OP in plan view.

図17に示すように、配線L7およびL7aは共に層間絶縁膜IL7aの上面に接して形成された、同層の膜である。配線L7aは配線L7と同様に、層間絶縁膜IL7a上に順に積層されたバリア導体膜BL1、主導体膜M1およびバリア導体膜BU1により構成されたパターンである。つまり、配線L7aは多層配線を構成する最上層配線であり、配線L7およびL7aは同一の膜厚を有している。つまり、配線L7aは、半導体基板(図示しない)の主面に沿う方向において、配線L7と並んで配置されている。言い換えれば、配線L7aと配線L7とは同じ高さに形成されている。   As shown in FIG. 17, both the wirings L7 and L7a are films of the same layer formed in contact with the upper surface of the interlayer insulating film IL7a. Similar to the wiring L7, the wiring L7a is a pattern including a barrier conductor film BL1, a main conductor film M1, and a barrier conductor film BU1 that are sequentially stacked on the interlayer insulating film IL7a. That is, the wiring L7a is the uppermost layer wiring constituting the multilayer wiring, and the wirings L7 and L7a have the same film thickness. That is, the wiring L7a is arranged alongside the wiring L7 in the direction along the main surface of the semiconductor substrate (not shown). In other words, the wiring L7a and the wiring L7 are formed at the same height.

ここでは、配線L7およびL7aは互いに分離されている。また、配線L7およびL7aは互いに絶縁されている。ただし、配線L7およびL7aは図示していない領域において一体となっていてもよく、互いに電気的に接続されていてもよい。上記のような配線L7aは、図7を用いて説明したパターニング工程において、バリア導体膜BL1、主導体膜M1およびバリア導体膜BU1を適宜加工することで形成することができる。   Here, the wirings L7 and L7a are separated from each other. Further, the wirings L7 and L7a are insulated from each other. However, the wirings L7 and L7a may be integrated in a region not shown, or may be electrically connected to each other. The wiring L7a as described above can be formed by appropriately processing the barrier conductor film BL1, the main conductor film M1, and the barrier conductor film BU1 in the patterning step described with reference to FIG.

本実施の形態では、前記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。また、パッドPDの直下に、配線L7とは異なる配線L7aを設けることができるため、配線のレイアウトの自由度を向上させることができる。したがって、半導体チップを微細化することができるため、半導体装置の性能を向上させることができる。   In the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained. In addition, since the wiring L7a different from the wiring L7 can be provided immediately below the pad PD, the degree of freedom in wiring layout can be improved. Therefore, since the semiconductor chip can be miniaturized, the performance of the semiconductor device can be improved.

(実施の形態3)
本実施の形態では、パッドが露出されている開口部の直下に配線を配置しない構成について、図18および図19を用いて説明する。図18は本実施の形態の半導体装置の平面レイアウトであり、図19は、本実施の形態の半導体装置の断面図である。図19は、図18のC−C線における断面図である。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a structure in which no wiring is arranged immediately below an opening where a pad is exposed will be described with reference to FIGS. FIG. 18 is a plan layout of the semiconductor device of this embodiment, and FIG. 19 is a cross-sectional view of the semiconductor device of this embodiment. 19 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.

図18に示すように、パッドPD、開口部OPおよびビアV2のレイアウトは、前記実施の形態1と同様である。ただし、配線L7は、平面視において開口部OPと重ならない領域に形成されており、配線L7と同じ高さには、平面視において開口部OPと重なる領域に配線が形成されていない。   As shown in FIG. 18, the layout of the pad PD, the opening OP, and the via V2 is the same as that in the first embodiment. However, the wiring L7 is formed in a region that does not overlap with the opening OP in plan view, and no wiring is formed in the region that overlaps with the opening OP in plan view at the same height as the wiring L7.

図19に示すように、パッシベーション膜PSの開口部OPの直下には、多層配線の最上層配線が形成されていない。つまり、開口部OPの直下には、配線L7と同層の配線が形成されていない。すなわち、開口部OPの直下において、層間絶縁膜IL7aと層間絶縁膜IL7bとの間には配線が形成されていない。よって、開口部OPの直下において、層間絶縁膜IL7bの底面と層間絶縁膜IL7aの上面とが全て接している。   As shown in FIG. 19, the uppermost layer wiring of the multilayer wiring is not formed immediately below the opening OP of the passivation film PS. That is, a wiring in the same layer as the wiring L7 is not formed immediately below the opening OP. That is, immediately below the opening OP, no wiring is formed between the interlayer insulating film IL7a and the interlayer insulating film IL7b. Therefore, immediately below the opening OP, the bottom surface of the interlayer insulating film IL7b and the top surface of the interlayer insulating film IL7a are all in contact.

ここで、開口部OPの直下に、比較的膜厚が大きいAl膜を含む最上層配線が形成されており、かつ、開口部OPの直下の層間絶縁膜IL7bの膜厚が小さい場合、プローブ検査工程において検査針をパッドPDの上面に押し当てた際に、開口部OPの直下の層間絶縁膜IL7bにクラックが生じる虞がある。また、この場合、Cuワイヤなどを大きい圧力でパッドPDに接続する場合にも、開口部OPの直下の層間絶縁膜IL7bにクラックが生じる虞がある。このようなクラックが生じると、プローブ検査において正確な検査結果を得ることが出来ない問題が生じ、また、半導体装置の信頼性が低下する問題が生じる。   Here, when the uppermost layer wiring including the Al film having a relatively large film thickness is formed immediately below the opening OP and the film thickness of the interlayer insulating film IL7b immediately below the opening OP is small, the probe inspection is performed. When the inspection needle is pressed against the upper surface of the pad PD in the process, there is a possibility that a crack may occur in the interlayer insulating film IL7b immediately below the opening OP. In this case, even when a Cu wire or the like is connected to the pad PD with a large pressure, a crack may occur in the interlayer insulating film IL7b immediately below the opening OP. When such a crack occurs, there arises a problem that an accurate inspection result cannot be obtained in the probe inspection, and a problem that the reliability of the semiconductor device is lowered occurs.

これに対し、本実施の形態の半導体装置では、開口部OPの直下に、Al(アルミニウム)などの比較的柔らかい材料を含み、かつ膜厚が厚い多層配線の最上層配線を配置していない。すなわち、開口部OPの直下の層間絶縁膜IL7bの膜厚は、配線L7が形成されている領域よりも大きい。また、開口部OPの直下において、層間絶縁膜IL7bの底面は、最上層配線よりも硬い層間絶縁膜IL7aに接している。つまり、開口部OPの直下であって、パッドPDの直下の膜の強度を高めることができる。   On the other hand, in the semiconductor device of the present embodiment, the uppermost layer wiring of a multilayer wiring including a relatively soft material such as Al (aluminum) and having a large film thickness is not disposed immediately below the opening OP. That is, the film thickness of the interlayer insulating film IL7b immediately below the opening OP is larger than the region where the wiring L7 is formed. Further, immediately below the opening OP, the bottom surface of the interlayer insulating film IL7b is in contact with the interlayer insulating film IL7a that is harder than the uppermost wiring. That is, the strength of the film directly under the opening OP and directly under the pad PD can be increased.

したがって、プローブ針をパッドPDの上面に押し当てた際に、パッドPDの下の層間絶縁膜などにクラックが生じることを防ぐことができる。また、同様に、CuワイヤなどをパッドPDに圧着する際に、パッドPDの下の層間絶縁膜などにクラックが生じることを防ぐことができる。これにより、半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、本実施の形態では、前記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   Therefore, when the probe needle is pressed against the upper surface of the pad PD, it is possible to prevent a crack from occurring in the interlayer insulating film or the like under the pad PD. Similarly, when a Cu wire or the like is pressure-bonded to the pad PD, it is possible to prevent a crack from occurring in an interlayer insulating film or the like under the pad PD. Thereby, the reliability of the semiconductor device can be improved. In the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

(実施の形態4)
本実施の形態では、パッドと同じ高さに、パッドとして利用されないダミーパッドを形成することについて、図20を用いて説明する。図20は本実施の形態の半導体装置の断面図である。
(Embodiment 4)
In this embodiment, formation of a dummy pad that is not used as a pad at the same height as the pad will be described with reference to FIGS. FIG. 20 is a cross-sectional view of the semiconductor device of this embodiment.

図20に示すように、本実施の形態の半導体装置は、前記実施の形態1と同様の構造を有している。ただし、本実施の形態では、図2を用いて説明した構造に加えて、層間絶縁膜IL7b上に、パッドPDとは異なるダミーパッドDPDを形成している。ダミーパッドDPDは、パッドPDと同様に、層間絶縁膜IL7b上に順に積層されたバリア導体膜BL2、主導体膜M2およびバリア導体膜BU2により構成されている。つまり、パッドPDおよびダミーパッドDPDは互いに同層の第2導体膜である。言い換えれば、パッドPDおよびダミーパッドDPDは同じ高さに形成されている。   As shown in FIG. 20, the semiconductor device of the present embodiment has the same structure as that of the first embodiment. However, in this embodiment, in addition to the structure described with reference to FIG. 2, a dummy pad DPD different from the pad PD is formed on the interlayer insulating film IL7b. Similar to the pad PD, the dummy pad DPD includes a barrier conductor film BL2, a main conductor film M2, and a barrier conductor film BU2 that are sequentially stacked on the interlayer insulating film IL7b. That is, the pad PD and the dummy pad DPD are second conductor films in the same layer. In other words, the pad PD and the dummy pad DPD are formed at the same height.

すなわち、ダミーパッドDPDは、半導体基板(図示しない)の主面に沿う方向において、パッドPDと並んで配置されている。ダミーパッドDPDとパッドPDとの間は離間しており、ダミーパッドDPDとパッドPDとの間にはパッシベーション膜PSが埋め込まれている。ダミーパッドDPDは、図12を用いて説明したパターニング工程において、バリア導体膜BL2、主導体膜M2およびバリア導体膜BU2を適宜加工することで、パッドPDと分離して形成することができる。   That is, the dummy pad DPD is arranged side by side with the pad PD in the direction along the main surface of the semiconductor substrate (not shown). The dummy pad DPD and the pad PD are separated from each other, and a passivation film PS is embedded between the dummy pad DPD and the pad PD. The dummy pad DPD can be formed separately from the pad PD by appropriately processing the barrier conductor film BL2, the main conductor film M2, and the barrier conductor film BU2 in the patterning step described with reference to FIG.

ダミーパッドDPDの上面はパッシベーション膜PSから露出していない。つまり、ダミーパッドDPDの上面は全てパッシベーション膜PSにより覆われている。また、ダミーパッドDPDは、回路を構成していない。また、ダミーパッドDPDは、ダミーパッドDPDの下の最上層配線など、他の導体膜と接続されていない。つまり、ダミーパッドDPDは、絶縁膜により完全に覆われている。なお、ダミーパッドDPDは最上層配線などの他の配線と接続されていても構わないが、そのような構成であっても、ダミーパッドDPDは回路を構成していない。   The upper surface of the dummy pad DPD is not exposed from the passivation film PS. That is, the upper surface of the dummy pad DPD is entirely covered with the passivation film PS. Further, the dummy pad DPD does not constitute a circuit. Further, the dummy pad DPD is not connected to other conductor films such as the uppermost layer wiring under the dummy pad DPD. That is, the dummy pad DPD is completely covered with the insulating film. The dummy pad DPD may be connected to other wiring such as the uppermost layer wiring, but even with such a configuration, the dummy pad DPD does not constitute a circuit.

ここで、パッドPDはドライエッチング法を用いて形成するパターンである。製品によって、半導体基板上においてパッドPDなどのパターンが占有する面積が異なる場合、製品毎にドライエッチングを行う時間などのエッチング条件を変更する必要が生じる。つまり、パッドPDを加工により形成する際のエッチング条件は、形成するパッドPDなどが半導体基板上において占める面積の割合、つまり占有率によって変更しなければならない。   Here, the pad PD is a pattern formed using a dry etching method. When the area occupied by the pattern such as the pad PD on the semiconductor substrate differs depending on the product, it is necessary to change the etching conditions such as the dry etching time for each product. That is, the etching conditions for forming the pad PD by processing must be changed according to the ratio of the area occupied by the pad PD to be formed on the semiconductor substrate, that is, the occupation ratio.

しかし、エッチング条件を変更し、高い精度でパターニングを行うことは容易ではないため、製品毎にエッチング条件を変更しようとすると、ドライエッチングにより除去される導体膜の量がばらつきやすい。特に、ウエハ面内でのばらつきが大きくなる。このため、パターニング工程により形成するパッドの寸法にばらつきが生じる虞がある。また、このようにエッチング条件を製品毎に変更すると、半導体装置の製造コストが増大する問題がある。   However, since it is not easy to change the etching conditions and perform patterning with high accuracy, if the etching conditions are changed for each product, the amount of the conductor film removed by dry etching tends to vary. In particular, the variation in the wafer surface becomes large. For this reason, there is a possibility that the dimensions of the pad formed by the patterning process may vary. Further, when the etching conditions are changed for each product in this way, there is a problem that the manufacturing cost of the semiconductor device increases.

そこで、本実施の形態では、ダミーパッドDPDを設けている。これにより、複数の製品のそれぞれにおいて、半導体基板上の、パッドPDおよびダミーパッドDPDを含む同層の導体パターンの占有率を一定にすることができる。したがって、複数種類の製品のそれぞれのパターニング工程において、パッドPDをパターニングにより形成する際のエッチング条件を揃えることができる。   Therefore, in this embodiment, a dummy pad DPD is provided. Thereby, in each of the plurality of products, the occupation ratio of the conductor pattern in the same layer including the pad PD and the dummy pad DPD on the semiconductor substrate can be made constant. Therefore, the etching conditions for forming the pad PD by patterning can be made uniform in each patterning step of the plurality of types of products.

よって、パッドPDのパターニング工程におけるエッチング量にばらつきが生じることを抑えることができるため、パッドPDの寸法にばらつきが生じることを防ぐことができる。これにより、パッドPDを精度よく所望の寸法で形成することができ、また、パッドPDの抵抗値などの特性を所望の値で得ることができる。したがって、半導体装置の信頼性を向上させることができる。また、エッチング条件を製品毎に変更することに起因して、半導体装置の製造コストが増大することを防ぐことができる。また、本実施の形態では、前記実施の形態1と同様の効果を得ることができる。   Therefore, since it is possible to suppress variation in the etching amount in the patterning process of the pad PD, it is possible to prevent variation in the size of the pad PD. Thereby, the pad PD can be accurately formed with a desired dimension, and characteristics such as the resistance value of the pad PD can be obtained with a desired value. Therefore, the reliability of the semiconductor device can be improved. Further, it is possible to prevent the manufacturing cost of the semiconductor device from increasing due to changing the etching conditions for each product. In the present embodiment, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

ここで、ダミーパッドDPDを形成しない場合、パッドPDの横には、層間絶縁膜IL7b上にパッドが存在しない領域が広範囲に亘って存在するため、パッドPDから露出する層間絶縁膜IL7bの直上のパッシベーション膜PSの上面と、パッドPDの直上のパッシベーション膜PSの上面との間に大きな段差が生じる問題がある。つまり、パッシベーション膜PSの上面における段差が大きくなり、パッシベーション膜PSの上面を極力平坦にすることができない。この場合、図23を用いて説明したように、パッシベーション膜PS(図20参照)の段差が大きい箇所に、半導体チップを覆う樹脂膜から受ける応力が集中し、クラックが発生する虞がある。   Here, when the dummy pad DPD is not formed, since there is a wide area on the interlayer insulating film IL7b where no pad is present beside the pad PD, the area immediately above the interlayer insulating film IL7b exposed from the pad PD is present. There is a problem that a large step is generated between the upper surface of the passivation film PS and the upper surface of the passivation film PS immediately above the pad PD. That is, the level difference on the upper surface of the passivation film PS becomes large, and the upper surface of the passivation film PS cannot be made as flat as possible. In this case, as described with reference to FIG. 23, the stress received from the resin film covering the semiconductor chip concentrates on a portion where the level difference of the passivation film PS (see FIG. 20) is large, and there is a possibility that a crack may occur.

また、パッシベーション膜PS(図20参照)の上面に大きな段差が生じている場合、パッシベーション膜PS上にポリイミド膜などの樹脂膜を形成する際、または、ボンディング工程後に半導体チップを樹脂膜により覆う際に、当該段差が生じている箇所の近傍において、樹脂膜内、または樹脂膜とパッシベーション膜PSとの間に空隙が形成される虞がある。空隙の存在は、半導体装置の強度の低下の原因となり、また、樹脂膜内への水分などの侵入による半導体装置の信頼性の低下の原因となる。   Further, when a large step is generated on the upper surface of the passivation film PS (see FIG. 20), when a resin film such as a polyimide film is formed on the passivation film PS, or when the semiconductor chip is covered with the resin film after the bonding process In addition, there is a possibility that a gap is formed in the resin film or between the resin film and the passivation film PS in the vicinity of the portion where the step is generated. The presence of voids causes a decrease in strength of the semiconductor device, and also causes a decrease in reliability of the semiconductor device due to intrusion of moisture or the like into the resin film.

これに対し、本実施の形態では、ダミーパッドDPDをパッドPDと並べて形成することで、パッドPDとダミーパッドDPDとの間の領域のパッシベーション膜PSの上面に大きな段差が生じることを防ぐことができる。これにより、パッシベーション膜PSの上面をより平坦にすることができ、段差に起因してパッシベーション膜PSに応力が集中することを防ぐことができる。   On the other hand, in the present embodiment, the dummy pad DPD is formed side by side with the pad PD to prevent a large step from occurring on the upper surface of the passivation film PS in the region between the pad PD and the dummy pad DPD. it can. As a result, the upper surface of the passivation film PS can be flattened, and stress can be prevented from concentrating on the passivation film PS due to the step.

また、パッシベーション膜PSの上面に段差の発生を防ぎ、パッシベーション膜PSの上面をより平坦にすることができるため、パッシベーション膜PSを樹脂膜により覆った際に、空隙が形成されることを防ぐことができる。これにより、半導体装置の強度が低下することを防ぎ、また、樹脂膜内に水分などが侵入することを防ぐことができる。したがって、半導体装置の信頼性を向上させることができる。   In addition, since it is possible to prevent the generation of a step on the upper surface of the passivation film PS and make the upper surface of the passivation film PS flatter, it is possible to prevent a void from being formed when the passivation film PS is covered with a resin film. Can do. As a result, the strength of the semiconductor device can be prevented from being lowered, and moisture and the like can be prevented from entering the resin film. Therefore, the reliability of the semiconductor device can be improved.

以上、本発明者らによってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   Although the invention made by the present inventors has been specifically described based on the embodiment, the present invention is not limited to the embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、前記実施の形態1〜4において、最上層配線である配線L7の主な材料としてAl(アルミニウム)を用いているが、配線L7の主な材料はAl(アルミニウム)以外の導体材料であってもよい。   For example, in the first to fourth embodiments, Al (aluminum) is used as the main material of the wiring L7 that is the uppermost layer wiring, but the main material of the wiring L7 is a conductor material other than Al (aluminum). May be.

また、前記実施の形態1〜4において、パッドPDの主な材料としてAl(アルミニウム)を用いているが、パッドPDの主な材料は、これに限らず、例えばAuワイヤなどと合金反応しやすい材料、またはCu(銅)よりも柔らかい材料であれば、他の導電材料であってもよい。   In the first to fourth embodiments, Al (aluminum) is used as the main material of the pad PD. However, the main material of the pad PD is not limited to this, and for example, an alloy reaction with an Au wire or the like is easy. Any other conductive material may be used as long as the material is softer than Cu (copper).

ALL 反応層
BU1、BU2、BL1、BL2 バリア導体膜
BW ボンディングワイヤ
CL 層間絶縁膜
CR クラック
DPD ダミーパッド
IL1〜IL5、IL6a、IL6b、IL7a、IL7b 層間絶縁膜
L1〜L7、L7a 配線
M1、M2 主導体膜
OP 開口部
PD パッド
PDa 配線
PL1〜PL6 プラグ
PS、PSa パッシベーション膜
Q1 MISFET
RP1、RP2 レジストパターン
RS 樹脂膜
SB 半導体基板
SF バリア絶縁膜
STI 素子分離領域
V1、V2 ビア
VH1、VH2 ビアホール
ALL Reaction layer BU1, BU2, BL1, BL2 Barrier conductor film BW Bonding wire CL Interlayer insulating film CR Crack DPD Dummy pads IL1 to IL5, IL6a, IL6b, IL7a, IL7b Interlayer insulating films L1 to L7, L7a Wiring M1, M2 Main conductor Film OP Opening PD Pad PDa Wiring PL1-PL6 Plug PS, PSa Passivation film Q1 MISFET
RP1, RP2 Resist pattern RS Resin film SB Semiconductor substrate SF Barrier insulating film STI Element isolation region V1, V2 Via VH1, VH2 Via hole

Claims (18)

下層配線および前記下層配線上に形成された最上層配線を含む多層配線と、
前記最上層配線に電気的に接続され、前記最上層配線上に形成された、パッド用の第1導体膜と、
前記第1導体膜上に形成され、その開口部が前記第1導体膜の上面を露出する第1絶縁膜と、
を有し、
前記第1導体膜の厚さは、前記最上層配線の厚さよりも小さい、半導体装置。
A multilayer wiring including a lower layer wiring and an uppermost layer wiring formed on the lower layer wiring;
A first conductor film for pads electrically connected to the uppermost layer wiring and formed on the uppermost layer wiring;
A first insulating film formed on the first conductor film, the opening of which exposes the upper surface of the first conductor film;
Have
The thickness of the said 1st conductor film is a semiconductor device smaller than the thickness of the said uppermost layer wiring.
請求項1記載の半導体装置において、
前記最上層配線の膜厚は、前記多層配線を構成する複数の配線のそれぞれの膜厚のうち、最も大きい、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The film thickness of the uppermost layer wiring is the largest among the thicknesses of the plurality of wirings constituting the multilayer wiring.
請求項1記載の半導体装置において、
前記第1導体膜は、主にAlを含む、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The first conductor film is a semiconductor device mainly containing Al.
請求項1記載の半導体装置において、
前記最上層配線と前記第1絶縁膜とは、互いに離間しており、
前記最上層配線と前記第1絶縁膜との間には、第2絶縁膜が形成されている、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The uppermost layer wiring and the first insulating film are separated from each other,
A semiconductor device, wherein a second insulating film is formed between the uppermost layer wiring and the first insulating film.
請求項1記載の半導体装置において、
前記開口部の直下において、前記最上層配線と前記第1導体膜とは、接しておらず、前記第1導体膜の底面は、第2絶縁膜に接している、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein the uppermost layer wiring and the first conductor film are not in contact with each other immediately below the opening, and the bottom surface of the first conductor film is in contact with the second insulating film.
請求項1記載の半導体装置において、
前記第1導体膜は、その上面に、Au、AgまたはCuを主に含むワイヤを接続する前記パッドとして用いられる、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
The first conductor film is a semiconductor device that is used as the pad for connecting a wire mainly containing Au, Ag, or Cu on an upper surface thereof.
請求項1記載の半導体装置において、
前記第1導体膜の直下において、前記最上層配線と同じ高さの層には、配線が設けられている、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device, wherein wiring is provided in a layer immediately below the first conductor film and at the same height as the uppermost wiring.
請求項1記載の半導体装置において、
前記開口部の直下の領域において、前記最上層配線と同じ高さの層には、配線が設けられていない、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A semiconductor device, wherein no wiring is provided in a layer having the same height as the uppermost layer wiring in a region immediately below the opening.
請求項1記載の半導体装置において、
前記第1導体膜と同じ高さに配置された第2導体膜を有し、
前記第2導体膜の膜厚は、前記最上層配線の膜厚よりも小さく、
前記第2導体膜は、回路を構成していない、半導体装置。
The semiconductor device according to claim 1,
A second conductor film disposed at the same height as the first conductor film;
The film thickness of the second conductor film is smaller than the film thickness of the uppermost layer wiring,
The second conductor film is a semiconductor device that does not constitute a circuit.
(a1)最上層配線およびその下の下層配線を含む多層配線を形成する工程、
(b1)前記最上層配線上に、前記最上層配線に電気的に接続された、パッド用の第1導体膜を形成する工程、
(c1)前記第1導体膜の上面を第1絶縁膜により覆う工程、
(d1)前記第1絶縁膜を一部除去して開口部を形成することで、前記第1導体膜の上面を露出させる工程、
を有し、
前記第1導体膜の膜厚は、前記最上層配線の膜厚よりも小さい、半導体装置の製造方法。
(A1) forming a multilayer wiring including the uppermost layer wiring and the lower layer wiring under the uppermost layer wiring
(B1) forming a first conductor film for pads electrically connected to the uppermost layer wiring on the uppermost layer wiring;
(C1) covering the upper surface of the first conductor film with a first insulating film;
(D1) exposing the upper surface of the first conductor film by removing part of the first insulating film to form an opening;
Have
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the film thickness of the first conductor film is smaller than the film thickness of the uppermost wiring layer.
請求項10記載の半導体装置の製造方法において、
前記最上層配線の膜厚は、前記多層配線を構成する複数の配線のそれぞれの膜厚のうち、最も大きい、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the film thickness of the uppermost layer wiring is the largest among the film thicknesses of the plurality of wirings constituting the multilayer wiring.
請求項10記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1導体膜は、主にAlを含む、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first conductor film mainly contains Al.
請求項10記載の半導体装置の製造方法において、
(a2)前記(a1)工程の後、前記最上層配線の上面を第2絶縁膜で覆う工程、
をさらに有し、
前記(b1)工程では、前記第2絶縁膜上に前記第1導体膜を形成する、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
(A2) a step of covering the upper surface of the uppermost layer wiring with a second insulating film after the step (a1);
Further comprising
In the step (b1), the first conductor film is formed on the second insulating film.
請求項10記載の半導体装置の製造方法において、
前記開口部の直下において、前記最上層配線と前記第1導体膜とは、接しておらず、前記第1導体膜の底面は、第2絶縁膜に接している、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the uppermost layer wiring and the first conductor film are not in contact directly under the opening, and the bottom surface of the first conductor film is in contact with the second insulating film.
請求項10記載の半導体装置の製造方法において、
前記第1導体膜は、その上面に、Au、AgまたはCuを主に含むワイヤを接続する前記パッドとして用いられる、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
The method of manufacturing a semiconductor device, wherein the first conductor film is used as the pad for connecting a wire mainly containing Au, Ag, or Cu on an upper surface thereof.
請求項10記載の半導体装置の製造方法において、
前記(a1)工程は、
(a3)前記下層配線を形成する工程、
(a4)前記下層配線上に第3導体膜を形成する工程、
(a5)前記第3導体膜を加工することにより、前記最上層配線および第1配線を形成する工程、
を有し、
前記(b1)工程では、前記第1配線の直上に前記第1導体膜を形成する、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
The step (a1)
(A3) forming the lower layer wiring;
(A4) forming a third conductor film on the lower layer wiring;
(A5) forming the uppermost layer wiring and the first wiring by processing the third conductor film;
Have
In the step (b1), the first conductor film is formed immediately above the first wiring.
請求項10記載の半導体装置の製造方法において、
前記開口部の直下の領域において、前記最上層配線と同じ高さの層には、配線が設けられていない、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein no wiring is provided in a layer having the same height as the uppermost wiring layer in a region immediately below the opening.
請求項10記載の半導体装置の製造方法において、
前記(b1)工程は、
(b2)前記最上層配線上に、第4導体膜を形成する工程、
(b3)前記第4導体膜を加工することにより、前記第1導体膜および第2導体膜を形成する工程、
を有し、
前記(c1)工程では、前記第1導体膜および前記第2導体膜のそれぞれの上面を前記第1絶縁膜により覆い、
前記第2導体膜は、回路を構成していない、半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 10.
The step (b1)
(B2) forming a fourth conductor film on the uppermost layer wiring;
(B3) forming the first conductor film and the second conductor film by processing the fourth conductor film;
Have
In the step (c1), the upper surfaces of the first conductor film and the second conductor film are covered with the first insulating film,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the second conductor film does not constitute a circuit.
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