(57)【要約】【課題】パッド表面の平坦性を確保すると共に、十分な電流の導通が可能であり、また、金属配線層間を接続する開口経路の導通不良が少ない信頼性の高い半導体集積回路のボンディングパッドを提供する。【解決手段】本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッド１０は、金属配線層間を接続する開口経路Ｐが、開口経路の埋め込みに必要な開口幅と、当該開口幅よりも大きい開口幅を有する他の開口幅との少なくとも２つの異なる開口幅を有する開口部分を備え、これら異なる開口幅を有する開口部分が縦横に張り巡らされて構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２層以上の金属配線層から成る多層金属配線層と、各金属配線層間に形成される層間絶縁膜と、上記多層金属配線層の最上層の金属配線層上に形成される、ボンディング用の開口窓を有する表面保護膜とを備え、下層の金属配線層と、当該下層の金属配線層の直上に位置する上層の金属配線層とが、両金属配線層間の上記層間絶縁膜に形成された開口経路を介して接続される半導体集積回路のボンディングパッドにおいて、
上記開口経路は、開口経路の埋め込みに必要な開口幅と、当該開口幅よりも大きい開口幅を有する他の開口幅との少なくとも２つの異なる開口幅を有する開口部分を備え、これら異なる開口幅を有する開口部分が縦横に張り巡らされて構成されていることを特徴とする半導体集積回路のボンディングパッド。
【請求項２】
上記他の開口幅は、可能な限り大きい開口幅を有することを特徴とする請求項１に記載の半導体集積回路のボンディングパッド。
【請求項３】
上記開口経路の埋め込みに必要な開口幅は、上記上層の金属配線層の膜厚よりも小さいことを特徴とする請求項１または２に記載の半導体集積回路のボンディングパッド。
【請求項４】
上記開口経路の平面形状が、渦巻き状、折り返し状、目の字状、網目格子状、若しくは井桁格子状のうちの何れかの形状であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体集積回路のボンディングパッド。
【請求項５】
上記開口経路は、上記開口窓の中心付近に相当する部分には形成されないことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の半導体集積回路のボンディングパッド。
【請求項６】
上記開口経路の埋め込みに必要な開口幅は、半導体集積回路部分内に形成された多層金属配線層間の開口経路の開口幅の最大寸法以下に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体集積回路のボンディングパッド。
【請求項７】
少なくとも２層以上の金属配線層から成る多層金属配線層と、各金属配線層間に形成される層間絶縁膜と、上記多層金属配線層の最上層の金属配線層上に形成される、ボンディング用の開口窓を有する表面保護膜とを備え、下層の金属配線層と、当該下層の金属配線層の直上に位置する上層の金属配線層とが、両金属配線層間の上記層間絶縁膜に形成された開口経路を介して接続される半導体集積回路のボンディングパッドの製造方法において、
上記開口経路として、開口経路の埋め込みに必要な開口幅と、当該開口幅よりも大きい開口幅を有する他の開口幅との少なくとも２つの異なる開口幅を有する開口部分を備え、これら異なる開口幅を有する開口部分が縦横に張り巡らされて構成される開口経路を形成する工程を有することを特徴とする半導体集積回路のボンディングパッドの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体集積回路のボンディングパッドを備えた半導体集積回路。
【請求項９】
請求項８に記載の半導体集積回路を備えた電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体集積回路の配線層の外部接続端子であるボンディングパッドおよびその製造方法に関するものである。特に、２層以上の多層金属配線層を有する半導体集積回路のボンディングパッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のボンディングパッドの構造を図６および図７を参照して説明する。
【０００３】
図６は、従来のボンディングパッド１１０を示しており、図６（ａ）はその断面を示しており、図６（ｂ）はボンディングパッド１１０の開口経路Ｐ１１の構造を平面形状を以て示している。
【０００４】
ボンディングパッド１１０は、表面が絶縁膜である下地基板１０１上に、第１金属配線層１０２と第２金属配線層１０４とが層間絶縁膜１０３を介して配置され、第２金属配線層１０４上の表面保護膜１０５にボンディング用の開口窓Ｗが形成されている。第１金属配線層１０２と第２金属配線層１０４とは、層間絶縁膜１０３内に形成された開口経路（開口部分）Ｐ１１によって電気的に接続されている。開口窓Ｗにおいて、金属ワイヤとの接続、或いは金属バンプの形成などの手法でボンディングがなされる。
【０００５】
ここで、第１金属配線層１０２と第２金属配線層１０４との間の電流経路を大きくするために、開口経路Ｐ１１は、図示のように、第１金属配線層１０２上で広く開口されるように形成されている。しかしながら、このような構造では、図６（ａ）に示すように、開口窓Ｗ内の周辺部分に開口経路Ｐ１１による段差が生じ、ボンディングを施すパッド表面の平坦性が損なわれてしまう。また、３層以上の多層金属配線構造では、上記段差が重畳するので、平坦性が一層悪くなってしまう。
【０００６】
そこで、このような問題を解消するため、図７に示すようなボンディングパッド１２０が提案されている。図７は、従来のボンディングパッド１２０を示しており、図７（ａ）はその断面を示しており、図７（ｂ）はボンディングパッド１２０の開口経路Ｐ１２の構造を平面形状を以て示している。なお、図７（ａ）は、図７（ｂ）に示す矢印Ｃ−ｃ間の断面を示している。
【０００７】
ボンディングパッド１２０は、図示のように、第１金属配線層１０２と第２金属配線層１０４とを接続する層間絶縁膜１０３内の開口経路が、所謂ビアコンタクトホール（或いはスルーホール）状の開口経路Ｐ１２となっている。開口経路Ｐ１２は、コンタクトプラグ材料６で埋め込まれている。
【０００８】
この構造により、開口経路による段差を緩和するとともに層間絶縁膜１０３の表面を平坦化し、その上面に形成される第２金属配線層１０４の良好な平坦性、すなわちパッド表面の良好な平坦性を実現することができる。また、開口経路Ｐ１２は通常、第２金属配線層１０４の厚みよりも小さい微細な寸法の径で開口されるので、開口経路Ｐ１２内を第２金属配線層１０４で直接埋め込むことによって、第２金属配線層１０４の表面を概ね平坦とすることもできる。また、開口経路Ｐ１２を多数個形成することで、第１金属配線層１０２と第２金属配線層１０４との間の電流経路を確保している。
【０００９】
このようなボンディングパッドについては、特許文献１〜４に開示されている。特許文献２では、開口経路が短冊上の矩形であるボンディングパッドが開示されている。また、特許文献３の第１図には、４層メタル構成に適用した例が開示されている。また、開口窓Ｗに施すボンディングの方法として、ワイヤボンディングだけでなく、バンプ金属を用いたワイヤレスボンディングに適用した例が特許文献４の第１図に開示されている。
【特許文献１】特開平３−１９２４８号公報（１９９１年１月２８日公開）
【特許文献２】特開平４−１２４８４４号公報（１９９２年４月２４日公開）
【特許文献３】特開平５−２４３３２１号公報（１９９３年９月２１日公開）
【特許文献４】特開平７−１６１７２２号公報（１９９５年６月２３日公開）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
半導体集積回路における電源線からの電源電圧Ｖ１は、各回路素子までの配線による電圧降下Ｖ２分だけ差し引かれる。即ち、各回路素子に実際に与えられる電源電圧Ｖ３は、Ｖ３＝Ｖ１−Ｖ２の関係にある。ここで、電源電圧Ｖ１については、半導体集積回路の微細化に伴って低電圧化が進んでいる。また、配線を流れる電流Ｉと配線の抵抗Ｒとの積で定義される電圧降下Ｖ２については、半導体集積回路の駆動電流Ｉが半導体集積回路の微細化に対して一定若しくは増大する傾向にあると共に、配線抵抗Ｒが半導体集積回路の微細化に伴って増大するため、増大する。すなわち、半導体集積回路の微細化に伴い、電圧降下Ｖ２の影響がより深刻となっている。
【００１１】
このため、半導体集積回路の電源線は微細化のスケーリングには則らず、特に高速のロジックＬＳＩや高い動作精度が要求されるアナログ回路では、その線幅をむしろ大きくするものさえある。
【００１２】
このように電源線については、金属配線の線幅を大きくすることで配線抵抗の低減が図れるが、金属配線間を接続するビアコンタクトについては、抵抗を下げる手段は、ビアコンタクトの径を大きくするか個数を増やすことである。しかしながら、加工技術及びレイアウト上の制限から限界があり、大きな電位効果を招くおそれがある。
【００１３】
このような現状に照らし合わせると、上述したボンディングパッド１２０では、開口経路Ｐ１２が多数個形成された構造となってはいるが、開口経路Ｐ１２間の領域（図７（ｂ）における領域Ｐ１３）が電流経路として機能しないため、ボンディングパッド１１０よりも電流経路が狭くなるという問題がある。また、特許文献２のような短冊状の矩形の開口経路の場合も、開口経路間がやはり電流経路として機能しない領域になるため、同様な問題を生じる。これらの問題は、特に電源線のボンディングパッドにおいて重大である。すなわち、電源線のボンティングパッドは、半導体集積回路に供給される全ての電流の経路となるため非常に大きな電流が流れることになり、電位降下が大きく、半導体集積回路の誤動作の原因となるおそれがあるからである。
【００１４】
また、ボンディングパッド１２０の開口経路Ｐ１２のパターンであるビアコンタクトホールは、短辺方向の線幅寸法が同じであっても、線状、矩形状、或いは溝状などの他のパターンに比べて、半導体集積回路の製造プロセスにおけるフォトリソグラフィやエッチング等による微細な加工がより難しい形状である。従って、ボンディングパッド１２０では、開口経路Ｐ１２の導通不良が発生するおそれがあるという問題がある。また、開口経路Ｐ１２の微細化の妨げにもなっている。
【００１５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、開口窓部分の金属配線層表面の平坦性、すなわちパッド表面の平坦性を確保すると共に、十分な電流の導通が可能な半導体集積回路のボンディングパッド、およびその製造方法を提供することにある。また、開口経路の導通不良が少ない信頼性の高い半導体集積回路のボンディングパッド、およびその製造方法を提供することにある。さらに、上記半導体集積回路のボンディングパッドを備え、誤動作の低減が可能な半導体集積回路および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッドは、上記課題を解決するために、少なくとも２層以上の金属配線層から成る多層金属配線層と、各金属配線層間に形成される層間絶縁膜と、上記多層金属配線層の最上層の金属配線層上に形成される、ボンディング用の開口窓を有する表面保護膜とを備え、下層の金属配線層と、当該下層の金属配線層の直上に位置する上層の金属配線層とが、両金属配線層間の上記層間絶縁膜に形成された開口経路を介して接続される半導体集積回路のボンディングパッドにおいて、上記開口経路は、開口経路の埋め込みに必要な開口幅と、当該開口幅よりも大きい開口幅を有する他の開口幅との少なくとも２つの異なる開口幅を有する開口部分を備え、これら異なる開口幅を有する開口部分が縦横に張り巡らされて構成されていることを特徴としている。
【００１７】
上記の構成によれば、本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッドは、金属配線層間を接続する開口経路が、開口経路の埋め込みに必要な開口幅と、当該開口幅よりも大きい開口幅を有する他の開口幅との少なくとも２つの異なる開口幅を有する開口部分を備え、これら異なる開口幅を有する開口部分が縦横に張り巡らされて構成されている。これにより、開口経路領域の面積を拡張することができ、より多くの電流の導通を可能とすることができる。
【００１８】
また、上記開口経路が上記開口経路の埋め込みに必要な開口幅を有した開口部分を備えていることにより、上記開口経路を完全に埋め込むことができ、その後公知の研磨が行われることにより、パッド表面の平坦性を確保することができる。
【００１９】
以上から、開口窓部分の金属配線層表面の平坦性、すなわちパッド表面の平坦性を確保すると共に、十分な電流の導通が可能な半導体集積回路のボンディングパッドを提供することができるという効果を奏する。
【００２０】
また、上記開口経路が上記他の開口幅を有する開口部分を備えることにより、上記開口経路の加工が容易になり、開口経路の導通不良が少ない信頼性の高い半導体集積回路のボンディングパッドを提供することができるという効果を奏する。
【００２１】
本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッドは、上記他の開口幅が、可能な限り大きい開口幅を有することが好ましい。
【００２２】
上記の構成によれば、上記他の開口幅が可能な限り大きい開口幅を有することで、上記開口経路の加工がより容易になる。これにより、より導通不良の少ないより信頼性の高い半導体集積回路のボンディングパッドを提供することができるというさらなる効果を奏する。
【００２３】
上記開口経路は、一般的にコンタクトプラグ材料によって埋め込まれる。しかしながら、これに限らず、上記開口経路がその間を接続する各金属配線層の上層の金属配線層によって直接埋め込んでもよい。
【００２４】
そこで、本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッドは、上記開口経路の埋め込みに必要な開口幅が、上記上層の金属配線層の膜厚よりも小さいことが好ましい。
【００２５】
上記構成によれば、上記開口経路の埋め込みに必要な開口幅が上記上層の金属配線層の膜厚よりも小さいことにより、上記開口経路を上記上層の金属配線層によって直接埋め込む場合でも、上記開口経路による段差を緩和でき、パッド表面の平坦性を確保することができるというさらなる効果を奏する。
【００２６】
本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッドは、上記開口経路の平面形状が、渦巻き状、折り返し状、目の字状、網目格子状、若しくは井桁格子状のうちの何れかの形状であることが好ましい。
【００２７】
上記の構成によれば、上記開口経路の平面形状が、渦巻き状、折り返し状、目の字状、網目格子状、若しくは井桁格子状のうちの何れかの形状であることにより、開口窓部分の金属配線層表面の平坦性、すなわちパッド表面の平坦性を確保すると共に、十分な電流の導通が可能な半導体集積回路のボンディングパッドを提供することができる。また、開口経路の導通不良の少ない信頼性の高いボンティングパッドを提供することができる。また、それに加えて、例えば「井桁格子状」の開口経路は、それ以外の形状の開口経路と比較してより多くの電流の導通を可能とするボンティングパッドを提供することができる。一方、「折り返し状」の開口経路、「渦巻き状」開口経路、および「目の字状」の開口経路は、それら以外の形状の開口経路と比較して上記他の開口幅を有する開口部分を多く備える構造であるため、加工がより簡単となり、より導通不良の少ないより信頼性の高いボンティングパッドを提供することができる。
【００２８】
半導体集積回路の製造工程において、ボンディングパッドを具備した半導体集積回路のチップを同一ウェハ上に多数個形成した後、ウェハ状態のままウェハテストを行う。この際、ボンディングパッドの中心部では、テスタのプロービングによる物理的な衝撃が加わる。開口経路としてビアコンタクトホールが形成されている場合、上記衝撃により開口経路が破損し、導通不良等の問題を生じるおそれがある。従って、この点からは、開口経路は、ボンディングパッドの中心付近に相当する部分に配置されていない方が好ましい。
【００２９】
そこで、本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッドは、上記開口経路が、上記開口窓の中心付近に相当する部分には形成されないことが好ましい。
【００３０】
上記の構成によれば、上記開口経路は、上記開口窓の中心付近に相当する部分には形成されないため、ウェハテスト工程による物理的な衝撃が上記開口経路に加わるのを防ぐことができ、破損による導通不良の発生を防止することができるというさらなる効果を奏する。
【００３１】
本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッドは、上記開口経路の埋め込みに必要な開口幅は、半導体集積回路部分内に形成された多層金属配線層間の開口経路の開口幅の最大寸法以下に形成されていることが好ましい。
【００３２】
上記の構成によれば、上記開口経路の埋め込みに必要な開口幅は、半導体集積回路部分内に形成された多層金属配線層間の開口経路の開口幅の最大寸法以下に形成されている。これにより、製造が容易となるというさらなる効果を奏することができる。
【００３３】
本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッドの製造方法は、上記課題を解決するために、少なくとも２層以上の金属配線層から成る多層金属配線層と、各金属配線層間に形成される層間絶縁膜と、上記多層金属配線層の最上層の金属配線層上に形成される、ボンディング用の開口窓を有する表面保護膜とを備え、下層の金属配線層と、当該下層の金属配線層の直上に位置する上層の金属配線層とが、両金属配線層間の上記層間絶縁膜に形成された開口経路を介して接続される半導体集積回路のボンディングパッドの製造方法において、上記開口経路として、開口経路の埋め込みに必要な開口幅と、当該開口幅よりも大きい開口幅を有する他の開口幅との少なくとも２つの異なる開口幅を有する開口部分を備え、これら異なる開口幅を有する開口部分が縦横に張り巡らされて構成される開口経路を形成する工程を有することを特徴としている。
【００３４】
上記の構成によれば、本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッドの製造方法は、金属配線層間を接続する開口経路として、開口経路の埋め込みに必要な開口幅と、当該開口幅よりも大きい開口幅を有する他の開口幅との少なくとも２つの異なる開口幅を有する開口部分を備え、これら異なる開口幅を有する開口部分が縦横に張り巡らされて構成される開口経路を形成する工程を有している。これにより、開口窓部分の金属配線層表面の平坦性、すなわちパッド表面の平坦性を確保すると共に、十分な電流の導通が可能な半導体集積回路のボンディングパッドの製造方法を提供することができるという効果を奏する。また、開口経路の導通不良が少ない信頼性の高い半導体集積回路のボンディングパッドの製造方法を提供することができるという効果を奏する。
【００３５】
本発明に係る半導体集積回路は、上記課題を解決するために、上記半導体集積回路のボンディングパッドを備えていることを特徴としている。また、本発明に係る電子機器は、上記課題を解決するために、上記半導体集積回路を備えていることを特徴としている。
【００３６】
上記の構成により、本発明に係る半導体集積回路は、ボンティングパッドにおいて、ボンティング不良が生じず、十分な電流の導通が可能であるから、半導体集積回路の回路素子の駆動能力を十分に確保でき、誤動作を低減することができる。よって、上記半導体集積回路を備えた本発明に係る電子機器においても、誤動作を低減することができる。以上から、上記本発明の半導体集積回路のボンディングパッドを備え、誤動作の低減が可能な半導体集積回路および電子機器を提供することができるという効果を奏する。特に、本発明のボンティングパッドを電源線のボンティングパッドとして用いれば、上記効果はより顕著なものとなる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明に係る半導体集積回路のボンティングパッドは、金属配線層間を接続する開口経路が、開口経路の埋め込みに必要な開口幅と、当該開口幅よりも大きい開口幅を有する他の開口幅との少なくとも２つの異なる開口幅を有する開口部分を備え、これら異なる開口幅を有する開口部分が縦横に張り巡らされて構成されている。
【００３８】
これにより、開口窓部分の金属配線層表面の平坦性、すなわちパッド表面の平坦性を確保すると共に、十分な電流の導通が可能な半導体集積回路のボンディングパッドを提供することができるという効果を奏する。また、開口経路の導通不良が少ない信頼性の高い半導体集積回路のボンディングパッドを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の実施形態について図１〜図５を用いて説明すると以下の通りである。
【００４０】
図１は、本実施形態に係る半導体集積回路のボンディングパッド１０を示しており、図１（ａ）及び図１（ｂ）はその断面を示しており、図１（ｃ）はボンディングパッド１０の開口経路Ｐ１の平面形状を示している。なお、図１（ａ）は、図１（ｃ）に示す矢印Ａ−ａ間の断面を示しており、図１（ｂ）は、図１（ｃ）に示す矢印Ｂ−ｂ間の断面を示している。
【００４１】
ボンディングパッド１０は、図示のように、下地基板１と、第１金属配線層２と、層間絶縁膜３と、第２金属配線層４と、表面保護膜５とを備え、それらが順に積層された構造となっている。第１金属配線層２と第２金属配線層４とは、層間絶縁膜３に形成された開口経路（開口部分）Ｐ１内のコンタクトプラグ材料６によって電気的に接続されている。表面保護膜５には、ボンディング用の開口窓Ｗが形成され、当該開口窓Ｗで、金属ワイヤとの接続、或いは金属バンプの形成などの手法でボンディングがなされる。
【００４２】
ボンディングパッド１０では、開口経路Ｐ１は、２種類の開口幅を有する開口部分を備え、それらが縦横に張り巡らされて構成されている。具体的には、開口経路Ｐ１は、開口経路Ｐ１の埋め込みに必要な開口幅を有する開口部分と、上記開口幅より十分に大きい開口幅である他の開口幅を有する開口部分とを備え、それらが縦横に張り巡らされて、図１（ｃ）に示すような「網目格子状」を形成している。
【００４３】
これにより、ボンディングパッド１０では、従来のボンディングパッド１２０の開口経路Ｐ１２のような開口経路が独立して複数個存在する構造に比べて、開口経路領域の面積を拡張することができ、十分な電流の導通を可能とすることができる。また、開口経路Ｐ１の埋め込みに必要な開口幅を有する開口部分を備えることにより、開口経路を完全に埋め込むことができ、その後公知の研磨が行われることで、パッド表面の平坦性を確保することができる。さらに、従来の開口経路Ｐ１２よりも大きい、上記他の開口幅を有する開口部分を備えることにより、開口経路Ｐ１の加工が容易になり、開口経路の導通不良が少ない信頼性の高いボンディングパッドを実現することができる。
【００４４】
次に、このようなボンディングパッド１０の製造方法について、図２および図３を用いて説明する。図２および図３は、ボンディングパッド１０の製造工程を示しており、図２は、図１（ａ）で示したＡ−ａ間の断面を示しており、図３は、図１（ｂ）で示したＢ−ｂ間の断面を示している。なお、図２、図３、および以下の説明では、フォトレジストの塗布、露光、及び現像する工程、エッチング後にフォトレジストを除去する工程、さらにエッチング及びフォトレジスト除去後の洗浄工程などの一般的な工程については省略して示している。
【００４５】
まず、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、半導体集積回路（図示せず）が公知の手法によって適宜形成された下地基板１上に、第１金属配線層２を堆積する。第１金属配線層２は、公知のフォトリソグラフィおよびエッチングの手法によって、所定のパターンに加工される。そして、さらに、第１金属配線層２上に、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法などの公知の手法によって層間絶縁膜３を堆積する。
【００４６】
下地基板１の上面（表面）は絶縁膜が望ましく、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、或いは他の絶縁性誘電体膜が用いられる。第１金属配線層２は、アルミニウム或いはアルミニウムを含む合金が一般的に用いられるが、銅、チタン、タングステン、或いはその他の高融点金属を用いても良い。また、アルミニウム或いはアルミニウムを含む合金と、銅、チタン、タングステン、或いはその他の高融点金属とを積層した構成としても良い。層間絶縁膜３は、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、或いは他の絶縁性誘電体膜が用いられる。層間絶縁膜３は、パッド表面の平坦性を確保するために、公知のＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）法（化学的機械的研磨法）による平坦化を行っても良い。
【００４７】
次に、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、層間絶縁膜３内に開口経路Ｐ１を形成する。すなわち、図１（ｃ）のような「網目格子状」パターンで、公知のフォトリソグラフィおよびエッチングの手法によって、層間絶縁膜３内に第１金属配線層２表面まで到達する溝状の開口経路を形成する。当該工程では、Ａ−ａ方向の開口部分は、上記開口経路Ｐ１の埋め込みに必要な開口幅を有するように形成される一方、Ｂ−ｂ方向の開口部分は、上記他の開口幅を有するように形成される。
【００４８】
なお、上記開口経路Ｐ１の埋め込みに必要な開口幅は、下地基板１上に形成した半導体集積回路内のビアコンタクトホール径或いは公知のダマシン法で形成する配線溝の最小寸法と同じであることが好ましい。また、後の開口経路の埋め込みを考慮し製造を容易にするために、上記開口経路Ｐ１の埋め込みに必要な開口幅は、下地基板１上に形成した半導体集積回路内のビアコンタクトホール径或いは公知のダマシン法で形成する配線溝の最大寸法以下であることが好ましい。また、開口経路Ｐ１と隣接する開口経路Ｐ１との間に存在する層間絶縁膜３の幅は、同一チップ内に形成したビアコンタクトホール間の最小寸法或いは公知のダマシン法で形成する開口経路Ｐ１間の最小寸法であることが好ましい。
【００４９】
次に、図２（ｃ）および図３（ｃ）に示すように、公知の技術を用いて、層間絶縁膜３内に形成した開口経路Ｐ１をコンタクトプラグ材料６によって埋め込む。ここで、開口経路Ｐ１の埋め込みに十分な厚みにコンタクトプラグ材料６を堆積することで、開口経路Ｐ１の埋め込みが適切になされ、層間絶縁膜３表面を概ね平坦とすることができる。なお、平坦性を向上させるためには、コンタクトプラグ材料６の膜の膜厚が、Ａ−ａ方向の開口部分の開口幅よりも厚いほうが好ましい。また、Ａ−ａ方向の開口部分を先に埋め込むことにより、Ｂ−ｂ方向の開口部分におけるコンタクトプラグ材料６の表面を、Ａ−ａ方向の開口部分におけるそれと同じ高さとすることができる。コンタクトプラグ材料６は、タングステン、アルミニウム、或いは銅が用いられる。
【００５０】
次に、図２（ｄ）および図３（ｄ）に示すように、層間絶縁膜３上の不要なコンタクトプラグ材料６を、公知のエッチバック法或いは公知のＣＭＰ法等の手法によって除去する。当該工程によって、層間絶縁膜３表面が平坦となる。
【００５１】
次に、図２（ｅ）および図３（ｅ）に示すように、層間絶縁膜３上に第２金属配線層４を堆積する。第２金属配線層４は、公知のフォトリソグラフィおよびエッチングの手法によって所定のパターンに加工される。第２金属配線層４は、アルミニウム或いはアルミニウムを含む合金が一般的に用いられるが、銅、チタン、タングステン、或いはその他の高融点金属を用いても良いし、アルミニウム或いはアルミニウムを含む合金と、銅、チタン、タングステン或いはその他の高融点金属とを積層した構成としても良い。
【００５２】
次に、図２（ｆ）および図３（ｆ）に示すように、第２金属配線層４上に表面保護膜５を堆積する。表面保護膜５は、外部からの水分およびイオン等の侵入を防ぐ拡散保護膜であり、ＰＳＧ（phophos silicate glass）膜、シリコン窒化膜、或いはシリコン酸窒化膜等が用いられる。そして、表面保護膜５には、公知のフォトリソグラフィおよびエッチングの手法によって、第２金属配線層４表面まで到達する開口窓Ｗを形成する。なお、本実施形態では、開口窓Ｗが、第２金属配線層４表面に到達するように形成されているが、特許文献１のように層間絶縁膜３表面に到達するように形成してもよい。
【００５３】
なお、本実施形態では、コンタクトプラグ材料６で開口経路Ｐ１を埋め込んでいるが、コンタクトプラグ材料６を廃して第２金属配線層４で直接埋め込むような構成でも構わない。この場合、開口経路Ｐ１による段差を緩和するために、Ａ−ａ方向の開口部分の開口幅が、第２金属配線層４の膜厚よりも小さい寸法であることが好ましい。
【００５４】
以上、平面形状が「網目格子状」の開口経路Ｐ１を有するボンティングパッド１０について説明したが、開口経路の構造（平面形状）はそれに限定されるものでは無い。以下、他の構造の開口経路について、図４および図５を用いて説明する。
【００５５】
図４は、開口経路の他の構造例を示しており、図４（ａ）は、「井桁格子状」の開口経路Ｐ２を示しており、図４（ｂ）は、「折り返し状」の開口経路Ｐ３を示しており、図４（ｃ）は、「渦巻状」の開口経路Ｐ４を示しており、図４（ｄ）は、「目の字状」の開口経路Ｐ５を示している。なお、これら各開口経路を有する本発明のボンディングパッドは、図２及び図３を以って説明した製造方法と同様な方法により容易に形成することができる。
【００５６】
図４にそれぞれ示される「井桁格子状」の開口経路Ｐ２、「折り返し状」の開口経路Ｐ３、「渦巻き状」の開口経路Ｐ４、および「目の字状」の開口経路Ｐ５は、それぞれ「網目格子状」の開口経路Ｐ１と同様に、パッド表面の平坦性を確保しつつ、十分な電流の導通を可能とすると共に、開口経路の導通不良の少ない信頼性の高いボンティングパッドを実現するが、それに加えて、例えば「井桁格子状」の開口経路Ｐ２は、それ以外の形状の開口経路と比較して、より多くの電流の導通を可能とするボンティングパッドを提供することができる。また、「折り返し状」の開口経路Ｐ３、「渦巻き状」の開口経路Ｐ４、および「目の字状」の開口経路Ｐ５は、それ以外の形状の開口経路と比較して、上記他の開口幅を有する開口部分を多く備える構造であるため、加工がより簡単となり、より導通不良の少ないより信頼性の高いボンティングパッドを提供することができる。
【００５７】
また、半導体集積回路の動作に対して充分な電流量が確保されていれば、図５に示すような平面形状の開口経路も可能である。図５は、開口経路のさらに他の構造例を示している。
【００５８】
半導体集積回路の製造工程において、ボンディングパッドを具備した半導体集積回路のチップを同一ウェハ上に多数個形成した後、ウェハ状態のままウェハテストを行う。この際、ボンディングパッドの中心部では、テスタのプロービングによる物理的な衝撃が加わる。開口経路としてビアコンタクトホールが形成されている場合、上記衝撃により開口経路が破損し、導通不良等の問題を生じるおそれがある。従って、この点からは、開口経路は、ボンディングパッドの中心付近に相当する部分に形成されていない方が好ましい。
【００５９】
図５に示す開口経路Ｐ６〜Ｐ８は、この点を考慮して考案されたもので、開口窓Ｗの中心付近に相当する部分に開口経路を形成しない構造である。例えば、図５（ａ）に示すように、開口経路Ｐ６は、開口窓Ｗの周辺領域に相当する部分にのみ開口経路を形成している構造である。また、図５（ｂ）の開口経路Ｐ７及び図５（ｃ）の開口経路Ｐ８は、夫々、図１（ｃ）の開口経路Ｐ１及び図４（ａ）の開口経路Ｐ２において、開口窓Ｗの中心付近に相当する部分にのみ開口経路を形成していない構造である。このような構造とすることで、ウェハテスト工程による物理的な衝撃が開口経路に加わるのを防ぐことができ、破損による導通不良の発生を防止することができる。なお、開口経路Ｐ６〜Ｐ８においても、パッド表面の平坦性を確保しつつ、十分な電流の導通を可能とすると共に、開口経路の導通不良の少ない信頼性の高いボンティングパッドを実現することができるのは言うまでもない。
【００６０】
以上説明した本実施形態では、開口窓Ｗの領域内に相当する部分に開口経路を設けたが、これに限定されるものでは無く、例えば、開口窓Ｗの外側の領域に相当する部分に開口経路を設けていても構わない。また、本実施形態では、発明概念の説明を簡単化するために、ボンティングパッドが備える多層金属配線層として、２層の金属配線層から成るものを用いたが、これに限定されるわけでは無く、３層以上の金属配線層から成る多層金属配線層であってもよい。この場合、層間絶縁膜と、当該層間絶縁膜内の開口経路と、金属配線層とを適宜追加すればよい。また、３層以上の金属配線層から成る多層金属配線層であっても、下層の金属配線層と、当該下層の金属配線層の直上に位置する上層の金属配線層との間の関係において、上述した本発明の効果は何ら損なわれるものでは無い。
【００６１】
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。また、本発明の技術的範囲には、本発明のボンティングパッドを備えた半導体集積回路、および当該半導体集積回路を備えた電子機器も含まれる。上記半導体集積回路は、本発明のボンティングパッドを備えることで、ボンティングパッドにおいて、ボンティング不良が生じず、十分な電流の導通が可能であるから、回路素子の駆動能力を十分に確保でき、誤動作を低減することができる。よって、上記電子機器においても、誤動作を低減することができる。特に、本発明のボンティングパッドを電源線のボンティングパッドとして用いれば、上記効果はより顕著なものとなる
【産業上の利用可能性】
【００６２】
半導体集積回路のボンティングパッド、当該半導体集積回路を用いたシステム電子機器に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本実施形態に係る半導体集積回路のボンディングパッドを示しており、（ａ）及び（ｂ）は、その断面を示す図であり、（ｃ）は、上記ボンディングパッドの開口経路の平面形状を示す図である。
【図２】上記ボンディングパッドの製造工程を示す図であり、上記図１（ａ）で示した断面を用いて示している。
【図３】上記ボンディングパッドの製造工程を示す図であり、上記図１（ｂ）で示した断面を用いて示している。
【図４】上記ボンディングパッドの開口経路の他の構造例を示す図である。
【図５】上記ボンディングパッドの開口経路のさらに他の構造例を示す図である。
【図６】従来の半導体集積回路のボンディングパッドを示しており、（ａ）は、その断面を示す図であり、（ｂ）は、上記ボンディングパッドの開口経路の平面形状を示す図である。
【図７】従来の半導体集積回路のボンディングパッドを示しており、（ａ）は、その断面を示す図であり、（ｂ）は、上記ボンディングパッドの開口経路の平面形状を示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
２、４    金属配線層
３        層間絶縁膜
５        表面保護膜
１０      半導体集積回路のボンティングパッド
Ｗ        ボンティング用の開口窓
Ｐ１〜Ｐ８、Ｐ１１、Ｐ１２    開口経路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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