JPH10321623A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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Publication number
JPH10321623A
JPH10321623A JP9128631A JP12863197A JPH10321623A JP H10321623 A JPH10321623 A JP H10321623A JP 9128631 A JP9128631 A JP 9128631A JP 12863197 A JP12863197 A JP 12863197A JP H10321623 A JPH10321623 A JP H10321623A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
wiring
insulating film
layer
interlayer insulating
semiconductor device
Prior art date
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Pending
Application number
JP9128631A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Mochizuki
栄二 望月
Ikue Kawashima
伊久▲衛▼ 川島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP9128631A priority Critical patent/JPH10321623A/en
Publication of JPH10321623A publication Critical patent/JPH10321623A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make a thickness of a via hole on a wiring of the same layer uniform by restraining tendency to depending or a wiring stability to the width of a layer insulating film, and preventing the layer insulation film on a wiring pad from thickening. SOLUTION: In the semiconductor device with a multilayered wiring structure of n (n is an integer more than 3) layers whose flatness of layer insulation films 3, 5 on each wiring layer is not more than 0.3 μm, wiring pads 6a, 6b of a bonding pad not exceeding (n-1) layers are subjected to patterning spaces 8a, 8b so as not to form an isolated wiring part.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、多層配線構造を
有する半導体装置に関し、特に層間絶縁膜が平坦化処理
された半導体装置及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a multilayer wiring structure, and more particularly, to a semiconductor device having an interlayer insulating film subjected to a planarization process and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

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

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

【0004】しかし、CMPにより平坦化された基板に
対し、特に3層以上の多層配線構造の場合には、接続孔
(以下、ヴィアホールという。)のエッチングを施す際
に、ボンディングパッド部等のように広いスペースを開
口する部分が混在すると下記のような問題が生ずること
がわかった。
However, in the case of etching a connection hole (hereinafter, referred to as a via hole) on a substrate planarized by CMP, particularly in the case of a multilayer wiring structure of three or more layers, a bonding pad portion and the like are not provided. It has been found that the following problems occur when such a portion that opens a wide space is mixed.

【0005】図12及び図13に従来の配線構造を示
す。図12は平面図、図13は図12のA−A’線断面
図である。この図に示すように、トランジスタ等が形成
されたシリコン基板1上に第1層目の配線パターン層2
が形成され、この第1層目の配線パターン層2を覆うよ
うにPETEOS等の層間絶縁膜3が形成され、CMP
等により平坦化された後、ヴィアホールエッチングによ
りヴィアホール7aが形成される。このヴィアホール7
aは、最小サイズの接続孔であり、LSIチップ内の回
路ブロック内や回路ブロック間の電気接続のための配線
部分に用いられる。そして、この層間絶縁膜3上に第2
層目の配線パターン層4が形成され、この第2層目の配
線パターン層4を覆うように第2の層間絶縁膜5が形成
され、CMP等により平坦化される。
FIGS. 12 and 13 show a conventional wiring structure. FIG. 12 is a plan view, and FIG. 13 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. As shown in FIG. 1, a first wiring pattern layer 2 is formed on a silicon substrate 1 on which transistors and the like are formed.
Is formed, and an interlayer insulating film 3 such as PETEOS is formed so as to cover the first wiring pattern layer 2.
After the surface is planarized by the method described above, a via hole 7a is formed by via hole etching. This via hole 7
Reference numeral a denotes a connection hole of a minimum size, which is used in a wiring portion for electrical connection in a circuit block in an LSI chip or between circuit blocks. Then, a second layer is formed on the interlayer insulating film 3.
A second-layer wiring pattern layer 4 is formed, a second interlayer insulating film 5 is formed so as to cover the second-layer wiring pattern layer 4, and is planarized by CMP or the like.

【0006】この層間絶縁膜5にヴィアホールエッチン
グによりヴィアホール7bが形成される。そして、半導
体装置の配線部分においては、通常各配線層毎にボンデ
ィングパッド用の広い配線パッド部11(11a、11
b)が設けられ、この上の絶縁膜3、5を大きく開口す
ることが行われている。
A via hole 7b is formed in this interlayer insulating film 5 by via hole etching. In the wiring portion of the semiconductor device, a wide wiring pad portion 11 (11a, 11a) for a bonding pad is usually provided for each wiring layer.
b) is provided, and a large opening is formed in the insulating films 3 and 5 thereon.

【0007】すなわち、上記したヴィアホール7aの形
成の際に、図13に示すように、ボンディングパッド用
の配線パッド部11aは他のヴィアホールとは異なり、
大きなエリアを開口して形成され、さらに上層の配線パ
ッド部11bも同様に形成される。層間絶縁膜をそれぞ
れ平坦化せず多層配線を行う場合には、基本的にこれは
特に問題とはならない。しかしながら、各層間絶縁膜を
平坦化した場合においては、第1のヴィアホール7aの
エッチング時には、特に問題は生じないが、第2のヴィ
アホール7bの形成時には問題が生じる。
That is, when forming the above-described via hole 7a, the wiring pad portion 11a for the bonding pad is different from other via holes as shown in FIG.
A large area is opened, and an upper wiring pad portion 11b is formed in the same manner. In the case where multi-layer wiring is performed without flattening the interlayer insulating films, this basically does not cause any particular problem. However, when each interlayer insulating film is flattened, no particular problem occurs when the first via hole 7a is etched, but a problem occurs when the second via hole 7b is formed.

【0008】これはボンディングパッド用の配線パッド
部11のみ第1のヴィアホールの埋め込みが完全に出来
ていないため、広い開口部の上の層間絶縁膜5の厚みは
厚くなるからである。図13に示すように、通常のヴィ
アホールサイズ上の第2の配線層4を覆う層間絶縁膜5
の膜厚aは配線パッド部11a上の層間絶縁膜5の膜厚
bより薄くなる。このため、第2のヴィアホール7bを
形成する際に、エッチング深さが異なる部分が生じてし
まう。この様な場合、通常のサイズのヴィアホール7b
は、配線パッド部11bよりホール深さが浅いために、
前述したように、膜厚aの部分では、深い部分のエッチ
ングを終了するまでにかなりオーバーエッチングがかか
ってしまう。オーバーエッチング量が多くなると、ホー
ルが広がってしまうため配線の設計ルールを圧迫してし
まうとともに、異物が発生する等の問題が生ずる。
This is because the first via hole is not completely filled only in the wiring pad portion 11 for the bonding pad, so that the thickness of the interlayer insulating film 5 above the wide opening becomes thick. As shown in FIG. 13, an interlayer insulating film 5 covering the second wiring layer 4 on a normal via hole size.
Is smaller than the thickness b of the interlayer insulating film 5 on the wiring pad portion 11a. Therefore, when the second via hole 7b is formed, a portion having a different etching depth occurs. In such a case, the normal size via hole 7b
Has a shallower hole depth than the wiring pad portion 11b,
As described above, the portion having the film thickness a is considerably over-etched until the etching of the deep portion is completed. If the amount of over-etching is large, the holes are widened, so that the wiring design rules are squeezed, and problems such as generation of foreign matter occur.

【0009】このような平坦化した半導体装置の多層配
線部を形成する際に生ずるヴィアホールエッチングやボ
ンディング用の配線パッド部の問題を解決した半導体装
置及びその製造方法をこの出願人は既に提案している
(特願平8−106560号参照)。
The present applicant has already proposed a semiconductor device and a method of manufacturing the same in which the problem of the wiring pad portion for via hole etching and bonding which occurs when forming such a multi-layered wiring portion of a flattened semiconductor device has been solved. (See Japanese Patent Application No. 8-106560).

【0010】上記に提案された方法の1つを図6及び図
7に従い説明する。図6は平面図、図7は図6のA−
A’線断面図である。
One of the above proposed methods will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a plan view, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line A ′.

【0011】絶縁膜で覆われたシリコン基板1上に第1
層目のメタル配線パターン層2が形成され、この第1層
目のメタル配線パターン層2には、ボンディングパッド
用の配線パッド部12aが設けられている。この第1層
目のメタル配線パターン層2上に、このメタル配線パタ
ーン層2を覆って層間絶縁膜3が堆積されており、この
絶縁膜3はCMPにより平坦化されている。
First, a silicon substrate 1 covered with an insulating film
A first-layer metal wiring pattern layer 2 is formed, and the first-layer metal wiring pattern layer 2 is provided with a wiring pad portion 12a for a bonding pad. An interlayer insulating film 3 is deposited on the first metal wiring pattern layer 2 so as to cover the metal wiring pattern layer 2, and the insulating film 3 is planarized by CMP.

【0012】この層間絶縁膜3にヴィアホール7aが形
成され、そして、ボンディングパッド用の配線パッド部
12a上には、図6及び図7に示すように、ヴィアホー
ル7aがアレイ状に複数個並ぶように形成されている。
このヴィアホール7aにブランケットタングステン法等
の埋め込みメタルプロセスによって、メタル(タングス
テン)9が充填されると共に、層間絶縁膜3上に第2層
目のメタル配線パターン層4が形成される。
Via holes 7a are formed in interlayer insulating film 3, and a plurality of via holes 7a are arranged in an array on wiring pad portion 12a for a bonding pad, as shown in FIGS. It is formed as follows.
The via hole 7a is filled with metal (tungsten) 9 by a buried metal process such as a blanket tungsten method, and a second-layer metal wiring pattern layer 4 is formed on the interlayer insulating film 3.

【0013】第1層目の配線パッド部12aと第2層目
の配線パッド部12bはヴィアホール7aに埋め込まれ
たメタル9により接続されている。
The first-layer wiring pad portion 12a and the second-layer wiring pad portion 12b are connected by a metal 9 embedded in a via hole 7a.

【0014】そして、第2層目のメタル配線パターン層
4を覆うように層間絶縁膜5が設けられ、この層間絶縁
膜5にヴィアホール7bが形成される。埋め込みメタル
プロセスによりヴィアホール7bをメタル9により充填
し、その上に3層目のメタル配線パターン層13が設け
られる。
An interlayer insulating film 5 is provided so as to cover the second metal wiring pattern layer 4, and a via hole 7b is formed in the interlayer insulating film 5. Via holes 7b are filled with metal 9 by a buried metal process, and a third metal wiring pattern layer 13 is provided thereon.

【0015】上記した埋め込みメタル9を用いる場合、
ヴィアホール7a(7b)のサイズは、どこでも同じ大
きさであるのがベストであるが、チップ内全体にわたっ
て各配線層間の回路ブロック内や回路ブロック間の接続
用配線部に用いる最小ヴィアホールサイズの2倍以下の
サイズあるいは最小サイズの2倍以下のサイズの短辺を
持つ長方形状により開孔すればヴィアホール7a(7
b)への埋め込みメタル9の充填が行える。
When using the above-mentioned buried metal 9,
It is best that the size of the via holes 7a (7b) is the same everywhere. However, the minimum via hole size used for the wiring portion for connection in the circuit blocks between the wiring layers or between the circuit blocks over the entire chip. If the opening is formed in a rectangular shape having a short side of a size of twice or less or a size of twice or less the minimum size, the via hole 7a (7
The filling of the embedded metal 9 into b) can be performed.

【0016】このように上記した第1の方法において
は、図7に示すようなボンディングパッド部がヴィアホ
ール7a(7b)により接続される。
As described above, in the first method, the bonding pad portions as shown in FIG. 7 are connected by the via holes 7a (7b).

【0017】しかしながら、この方法では例えば100
μm角の配線パッド部12a(12b)上の層間絶縁膜
3、5は、0.4〜0.5μmに微細加工されたメタル
配線上に比べ少なくとも100nm以上厚く形成されて
しまう。このために、ヴィアホール7bのエッチング条
件の設定の仕方によっては、ヴィアホール7bの寸法、
抵抗ばらつきや導通不良が発生する畏れがある。
However, in this method, for example, 100
The interlayer insulating films 3 and 5 on the μm-square wiring pad portions 12a (12b) are formed to be at least 100 nm thicker than the metal wiring finely processed to 0.4 to 0.5 μm. For this reason, depending on how to set the etching conditions for the via hole 7b, the dimensions of the via hole 7b,
There is a fear that resistance variation and conduction failure may occur.

【0018】この配線パッド部12a(12b)上の層
間絶縁膜3、5が厚くなる原因としては、層間絶縁膜の
形成方法や、層間絶縁膜の平坦化方法によってメタルの
配線幅依存が発生することが挙げられる。
The reason why the thickness of the interlayer insulating films 3 and 5 on the wiring pad portions 12a (12b) becomes thicker depends on the wiring width of the metal depending on the method of forming the interlayer insulating film and the method of flattening the interlayer insulating film. It is mentioned.

【0019】一例として、層間絶縁膜の形成方法に従来
から用いられているプラズマCVD法によるPETEO
Sを用いた場合と、近年サブハーフミクロン以降の世代
で導入され始めている、デポジションとスパッタエッチ
ングを同時に行いながら成膜していく高密度プラズマC
VD法(以下、HDP−CVDと略記する。)を用いた
場合において、平坦化をCMP法で行ったときの層間絶
縁膜厚のメタル配線幅依存性を調べた結果をそれぞれ図
5、図4に示す。図4はHDP−CVDにより層間絶縁
膜を形成し、CMP前後の膜厚の変化を示す特性図、図
5はPETOSにより層間絶縁膜を形成し、CMP前後
の膜厚の変化を示す特性図である。メタル形状は、全体
を一つの部分として孤立に形成したものとラインの幅と
スペースの幅とが同じものを交互に配置したライン
(L)/スペース(S)状でラインを10本に形成した
ものである。
As an example, PETEO by a plasma CVD method conventionally used for forming an interlayer insulating film is used.
High-density plasma C that forms a film while performing deposition and sputter etching at the same time, when S is used, and in recent years, has been introduced in the generations after the sub-half micron.
In the case where the VD method (hereinafter abbreviated as HDP-CVD) is used, the results of examining the dependence of the interlayer insulating film thickness on the metal wiring width when the planarization is performed by the CMP method are shown in FIGS. Shown in FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in film thickness before and after CMP when an interlayer insulating film is formed by HDP-CVD, and FIG. 5 is a characteristic diagram showing a change in film thickness before and after CMP when an interlayer insulating film is formed by PETOS. is there. As the metal shape, ten lines were formed in a line (L) / space (S) shape in which the one formed entirely as a single part and the one having the same line width and space width were alternately arranged. Things.

【0020】どちらの成膜方法を用いた場合でも、最小
メタル幅に対して、100μmのメタル幅上の層間絶縁
膜は100nm以上厚くなっていることがわかる。さら
に層間絶縁膜の平坦化方法としてCMP法を用いる場合
は、100μm角のパッド部が複数個アレイ状に並んで
いるパターンにおいては、平坦化が難しく、さらにパッ
ド部上の層間絶縁膜が厚くなってしまう。また、図7に
示すように、パッド部12b上の層間絶縁膜の膜厚
(b)と最小メタル上の層間絶縁膜の膜厚(a)との差
は100nm以上となる。そして、配線パッド部が積み
重なっていくにつれ、層間絶縁膜の段差が増大(d>
c)するという問題も生じてくる。
It can be seen that in any of the film forming methods, the interlayer insulating film having a metal width of 100 μm is 100 nm or more thicker than the minimum metal width. Furthermore, when the CMP method is used as a method of planarizing the interlayer insulating film, it is difficult to planarize the pattern in which a plurality of 100 μm square pads are arranged in an array, and the interlayer insulating film on the pad becomes thicker. Would. Further, as shown in FIG. 7, the difference between the thickness (b) of the interlayer insulating film on the pad portion 12b and the thickness (a) of the interlayer insulating film on the minimum metal is 100 nm or more. Then, as the wiring pad portions are stacked, the step of the interlayer insulating film increases (d>
c).

【0021】上記の他の方法につき図8及び図9に従い
説明する。図8は平面図、図9は図8のA−A’線断面
図である。この方法は、半導体チップがその入出力のた
めに有するボンディングパッド用の配線パッド部14
を、多層メタル配線層の最上部にのみ形成したものであ
る。
The other method will be described with reference to FIGS. FIG. 8 is a plan view, and FIG. 9 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. In this method, a wiring pad portion 14 for a bonding pad which a semiconductor chip has for input / output is provided.
Is formed only on the uppermost part of the multilayer metal wiring layer.

【0022】この方法を3層配線の例で説明する。前述
と同様に、絶縁膜で覆われてるシリコン基板1上に第1
層目の配線メタルを堆積し、パターニングすることによ
り第1層目のメタル配線パターン層2が形成される。こ
この絶縁膜は、平坦化されていてもされていなくてもよ
い。この第1層目のメタル配線パターン層2にはボンデ
ィングパッド用の配線パッド部は設けていない。この上
に層間絶縁膜3を堆積し、層間絶縁膜3をCMPにより
平坦化する。
This method will be described with an example of a three-layer wiring. As described above, the first substrate is placed on the silicon substrate 1 covered with the insulating film.
A first-layer metal wiring pattern layer 2 is formed by depositing and patterning a first-layer wiring metal. The insulating film here may or may not be planarized. The first metal wiring pattern layer 2 does not have a wiring pad portion for a bonding pad. An interlayer insulating film 3 is deposited thereon, and the interlayer insulating film 3 is planarized by CMP.

【0023】この後、層間絶縁膜3にヴィアホール7a
を形成し、第2メタル配線パターン層4を堆積して、パ
ターニングする。この第2メタル配線パターン層4に
も、ボンディングパッド用の配線パッド部は形成されて
いない。この後、第2の層間絶縁膜5を堆積して平坦化
し、第2のヴィアホール7bを開口する。この上に第3
層目のメタル配線パターン層13を堆積し、パターニン
グする。この第3層目のメタル配線パターン層13にの
みボンディングパッド用の配線パッド部14が形成され
ている。
Thereafter, via holes 7a are formed in interlayer insulating film 3.
Is formed, and the second metal wiring pattern layer 4 is deposited and patterned. The second metal wiring pattern layer 4 also has no wiring pad portion for a bonding pad. Thereafter, a second interlayer insulating film 5 is deposited and planarized, and a second via hole 7b is opened. Third on this
A metal wiring pattern layer 13 as a layer is deposited and patterned. A wiring pad portion 14 for a bonding pad is formed only on the third metal wiring pattern layer 13.

【0024】上記した方法の場合、下部のメタル配線層
はヴィアホール7a(7b)により3層目の配線まで接
続し、3層目でボンディングパッド用の配線パッド部1
4と接続するように構成されている。
In the case of the above-mentioned method, the lower metal wiring layer is connected to the third wiring by the via hole 7a (7b), and the wiring pad portion 1 for the bonding pad is formed in the third layer.
4.

【0025】ただし、この場合にはチップ内どの場所に
おいてもヴィアホール7a(7b)により、3層目の配
線まで接続することは3層目の配線を過密化させてしま
うため、ボンディングパッド用の配線パッド部14近傍
でヴィアホールを用いて上層に接続する必要がある。そ
のため、ボンディングパッド用の配線パッド部6の近傍
に配線が配置できずチップサイズをわずかに増大させて
しまう欠点がある。
However, in this case, connecting to the third-layer wiring by the via holes 7a (7b) at any place in the chip makes the third-layer wiring denser, so that bonding pads are not used. It is necessary to connect to an upper layer using a via hole near the wiring pad portion 14. Therefore, there is a disadvantage that the wiring cannot be arranged in the vicinity of the wiring pad portion 6 for the bonding pad, and the chip size is slightly increased.

【0026】ところで、n層(nは3以上の整数)上、
即ち、最上層のボンディングパッド用の配線パッド部の
開口部は、ボンディングパッド用の配線パッド部の上の
みとなる。従って、この部分の膜厚は多少厚くてもこの
絶縁膜には、ヴィアホールが存在しないので、上述した
ホールエッチングに関する問題は考慮しなくともよいこ
とになる。
By the way, on n layers (n is an integer of 3 or more),
That is, the opening of the wiring pad portion for the uppermost bonding pad is only above the wiring pad portion for the bonding pad. Therefore, even though the thickness of this portion is somewhat thicker, there is no via hole in this insulating film, so that the above-described problem relating to hole etching does not need to be considered.

【0027】そこで、図10及び図11に示す方法にお
いては、ボンディングパッド用の配線パッド部14を多
層メタル配線層の最上部にのみ形成した上記の半導体装
置の構造を改良し、第nメタル配線層及び第(n−1)
層にボンディングパッド用の配線パッド部15b、15
cを配置する構造にしている。このように構成すること
で、チップサイズをわずかに増大させてしまう上記の欠
点を改善することと、ボンディングパッド用の配線パッ
ド部15へ接続できるメタル配線層を増やすことで設計
の自由度を増加するものである。
Therefore, in the method shown in FIGS. 10 and 11, the structure of the above-described semiconductor device in which the wiring pad portion 14 for the bonding pad is formed only on the uppermost portion of the multilayer metal wiring layer is improved, and the n-th metal wiring Layer and (n-1) th
Wiring pad portions 15b, 15 for bonding pads
c is arranged. With this configuration, the above-mentioned disadvantages that slightly increase the chip size are improved, and the degree of freedom in design is increased by increasing the number of metal wiring layers that can be connected to the wiring pad section 15 for bonding pads. Is what you do.

【0028】そして、この上にパッシベーション膜16
を堆積し、ボンディングパッド用の配線パッド部のみを
エッチングにより開口部17を形成する。ここでは、平
坦化はしないため、パッシベーション膜16は、コンフ
ォーマルに形成されており、ボンディングパッド用の配
線パッド部15のエッチングは何ら問題なく行える。
Then, a passivation film 16 is formed thereon.
Is deposited, and only the wiring pad portion for the bonding pad is etched to form an opening 17. Here, since the planarization is not performed, the passivation film 16 is formed conformally, and the wiring pad portion 15 for the bonding pad can be etched without any problem.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】上記した図8及び図9
に示されるようなパッド部を多層配線の最上部にのみ形
成する半導体装置の構成では、下層の配線層においてパ
ッド部への接続が必要な配線はヴィアホールを介してそ
の配線層のパッドにつなぐことになるので、ヴィアホー
ルを開口する分配線を引き回す必要が生じチップサイズ
をわずかに増大させてしまう欠点がある。また、十分な
ヴィアホールを確保していない場合は導通不良などによ
る歩留まり低下などが発生してしまう畏れがある。
8 and 9 described above.
In the configuration of the semiconductor device in which the pad portion is formed only on the uppermost portion of the multilayer wiring as shown in (1), the wiring which needs to be connected to the pad portion in the lower wiring layer is connected to the pad of the wiring layer via the via hole Therefore, it is necessary to route the wiring for opening the via hole, and there is a disadvantage that the chip size is slightly increased. If a sufficient via hole is not secured, the yield may be reduced due to poor conduction.

【0030】この問題を解決する方法として、上記した
図10及び図11に示すような最上層の第n配線層及び
その下の第(n−1)層にパッド部を配置した構成では
メタル配線が3層以上に多層化している現在及び今後の
トレンドに対しては、やはりチップサイズがわずかに増
大させてしまう欠点を解消することはできない。また、
十分なヴィアホールを確保していない場合は導通不良な
どによる歩留まり低下などが発生してしまう畏れがあ
る。
As a method for solving this problem, in the configuration in which the pad portion is arranged in the uppermost n-th wiring layer and the (n-1) th layer below it as shown in FIGS. However, with respect to the current and future trends in which the number of layers is increased to three or more, it is still impossible to eliminate the disadvantage that the chip size is slightly increased. Also,
If a sufficient via hole is not secured, there is a fear that the yield may decrease due to poor conduction.

【0031】本発明は、メタル配線上の層間絶縁膜のメ
タル配線幅依存の発生を抑制し、配線パッド部上の層間
絶縁膜厚が厚くなることを防ぎ、同一層の配線上のヴィ
アホール厚さを均一にすることを目的としている。
The present invention suppresses the occurrence of the dependence of the interlayer insulating film on the metal wiring on the metal wiring width, prevents the interlayer insulating film on the wiring pad from becoming thick, and reduces the via hole thickness on the wiring of the same layer. The purpose is to make the uniformity.

【0032】また、各配線層間はパッド部において複数
個以上のヴィアホールで接続することにより、チップサ
イズの増大を招くことなく、また充分なヴィアホール数
をパッド内に確保し、導通不良や歩留まり低下などが発
生してしまう畏れを無くすことも目的する。
Further, by connecting a plurality of via holes in the pad portion between the wiring layers, a sufficient number of via holes can be secured in the pad without increasing the chip size, and poor conduction and yield can be prevented. It is also intended to eliminate the fear of a drop or the like.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】この発明の半導体装置
は、各配線層上の層間絶縁膜の平坦性が0.3μm以下
であるn(nは3以上の整数)層の多層配線構造を有す
る半導体装置において、(n−1)層以下のボンディン
グパッド用の配線パッド部が孤立する配線部分が生じな
いように所定のスペースを有してパターニングされてい
ることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention has an n-layer (n is an integer of 3 or more) multilayer wiring structure in which the flatness of an interlayer insulating film on each wiring layer is 0.3 μm or less. The semiconductor device is characterized in that the wiring pad portion for the bonding pad of the (n-1) th layer or less is patterned with a predetermined space so as not to generate an isolated wiring portion.

【0034】上記の構成によれば、層間絶縁膜を形成
し、平坦化した後の層間絶縁膜厚のメタル幅依存性が抑
制できるので、ヴィアホール深さのばらつきを押さえ、
平坦性を向上できる。
According to the above structure, the dependency of the interlayer insulating film thickness after the formation and planarization of the interlayer insulating film on the metal width can be suppressed.
Flatness can be improved.

【0035】また、この発明の半導体装置は、各配線層
上の層間絶縁膜の平坦性が0.3μm以下であるn(n
は3以上の整数)層の多層配線構造を有する半導体装置
において、(n−1)層以下の層で10μm以上の幅の
配線が孤立する配線部分が生じないように所定のスペー
スを有してパターニングされていることを特徴とする。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the n (n) where the flatness of the interlayer insulating film on each wiring layer is 0.3 μm or less.
(N is an integer of 3 or more) in a semiconductor device having a multilayer wiring structure having a predetermined space so that a wiring portion having a width of 10 μm or more is not isolated in (n-1) or less layers. It is characterized by being patterned.

【0036】上記の構成によれば、層間絶縁膜を形成
し、平坦化した後の層間絶縁膜厚のメタル幅依存性が抑
制できるので、ヴィアホール深さのばらつきを押さえ、
平坦性を向上できる。
According to the above structure, the dependency of the thickness of the interlayer insulating film after the formation and planarization of the interlayer insulating film on the metal width can be suppressed.
Flatness can be improved.

【0037】また、上記の各構成において、パターニン
グされて残存する配線部分の幅を10μm以下にすると
よい。
In each of the above structures, the width of the wiring portion remaining after patterning is preferably set to 10 μm or less.

【0038】上記の構成によれば、層間絶縁膜を形成
し、平坦化した後の層間絶縁膜厚のメタル幅依存を抑制
できる効果が大きいので、さらにヴィアホール深さのば
らつきを抑え、平坦性が向上する。
According to the above-described structure, the effect of suppressing the dependence of the thickness of the interlayer insulating film on the metal width after the formation and planarization of the interlayer insulating film is great. Is improved.

【0039】更に、上記の各構成において、パターニン
グされて残存する配線間のスペースを最小デザインルー
ルにするとよい。
Further, in each of the above structures, it is preferable that the space between the wirings remaining after patterning is set to the minimum design rule.

【0040】上記の構成によれば、層間絶縁膜を形成
し、平坦化した後の層間絶縁膜のメタル幅依存を抑制し
つつ、メタル面積が増大するので、導通のためのヴィア
ホールの数が多く取れ、またその配置が容易になる。さ
らに、ボンディングの強度も向上する。
According to the above structure, the metal area is increased while suppressing the metal width dependence of the interlayer insulating film after the interlayer insulating film is formed and planarized, so that the number of via holes for conduction is reduced. More can be obtained and its arrangement becomes easier. Further, the bonding strength is improved.

【0041】また、各配線層間の接続孔は、各配線層間
の最小接続孔サイズの2倍以下のサイズあるいは最小接
続孔サイズの2倍以下のサイズの短辺を持つ長方形状に
より開口されるもののみで構成するとよい。
The connection hole between the wiring layers is formed in a rectangular shape having a short side having a size not more than twice the minimum connection hole size between the wiring layers or a size not more than twice the minimum connection hole size. It is good to consist only of.

【0042】第n(n>1)番目のヴィアホールを上記
の構成を用いれば、第(n+1)番目の配線層を平坦に
形成することができるので、第(n+1)番目のヴィア
ホールのばらつきを抑え、平坦性を向上できる。
When the n-th (n> 1) -th via hole is configured as described above, the (n + 1) -th wiring layer can be formed flat, so that the (n + 1) -th via-hole variation And flatness can be improved.

【0043】更に、各配線層間の接続は、複数個以上の
上記のサイズの接続孔により接続するとよい。
Further, the connection between the wiring layers is preferably made by a plurality of connection holes of the above-mentioned size.

【0044】上記の構成によれば、確実に配線間の導通
を取ることができ、信頼性が向上する。
According to the above configuration, the connection between the wirings can be reliably established, and the reliability is improved.

【0045】この発明の半導体装置の製造方法は、各配
線層上の層間絶縁膜の平坦性が0.3μm以下であるn
(nは3以上の整数)層の多層配線構造を有する半導体
装置の製造方法において、基板上にボンディングパッド
部の配線パッド部が孤立する配線部分が生じないように
所定のスペースを有しパターニングして配線層を形成し
た後、この配線層を覆って層間絶縁膜を堆積し、この層
間絶縁膜を平坦化する工程と、上記ボンディングパッド
用の配線パッド部上の層間絶縁膜に接続孔が複数個並ぶ
ように形成する工程と、上記層間絶縁膜上にボンディン
グパッド部の配線パッド部が孤立する配線部分が生じな
いように所定のスペースを有しパターニングして配線層
を形成し、接続孔を介して下層のボンディングパッド用
の配線パッド部を接続する工程と、を有することを特徴
とする。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the interlayer insulating film on each wiring layer has a flatness of 0.3 μm or less.
In a method for manufacturing a semiconductor device having a multilayer wiring structure of (n is an integer of 3 or more) layers, a pattern is formed having a predetermined space so that a wiring portion in which a wiring pad portion of a bonding pad portion is not formed on a substrate. Forming a wiring layer, and depositing an interlayer insulating film covering the wiring layer, planarizing the interlayer insulating film, and forming a plurality of connection holes in the interlayer insulating film on the wiring pad portion for the bonding pad. And forming a wiring layer by patterning with a predetermined space so that a wiring portion where a wiring pad portion of a bonding pad portion is not isolated is formed on the interlayer insulating film. Connecting a wiring pad portion for a lower bonding pad through the intermediary of the bonding pad.

【0046】上記の方法によれば、層間絶縁膜を形成
し、平坦化した後の層間絶縁膜厚のメタル幅依存性が抑
制できるので、ヴィアホール深さのばらつきを押さえ、
平坦性を向上でき、ヴィアホールの寸法、抵抗のばらつ
きや導通不良を防ぐことができる。
According to the above method, the dependency of the interlayer insulating film thickness after the formation and planarization of the interlayer insulating film on the metal width can be suppressed.
Flatness can be improved, and variations in via hole dimensions, resistance, and poor conduction can be prevented.

【0047】また、第1層目から第(n−1)層上への
層間絶縁膜を高密度プラズマCVD法で形成するとよ
い。
Further, an interlayer insulating film from the first layer to the (n-1) th layer may be formed by high-density plasma CVD.

【0048】上記の構成によれば、層間絶縁膜を形成
し、平坦化した後の層間絶縁膜厚のメタル幅依存を抑制
できる効果が従来の成膜方法で行うよりも大きいので、
さらにヴィアホール深さのばらつきを抑え、平坦性を向
上できる。
According to the above configuration, the effect of suppressing the metal width dependence of the interlayer insulating film thickness after the formation and planarization of the interlayer insulating film is greater than that achieved by the conventional film forming method.
Further, the variation in the depth of the via hole can be suppressed, and the flatness can be improved.

【0049】更に、第1層目から第(n−1)層上への
層間絶縁膜の平坦化を化学的機械的研磨法で行うように
構成するとよい。
Further, it is preferable that the interlayer insulating film is planarized from the first layer to the (n-1) th layer by a chemical mechanical polishing method.

【0050】また、この方法は、自己平坦化能力がある
ので、平坦化法として上記に記載のCMPを用いる場
合、研磨時間が短くて済みスループットが実現できる。
Further, since this method has a self-flattening ability, when the above-described CMP is used as the flattening method, the polishing time is short and the throughput can be realized.

【0051】[0051]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
き図1ないし図3に従い説明する。尚、従来例と同一部
分には同一符号を付す。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. The same parts as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals.

【0052】図1はこの発明の実施の形態を示す平面
図、図2は図1のA−A’線断面図である。図3は、こ
の発明のボンディングパッド用の配線パッド部の他の実
施の形態を示す平面図である。尚、この実施の形態にお
いては、3層配線の例で説明する。
FIG. 1 is a plan view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along line AA 'of FIG. FIG. 3 is a plan view showing another embodiment of a wiring pad portion for a bonding pad according to the present invention. In this embodiment, an example of a three-layer wiring will be described.

【0053】まず、トランジスタが形成され、絶縁膜で
被われているシリコン半導体基板1上に第1層目の配線
メタルを堆積し、パターニングすることにより第1のメ
タル配線パターン層2が形成される。このシリコン半導
体基板1上の絶縁膜は平坦化されていなくてもよい。上
記した第1層目のメタル配線パターン層2にはボンディ
ングパッド用の配線パッド部6aが設けられている。こ
のとき配線パッド部6aは図1または図3に示されてい
るような格子状やストライプ状にパターニングされてい
る。即ち、配線パッド部6aが孤立することが無いよう
に、パターン部6a内に所定のスペース8aを設けてい
る。パターニングされて残存する配線パッド6a内の全
ての配線幅は10μm以下とし、また、配線間のスペー
スは最小デザインルールとしている。この配線パッド部
6aの形状は孤立したメタルが発生しないようにパター
ニングさえすれば、格子状やストライプ状に限られずど
のような形状でもよい。ここでは、例えば、メタル幅5
μm、スペース幅5μmの10組で、100μm角のパ
ッドに相当する面積を有する図3に示すスリット状の配
線パッド部6aを形成した。
First, a transistor is formed, a first-layer wiring metal is deposited on a silicon semiconductor substrate 1 covered with an insulating film, and is patterned to form a first metal wiring pattern layer 2. . The insulating film on the silicon semiconductor substrate 1 may not be planarized. The first metal wiring pattern layer 2 has a wiring pad portion 6a for a bonding pad. At this time, the wiring pad portion 6a is patterned in a lattice shape or a stripe shape as shown in FIG. 1 or FIG. That is, a predetermined space 8a is provided in the pattern portion 6a so that the wiring pad portion 6a is not isolated. All wiring widths in the wiring pads 6a remaining after patterning are set to 10 μm or less, and the space between the wirings is set to a minimum design rule. The shape of the wiring pad portion 6a is not limited to a lattice shape or a stripe shape and may be any shape as long as it is patterned so as not to generate an isolated metal. Here, for example, metal width 5
A slit-shaped wiring pad portion 6a shown in FIG. 3 having an area corresponding to a pad of 100 μm square was formed by 10 sets of μm and space width of 5 μm.

【0054】次に、この第1層目のメタル配線パターン
層2上に第1層間絶縁膜3を堆積し、この層間絶縁膜3
をCMPにより平坦化する。
Next, a first interlayer insulating film 3 is deposited on the first metal wiring pattern layer 2,
Is flattened by CMP.

【0055】上記層間絶縁膜3の平坦化は、リソグラフ
ィーからの要求によりチップ内段差が0.3μm以下と
なるまでCMP等により行う。この平坦度の要求は、例
えば、0.5μmのライン&スペースのような微細配線
をパターニングする場合、リソグラフィーの焦点深度は
1.5μm程度になってしまうこと、さらに装置上の位
置精度が現状のステッパーでは0.75μm程度必要で
あることから配線部の段差をトータルで0.75μm程
度以下にしなければならない、という前提から来てい
る。
The planarization of the interlayer insulating film 3 is performed by CMP or the like until the step in the chip becomes 0.3 μm or less according to a request from lithography. This flatness requirement is that, for example, when patterning a fine wiring such as a 0.5 μm line & space, the depth of focus of lithography is about 1.5 μm, and furthermore, the positional accuracy on the apparatus is not sufficient at present. Since the stepper requires about 0.75 μm, it is premised that the step of the wiring portion must be reduced to about 0.75 μm or less in total.

【0056】また、3層配線の場合で2回の平坦化を行
う場合で最大段差を容認できる条件であるが、各層の平
坦度は少なくとも0.325μm以下、望ましくは0.
30μm以下にする必要がある。
In the case of three-layer wiring, when the flattening is performed twice, the maximum step height is acceptable, but the flatness of each layer is at least 0.325 μm or less, preferably 0.3 mm or less.
It needs to be 30 μm or less.

【0057】次に、リソグラフィーにより層間絶縁膜3
にヴィアホール7aのレジストのパターニングを行う。
この際、ボンディングパッド用の配線パッド部6aに
は、図1及ないし図3に示すように、ヴィアホール7a
がアレイ状に複数個並ぶように、レジストをパターニン
グし、その後ドライエッチングにより層間絶縁膜3のエ
ッチングを行って、ヴィアホール7aを形成する。この
第1ヴィアホール7aの形成は、配線パッド部6aに確
実に導通が取れるような数の複数個をメタル上に配置す
るように設計している。
Next, the interlayer insulating film 3 is formed by lithography.
Then, the resist of the via hole 7a is patterned.
At this time, as shown in FIGS. 1 to 3, via holes 7a are formed in the wiring pad portions 6a for the bonding pads.
The resist is patterned so that a plurality of holes are arranged in an array, and then the interlayer insulating film 3 is etched by dry etching to form a via hole 7a. The formation of the first via hole 7a is designed so that a plurality of the via holes 7a are arranged on the metal so as to ensure conduction to the wiring pad portion 6a.

【0058】上記した第1ヴィアホール7aの深さは、
図4及び図5に示すように、100μm角の配線パッド
部を用いるよりも5μmのライン&スペースのスリット
状の配線パッド部6aを用いる方が、配線パッド部上の
第1ヴィアホール7aの深さが薄くなり、ばらつきを小
さく抑えることができる。
The depth of the first via hole 7a is
As shown in FIG. 4 and FIG. 5, the depth of the first via hole 7a on the wiring pad portion is larger when the slit-shaped wiring pad portion 6a of 5 μm line and space is used than when the wiring pad portion of 100 μm square is used. And the variation can be kept small.

【0059】このときの第1ヴィアホール7aの深さは
孤立の5μmのメタル上の第1ヴィアホール7aの深さ
に相当し、第1層間絶縁膜3の形成方法によらない。ば
らつきを抑える効果は、層間絶縁膜としてPETEOS
を用いるよりも、HDP−CVDを用いる方がその効果
は大きい。さらに、配線パッド部6a上の第1ヴィアホ
ール7aの深さが薄くなることにより、配線パッド部6
a近辺の平坦性が向上し、配線層が多層化するにつれそ
の効果は大きい。
At this time, the depth of the first via hole 7 a corresponds to the depth of the first via hole 7 a on an isolated 5 μm metal, and does not depend on the method of forming the first interlayer insulating film 3. The effect of suppressing the variation is that PETEOS
The effect is greater when HDP-CVD is used than when. Further, since the depth of the first via hole 7a on the wiring pad 6a is reduced, the wiring pad 6
The effect is greater as the flatness in the vicinity of “a” is improved and the number of wiring layers is increased.

【0060】その後、タングステン(W)をCVD等に
より堆積した後、エッチバックによりタングステンをホ
ール内にのみ残すブランケットタングステン法等の埋め
込みメタルプロセスによって、ヴィアホール7aをメタ
ル(タングステン)9により充填する。
Then, after tungsten (W) is deposited by CVD or the like, the via hole 7a is filled with metal (tungsten) 9 by a buried metal process such as a blanket tungsten method that leaves tungsten only in the hole by etch back.

【0061】埋め込みメタルを用いる場合、ヴィアホー
ルのサイズは、どこでも同じ大きさであるのがベストで
あるが、チップ内全体にわたって各配線層間の回路ブロ
ック内や回路ブロック間の接続用配線部に用いる最小ヴ
ィアホールサイズの2倍以下のサイズあるいは最小サイ
ズの2倍以下のサイズの短辺を持つ長方形状により開孔
されてもヴィアホールへの埋め込みメタルの充填は可能
であることが実験により確認されている。
In the case of using a buried metal, it is best that the size of the via hole is the same everywhere. However, the via hole is used in a circuit block between wiring layers or in a wiring portion for connection between circuit blocks over the entire chip. Experiments have shown that filling a via hole with a buried metal is possible even if it is opened with a rectangular shape with a short side that is less than twice the minimum via hole size or less than twice the minimum size. ing.

【0062】また、埋め込みメタルプロセスにおけるエ
ッチバックは、ドライエッチングによるものでも良好な
結果を与えるが、CMPプロセスによるものの方が、3
層目の配線メタルを堆積する時点での平坦性は上がる。
The etch back in the buried metal process gives good results even when dry etching is used.
The flatness at the time of depositing the wiring metal of the layer is improved.

【0063】続いて、層間絶縁膜3上に第2層目のメタ
ル配線パターン層4を形成する。このメタル配線パター
ン層4においても、配線パッド部6bは第1層のメタル
配線パターン2の時と同様にスリット状に形成する。
Subsequently, a second-layer metal wiring pattern layer 4 is formed on the interlayer insulating film 3. Also in the metal wiring pattern layer 4, the wiring pad portion 6b is formed in a slit shape as in the case of the metal wiring pattern 2 of the first layer.

【0064】次に、この第2層目のメタル配線パターン
層4上に第2層間絶縁膜5を堆積し、この層間絶縁膜5
をCMPにより平坦化し、第2ヴィアホール7bを開口
する。配線パッド部6bについては、第2ヴィアホール
7bを形成する際も、第1ヴィアホール7aと同様に行
う。その後、同様に、タングステン(W)をCVD等に
より堆積した後、エッチバックによりタングステンをホ
ール内にのみ残すブランケットタングステン法等の埋め
込みメタルプロセスによって、ヴィアホール7bをメタ
ル(タングステン)9により充填する。この上に第3層
目のメタルを堆積し、パターニングすることにより第3
メタル配線パターン層10を形成した。このときの配線
パッド部6cはスリット状にする必要はなく通常のパタ
ーニングされていないシート状のものでよい。
Next, a second interlayer insulating film 5 is deposited on the second-layer metal wiring pattern layer 4,
Is flattened by CMP, and the second via hole 7b is opened. Regarding the wiring pad portion 6b, the formation of the second via hole 7b is performed in the same manner as the formation of the first via hole 7a. Thereafter, similarly, after tungsten (W) is deposited by CVD or the like, the via hole 7b is filled with metal (tungsten) 9 by a buried metal process such as a blanket tungsten method that leaves tungsten only in the hole by etch back. A third layer of metal is deposited thereon and patterned to form a third layer of metal.
A metal wiring pattern layer 10 was formed. At this time, the wiring pad portion 6c does not need to be formed in a slit shape, and may be a normal non-patterned sheet shape.

【0065】以上の方法を用いることにより、配線層の
パッド部のようにメタル幅の広い部分上のヴィアホール
深さを薄くすることができ、全体のばらつきを抑え、か
つ平坦性を向上することができる。
By using the above method, it is possible to reduce the depth of the via hole on a portion having a large metal width such as the pad portion of the wiring layer, thereby suppressing the variation in the entirety and improving the flatness. Can be.

【0066】上記した実施の形態においては、配線パッ
ド部6a(6b)について説明したが、10μm以上の
配線の幅を有する場合には同様に、孤立するメタルが生
じないように所定のスペースを有して配線をパターニン
グするとよい。
In the above-described embodiment, the wiring pad portion 6a (6b) has been described. However, in the case where the wiring width is 10 μm or more, a predetermined space is similarly provided so as not to generate an isolated metal. To pattern the wiring.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、層間絶縁膜を形成し、平坦化した後の層間絶縁膜厚
のメタル幅依存性が抑制できるので、ヴィアホール深さ
のばらつきを押さえ、平坦性を向上でき、ヴィアホール
の寸法のばらつき、抵抗のばらつきや導通不良を解消す
ることができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the metal width dependency of the interlayer insulating film thickness after the interlayer insulating film is formed and planarized, so that the variation in the depth of the via hole can be reduced. Pressing and flatness can be improved, and variations in via hole dimensions, resistance variations and poor conduction can be eliminated.

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

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

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

【図3】この発明のボンディングパッド用の配線パッド
部の他の実施の形態を示す平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing another embodiment of a wiring pad portion for a bonding pad according to the present invention.

【図4】HDP−CVDにより層間絶縁膜を形成し、C
MP前後の膜厚の変化を示す特性図である。
FIG. 4 shows an interlayer insulating film formed by HDP-CVD.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing a change in film thickness before and after MP.

【図5】PETOSにより層間絶縁膜を形成し、CMP
前後の膜厚の変化を示す特性図である。
FIG. 5 shows an interlayer insulating film formed by PETOS and CMP
It is a characteristic view which shows the change of the film thickness before and behind.

【図6】従来の層間絶縁膜が平坦化された多層配線構造
の半導体装置の問題点を解決する半導体装置を示す平面
図である。
FIG. 6 is a plan view showing a conventional semiconductor device which solves a problem of a semiconductor device having a multilayer wiring structure in which an interlayer insulating film is planarized.

【図7】図6のA−A’線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line A-A ′ of FIG. 6;

【図8】従来の層間絶縁膜が平坦化された多層配線構造
の半導体装置の問題点を解決する半導体装置を示す平面
図である。
FIG. 8 is a plan view showing a semiconductor device which solves the problem of a conventional semiconductor device having a multilayer wiring structure in which an interlayer insulating film is planarized.

【図9】図8のA−A’線断面図である。9 is a sectional view taken along line A-A 'of FIG.

【図10】従来の層間絶縁膜が平坦化された多層配線構
造の半導体装置の問題点を解決する半導体装置を示す平
面図である。
FIG. 10 is a plan view showing a semiconductor device which solves a problem of a conventional semiconductor device having a multilayer wiring structure in which an interlayer insulating film is planarized.

【図11】図10のB−B’線断面図である。11 is a sectional view taken along line B-B 'of FIG.

【図12】従来の層間絶縁膜が平坦化された多層配線構
造の半導体装置を示す平面図である。
FIG. 12 is a plan view showing a conventional semiconductor device having a multilayer wiring structure in which an interlayer insulating film is planarized.

【図13】図12のA−A’線断面図である。13 is a sectional view taken along line A-A 'of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2、4、10 メタル配線パターン層 3、5 層間絶縁膜 6 配線パッド部 6a、6b、6c 配線パッド部 7a、7b ヴィアホール 8a、8b スペース 9 メタル DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2, 4, 10 Metal wiring pattern layer 3, 5 Interlayer insulating film 6 Wiring pad part 6a, 6b, 6c Wiring pad part 7a, 7b Via hole 8a, 8b Space 9 Metal

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 各配線層上の層間絶縁膜の平坦性が0.
3μm以下であるn(nは3以上の整数)層の多層配線
構造を有する半導体装置において、(n−1)層以下の
ボンディングパッド用の配線パッド部が孤立する配線部
分が生じないように所定のスペースを有してパターニン
グされていることを特徴とする半導体装置。
1. An interlayer insulating film on each wiring layer has a flatness of 0.1.
In a semiconductor device having a multilayer wiring structure of n (n is an integer of 3 or more) layers of 3 μm or less, a predetermined wiring pad portion for bonding pads of (n−1) layers or less is formed so that an isolated wiring portion does not occur. A semiconductor device characterized by being patterned with a space.
【請求項2】 パターニングされて残存する配線部分の
幅が10μm以下であることを特徴とする請求項1に記
載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the width of the wiring portion remaining after patterning is 10 μm or less.
【請求項3】 パターニングされて残存する配線間のス
ペースが最小デザインルールであることを特徴とする請
求項1または2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a space between the wirings remaining after being patterned is a minimum design rule.
【請求項4】 各配線層上の層間絶縁膜の平坦性が0.
3μm以下であるn(nは3以上の整数)層の多層配線
構造を有する半導体装置において、(n−1)層以下の
層で10μm以上の幅の配線が孤立する配線部分が生じ
ないように所定のスペースを有してパターニングされて
いることを特徴とする半導体装置。
4. The flatness of an interlayer insulating film on each of the wiring layers is not more than 0.
In a semiconductor device having a multilayer wiring structure of n (n is an integer of 3 or more) layers of 3 μm or less, a wiring portion having a width of 10 μm or more in a layer of (n−1) layers or less is not formed. A semiconductor device characterized by being patterned with a predetermined space.
【請求項5】 パターニングされて残存する配線部分の
幅が10μm以下であることを特徴とする請求項4に記
載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the width of the wiring portion remaining after patterning is 10 μm or less.
【請求項6】 パターニングされて残存する配線間のス
ペースが最小デザインルールであることを特徴とする請
求項4または5に記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 4, wherein a space between the wirings remaining after being patterned is a minimum design rule.
【請求項7】 各配線層間の接続孔は、各配線層間の最
小接続孔サイズの2倍以下のサイズあるいは最小接続孔
サイズの2倍以下のサイズの短辺を持つ長方形状により
開口されるもののみであることを特徴とする請求項1な
いし6のいずれかに記載の半導体装置。
7. The connection hole between each wiring layer is opened in a rectangular shape having a short side having a size not more than twice the minimum connection hole size between each wiring layer or a size not more than twice the minimum connection hole size. 7. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor device is only one.
【請求項8】 各配線層間の接続は、複数個以上の上記
請求項7に示されるサイズの接続孔により接続されるこ
とを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の半
導体装置。
8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the connection between the respective wiring layers is made by a plurality of connection holes of the size shown in claim 7.
【請求項9】 各配線層上の層間絶縁膜の平坦性が0.
3μm以下であるn(nは3以上の整数)層の多層配線
構造を有する半導体装置の製造方法において、基板上に
ボンディングパッド用の配線パッド部が孤立する配線部
分が生じないように所定のスペースを有しパターニング
して配線層を形成した後、この配線層を覆って層間絶縁
膜を堆積し、この層間絶縁膜を平坦化する工程と、上記
ボンディングパッド用の配線パッド部上の層間絶縁膜に
接続孔が複数個並ぶように形成する工程と、上記層間絶
縁膜上にボンディングパッド部の配線パッド部が孤立す
る配線部分が生じないように所定のスペースを有しパタ
ーニングして配線層を形成し、接続孔を介して下層のボ
ンディングパッド用の配線パッド部を接続する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. The interlayer insulating film on each wiring layer has a flatness of 0.1.
In a method for manufacturing a semiconductor device having a multi-layer wiring structure of n (n is an integer of 3 or more) layers of 3 μm or less, a predetermined space is provided so that a wiring portion for a bonding pad is not formed on a substrate. Forming a wiring layer by patterning, depositing an interlayer insulating film covering the wiring layer, and planarizing the interlayer insulating film; and an interlayer insulating film on the wiring pad portion for the bonding pad. Forming a plurality of connection holes in a row, and forming a wiring layer by patterning with a predetermined space on the interlayer insulating film so as not to form a wiring portion in which a wiring pad portion of a bonding pad portion is isolated. Connecting a wiring pad portion for a lower bonding pad through a connection hole;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項10】 第1層目から第(n−1)層上への層
間絶縁膜を高密度プラズマCVD法で形成することを特
徴とする請求項9に記載の半導体装置の製造方法。
10. The method according to claim 9, wherein an interlayer insulating film is formed from the first layer to the (n-1) th layer by a high-density plasma CVD method.
【請求項11】 第1層目から第(n−1)層上への層
間絶縁膜の平坦化を科学的機械的研磨法で行うことを特
徴とする請求項9または10に記載の半導体装置の製造
方法。
11. The semiconductor device according to claim 9, wherein the planarization of the interlayer insulating film from the first layer to the (n-1) th layer is performed by a scientific mechanical polishing method. Manufacturing method.
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KR100400047B1 (en) * 2001-11-19 2003-09-29 삼성전자주식회사 Bonding pad structure of semiconductor device and method for forming thereof
KR100527588B1 (en) * 2000-12-18 2005-11-09 주식회사 하이닉스반도체 Method for forming multilayer metal line
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