JP3243913B2 - 半導体装置のダミーパッド構造 - Google Patents

半導体装置のダミーパッド構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置に関し、特に
チップをワイヤボンディングするときのアライメント用
ダミーパッド構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置を製造する場合、半導体基板
(ウエハ)上にトランジスタやダイオード等のIC素子
やLSI回路を形成したチップが多数格子状に形成され
る。各チップは回路形成後、トランジスタ特性やコンタ
クト抵抗その他必要に応じて各種特性や回路機能がチェ
ックされる。このような機能チェックのための計測用電
極となるダミーパッドが各チップの所定位置(例えば矩
形チップの4隅)に設けられる。
【0003】各チップはチェック後スクライブされ個々
に分離されてリードフレームに搭載され、各リードにワ
イヤボンディングされる。このワイヤボンディング工程
において、各チップに形成されたダミーパッドがアライ
メント用のマークとして用いられ、光を照射してその反
射光を検出することにより位置合わせが行われる。
【0004】一方、LSI等の配線パターンとしてアル
ミニウムの多層配線構造が用いられている。この多層配
線構造は、例えばアルミニウム層をスパッタにより基板
上に形成して第1層パターンを形成し、この上に例えば
CVDにより層間絶縁膜を形成し、この層間絶縁膜上に
スパッタによりアルミニウムの第2層パターンを形成
し、さらにその上に層間絶縁膜を形成し、以後これらの
工程を所定の層数だけ繰り返して多層配線構造を形成し
ている。前述のダミーパッドは、所定位置の各アルミニ
ウム配線パターン間の層間膜をマスクを用いたフォトリ
ソグラフィ工程により除去し上下の各配線パターンを電
気的に接続させて形成される。このような多層配線構造
において、近年トランジスタのコンタクトホールのカバ
リッジを向上させるために第1層(基板面に接触する
層)の配線パターンを500℃以上の高温でアルミニウ
ムをスパッタリングする高温アルミニウム多層配線プロ
セスが用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の高温アルミニウム多層配線プロセスを用いた場合、
高温でスパッタされたアルミニウム表面が荒れて凹凸状
態となり平坦面とならない。この荒れた表面凹凸が上層
の配線パターンに伝搬し最上層の配線パターン表面(パ
ッド表面)が同じように荒れた表面状態となる。
【0006】図3は、このような従来の高温アルミニウ
ム多層配線プロセスを用いたダミーパッド部分の断面図
である。半導体基板10上に第1層配線パターン1が形
成され、その上に第2、第3層の配線パターン2,3が
積層される。4,5は絶縁膜からなる層間膜、6はオー
バーコート膜である。このような積層構造を形成する場
合、まず基板10上に第1層配線パターン1を形成し、
次にその上面全体を覆って第1の層間膜4を形成する。
この層間膜4上にレジストを塗布しマスクを用いてダミ
ーパッド部を穴明けしエッチングにより層間膜4に開口
部を形成する。レジスト除去後、第2層配線パターン2
をアルミニウムのスパッタにより形成し、次に第1の層
間膜4と同様に第2の層間膜5を形成しダミーパッド部
に開口部を形成する。続いて、同様にして第3層配線パ
ターン3およびオーバーコート膜6を形成する。
【0007】しかしながら、このような従来の多層配線
構造においては、第1層のアルミニウム配線パターン1
の表面凹凸がそのまま第2層および第3層のアルミニウ
ム配線パターン2,3の表面に伝搬して最上層の第3層
配線パターン3の表面が凹凸面となって平坦面が得られ
ない。
【0008】このようにダミーパッド電極表面が荒れて
いると、このダミーパッドをアライメントの基準マーク
として用いる場合に、アライメント用の光を照射すると
アルミニウム電極表面で反射光が散乱し検出光量の低下
により周囲の層間膜とのコントラストが低下してアライ
メントが困難となったりあるいはアライメント精度が低
下し信頼性の高い位置合わせができないという問題があ
った。
【0009】本発明は上記従来技術の欠点に鑑みなされ
たものであって、高温アルミニウム多層配線プロセスを
用いた半導体装置のダミーパッド構造において、パッド
表面を平坦化してこのダミーパッドをアライメント用の
基準として用いた場合に信頼性の高い位置合わせができ
るダミーパッド構造の提供を目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明にかかる半導体装置のダミーパッド構造は、
少なくとも2層の金属層からなるアライメント用のダミ
ーパッド構造において、上記金属層間に下層金属層の表
面凹凸を吸収する平坦化膜パターンを形成したことを特
徴としている。
【0011】好ましい実施例においては、前記平坦化膜
パターンは、最上層とその下側の金属層との間に設けら
れたことを特徴としている。
【0012】さらに好ましい実施例においては、前記各
金属層表面の外周縁部分は層間絶縁膜で覆われ、前記平
坦化膜パターンはこの層間絶縁膜と同じ絶縁膜のリソグ
ラフィー処理により形成されたことを特徴としている。
【0013】
【作用】ダミーパッド電極を構成する金属層間に設けた
平坦化膜パターンにより下側の金属層表面の凹凸が吸収
され上側の金属層への伝搬が防止されるため、上側の金
属層表面が平坦化する。
【0014】
【実施例】図1は本発明の実施例に係る半導体装置のダ
ミーパッド構造の断面図である。半導体基板10上に第
1層配線パターン1が形成され、その上に第2、第3層
の配線パターン2,3が積層される。4,5は絶縁膜か
らなる層間膜、6はオーバーコート膜である。第2層配
線パターン2と第3層配線パターン3との間(即ち、第
2層配線パターン2の上面)には第2の層間膜5と同じ
絶縁材により、第2層配線パターン2の表面凹凸を吸収
して第3層表面への影響を防止するためのダミーパター
ン7が形成される。各ダミーパターン7間には第2層お
よび第3層の配線パターン同士を電気的に接続するため
の導通部8が設けられる。
【0015】このような積層構造を形成する場合、まず
基板10上にアルミニウムの高温スパッタリングにより
第1層配線パターン1を形成し、次にその上面全体を覆
ってCVDにより例えばSiO2等の絶縁材からなる第
1の層間膜4を形成する。この層間膜4上にレジストを
塗布しマスクを用いてダミーパッド部を穴明けしエッチ
ングにより層間膜4に開口部を形成する。レジスト除去
後、第2層配線パターン2をアルミニウムのスパッタに
より形成する。これにより、このダミーパターン部にお
いて第1層と第2層の配線パターン1,2同志が接合し
電気的に接続される。
【0016】次にこの第2層配線パターン2上に第1の
層間膜4と同様にして第2の層間絶縁膜5を形成する。
次に、この層間膜5上にレジストを塗布しマスクを用い
てダミーパッド部に穴明けしエッチングにより層間膜5
に開口部を形成する。このフォトリソグラフィ工程にお
いて同時にダミーパターン7を形成する。このとき、マ
スクとして、図2に示すようなマスク9を用いる。この
マスク9の遮蔽部11に対応する位置のレジストが除去
され層間膜5がエッチングにより除去される。これによ
り第2層の配線パターン2上に第3層配線パターン3と
の導通部8が形成される。一方、マスク9の開口部(光
透過部)12に対応する位置のレジストは残り層間膜5
は除去されずダミーパターン7として第2の配線パター
ン2上に残る。このようにして、第2層配線パターン2
と第3層配線パターン3との間にダミーパターン7が形
成される。
【0017】次にこのダミーパターン7を介して第3層
の配線パターン3をアルミニウムのスパッタにより積層
する。続いて、この第3層配線パターン3上にオーバー
コート膜6を形成し、フォトリソグラフィ工程によりこ
のオーバーコート膜6に開口部を形成して図示したよう
な積層構造のダミーパッド電極を完成させる。
【0018】以上のようにして形成されたダミーパッド
は、最上層の第3層とその下の第2層の配線パターン
2,3間にダミーパターン7が形成されているため、第
2層配線パターン2の表面凹凸が吸収され第3層配線パ
ターン3に伝搬することが防止され、第3層配線パター
ン3の表面の平坦化が図られる。
【0019】このようなダミーパッドはLSI等を形成
した半導体チップの4隅に設けられ、チップのワイヤボ
ンディング工程においてアライメントの基準マークとし
て用いられる。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、ダミーパッドを構成する複数層のアルミニウム電極
配線パターン間にダミーパターンを設けているため、下
層の表面凹凸が吸収され上層に伝搬することが防止され
最上層アルミニウム電極配線パターン表面の平坦化が図
られる。これにより、このダミーパッドを次工程のワイ
ヤボンディング時のアライメントの基準マークとして用
いた場合、アルミニウム電極表面とその周辺部の層間膜
表面との間の反射光のコントラストが大きくなり、ダミ
ーパッドの検出精度が向上し、信頼性の高いアライメン
トが達成され高精度のワイヤボンディングが達成され
る。
【0021】また、このようなダミーパターンは層間膜
形成と同じ工程で形成されるため、工程数の増加を来す
ことはない。なお、ダミーパターンは図2に示した形状
に限定されず、マスク9の遮蔽部11(層間膜除去部)
の形状は矩形、多角形その他任意であり、またその数や
配列も任意である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係るダミーパターンを有す
るアライメント用ダミーパッドの断面構成図である。
【図2】 図1のダミーパターンを形成するためのマス
クの平面図である。
【図3】 従来のダミーパッドの断面構成図である。
【符号の説明】
1:高温スパッタにより形成した第1層のアルミニウム
配線パターン 2:第2層のアルミニウム配線パターン 3:第3層のアルミニウム配線パターン 4:第1の層間膜 5:第2の層間膜 6:オーバーコート膜 7:平坦化用のダミーパターン 8:導通部 9:ダミーパターンを形成するためのマスク 10:半導体基板 11:マスクの遮蔽部 12:マスクの光透過部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−222944(JP,A) 特開 平3−153042(JP,A) 特開 平3−377424(JP,A) 特開 平5−243319(JP,A) 特開 平7−74204(JP,A) 実開 昭57−41653(JP,U) 実開 昭63−118235(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/60 H01L 21/3205

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも2層の金属層からなるアライ
    メント用のダミーパッド構造において、上記金属層間に
    下層金属層の表面凹凸を吸収する平坦化膜パターンを形
    成したことを特徴とする半導体装置のダミーパッド構
    造。
  2. 【請求項2】 前記平坦化膜パターンは、最上層とその
    下側の金属層との間に設けられたことを特徴とする請求
    項1に記載の半導体装置のダミーパッド構造。
  3. 【請求項3】 前記各金属層表面の外周縁部分は層間絶
    縁膜で覆われ、前記平坦化膜パターンはこの層間絶縁膜
    と同じ絶縁膜のリソグラフィー処理により形成されたこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の
    ダミーパッド構造。
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