專利名稱：半導(dǎo)體器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有焊盤的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)，特別涉及在探測(cè)和引線焊接情況下用于提高抗施加到焊盤上應(yīng)力的強(qiáng)度的技術(shù)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體芯片電測(cè)試中進(jìn)行探測(cè)，以及在半導(dǎo)體器件裝配時(shí)進(jìn)行引線焊接的情況下，機(jī)械應(yīng)力就會(huì)加到在半導(dǎo)體芯片上表面上形成的焊盤上。加到焊盤上的應(yīng)力使焊盤下的層間絕緣膜產(chǎn)生裂紋，并成為在引線焊接時(shí)使焊盤分離的原因。
所以，常規(guī)上采取使有關(guān)金屬層吸收應(yīng)力的方法，即，放一金屬層，例如鎢，作為焊盤的基礎(chǔ)。通常，使用最上面的布線層(最上層布線層)來形成焊盤，且使用用于連接上布線層和其下面的布線層(下層布線層)的通孔來形成基礎(chǔ)金屬層。也就是說，基礎(chǔ)金屬層的形成是在最初形成用于連接上布線層和下層布線層的通孔的同一步驟中執(zhí)行的。
需要將基礎(chǔ)金屬層的尺寸做成和焊盤尺寸相同的程度，并且它就變成大口徑，特別是與原始通孔相比時(shí)。所以，在常規(guī)半導(dǎo)體器件的制造過程中，大口徑的通孔(基礎(chǔ)金屬層)和小口徑的通孔(原始通孔)是同時(shí)形成的。但是，由于大口徑的通孔在蝕刻速率方面不同于小口徑的通孔，因此在大口徑的通孔和小口徑的通孔中都獲得適當(dāng)?shù)奈g刻量就很困難，且形成精度會(huì)降低。在通孔中作金屬沉積時(shí)，由于和小口徑的通孔相比大口徑的通孔要用很長時(shí)間來徹底掩蓋金屬，因此金屬的厚度就不能充分保證，但卻容易引起大口徑通孔上表面的凹陷，源自于此。也就是說，由于基礎(chǔ)金屬層的上表面高度變得不均勻，因此就很難使在其上形成的焊盤的上表面高度均勻。當(dāng)焊盤的上表面高度不均勻時(shí)，確切的探測(cè)和引線焊接就很困難，且半導(dǎo)體器件的可靠性會(huì)下降。
另一方面，將焊盤的基礎(chǔ)金屬層不做成大口徑的通孔而做成多個(gè)線條的形狀(長尺寸形狀)并將其形成的技術(shù)是已知的(例如專利參考1-3)。當(dāng)基礎(chǔ)金屬層做成多個(gè)線條的形狀時(shí)，上面的問題就解決了。
日本未經(jīng)審查的專利公布No.2002-110731[專利參考2]日本未經(jīng)審查的專利公布No.Hei 10-199925[專利參考3]日本未經(jīng)審查的專利公布No.Hei 6-196525然而，當(dāng)焊盤的基礎(chǔ)金屬層做成多條線條的形狀并形成時(shí)，與形成大口徑的通孔作為基礎(chǔ)金屬層的情況相比，我們擔(dān)心抗來自特定方向的應(yīng)力的強(qiáng)度會(huì)大大下降。例如，在專利參考1中，公開了當(dāng)基礎(chǔ)金屬層的長邊方向(線條的方向)和在探測(cè)情況下探針的進(jìn)入方向在平面圖中垂直時(shí)(即加應(yīng)力的方向垂直于平面圖中基礎(chǔ)金屬層的線條方向時(shí))，就容易從線條狀基礎(chǔ)金屬層的側(cè)壁和層間膜之間產(chǎn)生裂紋。
當(dāng)裂紋發(fā)生在焊盤下的絕緣層中，并根據(jù)從外部加到焊盤上的應(yīng)力甚至到達(dá)布線時(shí)，該布線的金屬遷移電阻就會(huì)退化。使布線可沿焊盤下部通過的結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)度相對(duì)較弱且容易產(chǎn)生裂紋的傾向。所以，為了防止產(chǎn)生裂紋，最好不讓布線在焊盤下部隨意通過。但為了使半導(dǎo)體器件高度集成，焊盤下的區(qū)域也需被有效利用，必須將布線也定位在焊盤之下。

發(fā)明內(nèi)容
提出本發(fā)明是為了解決上述問題，其目的是提供一種半導(dǎo)體器件，它能提高抗焊盤處所產(chǎn)生應(yīng)力的強(qiáng)度。
關(guān)于本發(fā)明第一方面的半導(dǎo)體器件提供有多個(gè)焊盤，每個(gè)焊盤具有使用最上層布線層形成的第一金屬以及多個(gè)各具有線條形狀、排列在第一金屬下并與有關(guān)第一金屬連接的第二金屬，其中焊盤被整齊放置并定位到具有線條形狀的第二金屬的長邊方向。
關(guān)于本發(fā)明第二方面的半導(dǎo)體器件提供有焊盤，所述焊盤具有使用最上層布線層形成的第一金屬，以及多個(gè)各具有線條形狀、排列在第一金屬下并與有關(guān)第一金屬連接的第二金屬，其中第二金屬嵌入在第一金屬下面的絕緣層中，且上部在有關(guān)絕緣層中相互連接。
關(guān)于本發(fā)明第三方面的半導(dǎo)體器件提供有焊盤，所述焊盤具有使用最上層布線層形成的第一金屬，以及多個(gè)各具有線條形狀、排列在第一金屬下并與有關(guān)第一金屬連接的第二金屬，其中有關(guān)所述半導(dǎo)體器件具有比最上層布線層低一層的第一下層布線層，且焊盤具有蝕刻阻止層(stopper)，所述蝕刻阻止層被排列在第二金屬下面，并使用第一下層布線層前表面的阻擋層金屬形成。
關(guān)于本發(fā)明第四方面的半導(dǎo)體器件包括焊盤；沿焊盤下部通過的布線；以及在焊盤下部區(qū)域中布線上面的多個(gè)預(yù)定形狀的金屬。
關(guān)于本發(fā)明第五方面的半導(dǎo)體器件包括焊盤；輸出緩沖器，它向焊盤輸出信號(hào)；輸入緩沖器，加到焊盤上的信號(hào)被輸入其中；以及內(nèi)部電路，它連接到輸出緩沖器的輸入側(cè)以及輸入緩沖器的輸出側(cè)；其中焊盤形成在輸出緩沖器之上，而不是形成在輸入緩沖器和內(nèi)部電路之上。
關(guān)于本發(fā)明第六方面的半導(dǎo)體器件包括焊盤；輸出緩沖器，它向焊盤輸出信號(hào)；輸入緩沖器，加到焊盤上的信號(hào)被輸入其中；以及內(nèi)部電路，它連接到輸出緩沖器的輸入側(cè)以及輸入緩沖器的輸出側(cè)；其中焊盤形成為延伸在輸出緩沖器和輸入緩沖器的上部以及部分內(nèi)部電路的上部之上。
按照本發(fā)明的第一方面，由于多個(gè)焊盤被排列和定位到具有線條形狀的第二金屬的長邊方向，因此就很容易使從芯片外部進(jìn)入的探針、焊頭等接觸到，以使進(jìn)入方向可垂直于焊盤第二金屬的長邊方向。通過適當(dāng)調(diào)節(jié)第二金屬的寬度和間隔，裂紋的產(chǎn)生可被抑制，并有可能形成可靠的半導(dǎo)體器件。
按照本發(fā)明的第二方面，由于多個(gè)第二金屬的上部已相互連接，因此焊盤強(qiáng)度的方向依賴性變小了。
按照本發(fā)明的第三方面，由于焊盤提供有使用第二金屬下面的第一下層布線層前表面的阻擋層金屬形成的蝕刻阻止層，因此除了由第二金屬在強(qiáng)度方面提高的效果外，在形成步驟中將用于第二金屬的通孔深度作得適當(dāng)就很容易。
按照本發(fā)明的第四方面，由于在焊盤下部的區(qū)域中在第二下層布線層的布線上有多個(gè)第四金屬，因此在焊盤處產(chǎn)生的應(yīng)力可用有關(guān)第四金屬吸收，且它可抑制在焊盤下的層間絕緣膜中發(fā)生裂紋。所以，當(dāng)將布線定位在焊盤下以便能夠高度集成半導(dǎo)體器件時(shí)，由此而產(chǎn)生的強(qiáng)度下降也可被抑制。
按照本發(fā)明的第五方面，焊盤形成在輸出緩沖器之上，而不形成在輸入緩沖器和內(nèi)部電路之上。由于形成面積很大，且輸出緩沖器的抗應(yīng)力性很高，因此就可力求高度集成，將半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度下降抑制到最小。
按照本發(fā)明的第六方面，由于焊盤形成范圍在輸出緩沖器和輸入緩沖器的上部以及部分內(nèi)部電路的上部之上，因此焊盤面積可以增大，并且對(duì)有關(guān)焊盤的探測(cè)和焊接就很容易。使用時(shí)，將焊盤的上表面分成用于進(jìn)行探測(cè)的區(qū)域和用于進(jìn)行引線焊接的區(qū)域，即使是在探測(cè)之后，引線的焊接就可很有把握，且半導(dǎo)體器件的可靠性將會(huì)提高。
閱讀了以下詳細(xì)說明和附圖，本發(fā)明的目的、特征、方面以及優(yōu)點(diǎn)就會(huì)更加清晰。


圖1為實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件焊盤的頂視圖；圖2為實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖3為實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖4為實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件焊盤的放大截面圖；圖5A和5B示出接觸焊盤的探針的實(shí)例；
圖6示出實(shí)驗(yàn)結(jié)果，其示出了本發(fā)明的效果；圖7的圖說明在實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件中焊盤的排列方法；圖8示出在實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件中的焊盤的布局實(shí)例；圖9示出在實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件中的焊盤的布局實(shí)例；圖10示出實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件焊盤的放大截面圖；圖11示出實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖12示出實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖13示出實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件焊盤的放大截面圖；圖14的圖說明實(shí)施例2中的問題；圖15示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖16示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖17示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件焊盤的放大截面圖；圖18示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件的制造過程；圖19示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件的制造過程；圖20示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件的制造過程；圖21示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件的制造過程；圖22示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件的制造過程；圖23示出實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件焊盤的頂視圖；圖24示出實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖25示出實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖26示出實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖27示出實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件焊盤的頂視圖；圖28示出實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖29示出實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖；圖30示出在實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件中焊盤的布局及其下層布線的實(shí)例；圖31示出在實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件中焊盤的布局及其下層布線的實(shí)例；
圖32示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的電路圖；圖33示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的作用區(qū)(activeregion)和多晶硅電極層的布局圖案；圖34示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第一通孔層的布局圖案；圖35示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第一金屬布線層的布局圖案；圖36示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第二通孔層的布局圖案；圖37示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第二金屬布線層的布局圖案；圖38示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第三通孔層的布局圖案；圖39示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第三金屬布線層的布局圖案；圖40示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第四通孔層的布局圖案；圖41示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第四金屬布線層的布局圖案；圖42示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第五通孔層的布局圖案；圖43示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第五金屬布線層的布局圖案；圖44示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的截面圖；圖45示出實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的截面圖；圖46示出實(shí)施例6的改動(dòng)；圖47示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的作用區(qū)和多晶硅電極層的布局圖案；
圖48示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第一通孔層的布局圖案；圖49示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第一金屬布線層的布局圖案；圖50示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第二通孔層的布局圖案；圖51示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第二金屬布線層的布局圖案；圖52示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第三通孔層的布局圖案；圖53示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第三金屬布線層的布局圖案；圖54示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第四通孔層的布局圖案；圖55示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第四金屬布線層的布局圖案；圖56示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第五通孔層的布局圖案；圖57示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第五金屬布線層的布局圖案；圖58示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的截面圖；圖59示出實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的截面圖；圖60示出實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第三金屬布線層的布局圖案；圖61示出實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第四通孔層的布局圖案；圖62示出實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第四金屬布線層的布局圖案；
圖63示出實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第五通孔層的布局圖案；圖64示出實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第五金屬布線層的布局圖案；圖65的圖說明實(shí)施例8的效果；以及圖66的圖說明實(shí)施例8的效果。
具體實(shí)施例方式
(實(shí)施例1)圖1-3示出本發(fā)明實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件的焊盤結(jié)構(gòu)。圖1是焊盤的頂視圖，圖2和圖3是分別沿圖1的線A-A和線B-B所作的有關(guān)焊盤的截面圖。
如這些圖中所示，焊盤1具有在第一層間絕緣膜22上使用最上層布線層形成的第一金屬11，以及作為嵌入在第一層間絕緣膜22中的基礎(chǔ)金屬層的第二金屬12。第二金屬12連接在第一金屬11下面，且由多個(gè)互相平行的線形金屬形成。焊盤1還具有連接在第二金屬12下面的第三金屬13。
第一金屬11由最上層布線層形成為原始布線的一部分。雖然鈍化膜21形成在最上層布線層上，但焊盤1的上部做有開口。使用比最上層布線層低一層的第一下層布線層形成第三金屬13。使用將最上層布線層和第一下層布線層連接起來的通孔(接觸栓塞)形成第二金屬12。
有關(guān)半導(dǎo)體器件具有在第一下層布線層下面一層的第二下層布線層。并且在焊盤1的下面，使用第二下層布線層形成的原始布線14定位經(jīng)過第二層間絕緣膜23。布線14與焊盤1在電氣上無關(guān)。為便于對(duì)圖2和圖3作說明，在圖上將第二下層布線畫為比第一下層布線低一層的布線層，但它可以是更下一層的布線層。以上結(jié)構(gòu)經(jīng)由半導(dǎo)體襯底26上的場(chǎng)氧化物25和第三層間絕緣膜24形成。圖1中參考標(biāo)記“2”的組件示出接觸焊盤1的探針的尖。
第一金屬11、第三金屬13以及布線14的材料是通用的布線材料，例如提到了鋁(AL)、銅(Cu)、它們的合金(例如Al-Si-Cu、Al-Cu等)。第二金屬12也是通用的通孔材料，例如提到了鎢(W)、銅(Cu)、其合金等。普通的氧化硅膜(SiO2)常用作鈍化膜21以及第一到第三層間絕緣膜22、23和24的材料。但是，除此之外，低介電常數(shù)絕緣層(低k膜)，例如摻氟氧化硅膜(FSG)和摻碳氧化硅膜(SiOC)等，也可使用。
如上所述，在專利參考中，公布了在如下情況容易產(chǎn)生裂紋的問題，即當(dāng)焊盤的基礎(chǔ)金屬層做成多個(gè)線條的形狀時(shí)，對(duì)焊盤施加應(yīng)力的方向垂直于在平面圖中基礎(chǔ)金屬層的長邊方向(線條的方向)。
本發(fā)明發(fā)現(xiàn)在具有圖1-圖3結(jié)構(gòu)的焊盤1中，通過實(shí)驗(yàn)和應(yīng)力模擬，適當(dāng)設(shè)定具有線條形狀的第二金屬12的每個(gè)寬度和間隔，該問題就解決了。令人驚奇的是，結(jié)果是當(dāng)應(yīng)力的施加方向接近垂直于平面圖中第二金屬12的長邊方向時(shí)，在第一層間絕緣膜22和第二層間絕緣膜23中很難產(chǎn)生裂紋，并可獲得相當(dāng)于將大口徑的通孔形成為基礎(chǔ)金屬層的情況的強(qiáng)度。
具體地，當(dāng)?shù)诙饘?2的寬度W和間隔D滿足如下關(guān)系式時(shí)W≤D≤2×W(1)就可獲得上述效果。這里，圖4是圖2所示區(qū)域C的放大截面圖。由于通孔是從上面蝕刻而形成的，所以上部就趨向于形成得比底部更寬。所以，對(duì)于第二金屬12，每個(gè)都形成為一個(gè)倒梯形，如圖4所示。由于在通孔底部可以形成為比較接近于設(shè)計(jì)尺寸的尺寸，在本說明書中，將第二金屬12的寬度W和間隔D定義為第二金屬12底部的尺寸，如圖4所示。
在該實(shí)施例中，焊盤1形成為使第二金屬12的寬度W和間隔D可滿足公式(1)的關(guān)系。并且將其做成使加到有關(guān)焊盤1的應(yīng)力方向接近垂直于在平面圖中第二金屬12的長邊方向。這樣，就可抑制在第一層間絕緣膜22和第二層間絕緣膜23中產(chǎn)生裂紋。
用設(shè)計(jì)尺寸(在對(duì)第二金屬12形成圖案時(shí)的掩模尺寸)的W0和間隔D0實(shí)際形成的第二金屬12的寬度W和間隔D很難做得準(zhǔn)確相等。通常最終的尺寸相對(duì)設(shè)計(jì)尺寸都有一定量的誤差。例如，在具有線條形狀的第二金屬12中，在長度方向的中心部分，其寬度就會(huì)因蝕刻特性而比兩端形成得稍寬一點(diǎn)。所以，很難以均勻的寬度形成其整體。所以，在實(shí)驗(yàn)中，在某種程度上不能嚴(yán)格滿足公式(1)的關(guān)系的情況下，也能獲得上述效果。但是，至少當(dāng)?shù)诙饘?2的設(shè)計(jì)尺寸的W0和間隔D0滿足如下關(guān)系式時(shí)W0≤D0≤2×W0(2)獲得了上述效果。
現(xiàn)說明用于半導(dǎo)體芯片電測(cè)試的探針2。至于探針2的形狀，從焊盤1的水平方向進(jìn)入的、如圖5A所示的懸臂型的東西(以下稱為“懸臂探針”)，以及垂直于焊盤1進(jìn)入的、如圖5B所示的探針(以下稱為“垂直探針”)都是眾所周知的。在圖5A中，懸臂探針2通過向焊盤1的垂直方向Z移動(dòng)而接觸第一金屬11。這樣，加到焊盤1的應(yīng)力不僅具有垂直(Z方向)分量，還有因探針2的形狀和彈性所導(dǎo)致的進(jìn)入方向(X方向)的分量。所以，有關(guān)應(yīng)力的方向S變成相對(duì)焊盤1前表面的傾斜方向，如圖5A所示。
在該實(shí)施例中，使加到焊盤1的應(yīng)力的方向做成接近垂直于在平面圖中第二金屬12的長邊方向。所以，當(dāng)探針2是懸臂型時(shí)，如圖5A所示，需要使探針2的進(jìn)入方向(X方向)接近于垂直于第二金屬12的長邊方向。
當(dāng)使垂直探針接觸第一金屬11時(shí)，加到焊盤1上的應(yīng)力方向S是焊盤1的垂直方向Z，如圖5B所示。
圖6示出上述實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果。在每次實(shí)驗(yàn)和模擬中，假定是對(duì)半導(dǎo)體芯片作電測(cè)試(測(cè)試)，觀察到，對(duì)于對(duì)焊盤1探測(cè)的次數(shù)，在第一層間絕緣膜22和第二層間絕緣膜23都有裂紋產(chǎn)生。在有關(guān)實(shí)驗(yàn)和模擬中，為了確認(rèn)焊盤1在強(qiáng)度上的方向依賴性，使用懸臂探針作為用于接觸的探針2。圖6所示的表是在將第二金屬12的設(shè)計(jì)尺寸的寬度W0具體設(shè)為0.28μm并形成為間隔D0＝0.36μm時(shí)的實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果。探測(cè)時(shí)的過渡激勵(lì)量(OD量)示于表的縱向，而探測(cè)次數(shù)示于表的橫向。過渡激勵(lì)量就是在焊盤1的第一金屬11中接觸探針2之后的壓下量。
如圖6所示，在實(shí)施例1的焊盤1中，當(dāng)使探針2的進(jìn)入方向X在平面圖中垂直并使得接觸第二金屬12的長邊方向時(shí)，獲得了相當(dāng)于常規(guī)焊盤結(jié)構(gòu)(使用大口徑通孔作為基礎(chǔ)金屬層的結(jié)構(gòu))的良好結(jié)果。甚至當(dāng)使探針2的進(jìn)入方向X對(duì)于實(shí)施例1的焊盤1與第二金屬12的長邊方向平行接觸時(shí)，如同一圖中所示，獲得了接近常規(guī)焊盤結(jié)構(gòu)的結(jié)果，而且結(jié)果是強(qiáng)度的方向依賴性很小。但是，與使其垂直于長邊方向并使其接觸的情況相比，強(qiáng)度有少許下降。
合乎需要的是，使進(jìn)入方向X垂直于第二金屬12的長邊方向，并使探針2接觸該實(shí)施例的焊盤1，如該結(jié)果所示。所以，在該實(shí)施例中，在如圖7的半導(dǎo)體芯片上，將焊盤1整齊放置并定位到第二金屬12的長邊方向。在圖7中，箭頭L1表示第二金屬12的長邊方向，而箭頭L2表示焊盤1的排列方向。因此，焊盤1被整齊放置并定位，以使第二金屬12的長邊方向和焊盤1的排列方向可變成在同一方向。
圖8和圖9示出在該實(shí)施例中焊盤1的布局實(shí)例。通常，在半導(dǎo)體芯片的測(cè)試設(shè)備中，它被定位成使探針2能從半導(dǎo)體芯片的外部向內(nèi)部進(jìn)入。按照每臺(tái)測(cè)試設(shè)備以及測(cè)試目標(biāo)的半導(dǎo)體芯片，進(jìn)入方向各有不同。例如，從四個(gè)方向進(jìn)入半導(dǎo)體芯片3的情況如圖8，以及從兩個(gè)方向進(jìn)入半導(dǎo)體芯片3的情況如圖9，都很常見。在圖8的情況下，將圖7中整齊放置的一行焊盤1沿半導(dǎo)體芯片3四邊的每一邊排列。這樣，從四個(gè)方向進(jìn)入的每個(gè)探針2的進(jìn)入方向就垂直于在平面圖中每個(gè)焊盤1的第二金屬12的長邊方向，并且半導(dǎo)體芯片3中的裂紋產(chǎn)生就可被抑制。在圖9的情況下，將圖7中整齊放置的兩行焊盤1并排地排列在半導(dǎo)體芯片3上。這樣，就很容易使從兩個(gè)方向進(jìn)入的每個(gè)探針2的進(jìn)入方向垂直于平面圖中每個(gè)焊盤1的第二金屬12的長邊方向，并且半導(dǎo)體芯片3中的裂紋產(chǎn)生就可被抑制。
也就是說，通過如圖7所示將焊盤1在半導(dǎo)體芯片3上整齊放置并定位到第二金屬12的長邊方向，就很容易使從芯片觸點(diǎn)外部進(jìn)入的探針2的進(jìn)入方向可垂直于平面圖中焊盤1的第二金屬12的長邊方向。在該實(shí)施例中，當(dāng)加到焊盤1的應(yīng)力的方向在平面圖中接近垂直于第二金屬12的長邊方向時(shí)，在第一層間絕緣膜22和第二層間絕緣膜23中就很難產(chǎn)生裂紋。所以，因探測(cè)而產(chǎn)生的裂紋就可被抑制，并且就有可能形成可靠的半導(dǎo)體器件。
由于作為基礎(chǔ)層的第二金屬12是線條形的，而且在與原始小口徑通孔平行形成時(shí)，在第二金屬12的上表面上很難產(chǎn)生凹陷，并且前表面的高度就幾乎很均勻。所以，將第一金屬11形成在其上時(shí)，也容易使有關(guān)第一金屬11的上表面的高度均勻，并且也容易將其形成。所以，當(dāng)?shù)谝唤饘?1的上表面高度變得均勻時(shí)，確切的探測(cè)和對(duì)其的引線焊接就有可能，并可有助于進(jìn)一步提高半導(dǎo)體器件的可靠性。
雖然在上述實(shí)施例中使用懸臂型探針作為探針2，但即使它是另一形狀的探針，當(dāng)它具有對(duì)焊盤1的進(jìn)入方向時(shí)，也可獲得相同的效果。對(duì)沒有進(jìn)入方向的垂直探針也可獲得與常規(guī)半導(dǎo)體器件相同的強(qiáng)度。不僅是探針而且在使用焊頭時(shí)，例如，通過引線焊接接觸焊盤1，顯然可獲得相同的效果。圖2和圖3示出的半導(dǎo)體器件具有最上層布線層以及第一和第二下層布線的三層布線層的結(jié)構(gòu)。但在該實(shí)施例中，由于不一定需要第二下層布線層，所以也適用于具有兩層或更多層布線層的半導(dǎo)體器件。
在實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)?shù)诙饘?2的間隔D被縮窄(例如D0＝0.36μm)時(shí)，特別地，裂紋的產(chǎn)生被抑制了，并獲得了高強(qiáng)度。如上所述，由于通孔的上部趨向于比底部寬，因此當(dāng)間隔D變窄時(shí)，如圖10所示，還會(huì)有如下情況線條形的第二金屬12的上部相互連接，并形成在第一層間絕緣膜22中。即使在這種情況下，也確認(rèn)可獲得如上所述的高強(qiáng)度。當(dāng)上表面相互連接時(shí)，焊盤1的強(qiáng)度的方向依賴性變得更小。
另外，在實(shí)驗(yàn)中，與使用另一種材料的情況相比，當(dāng)?shù)谝缓偷诙聦硬季€層布線的所有材料(第三金屬13和布線14的材料)都設(shè)為Cu時(shí)，特別地獲得了良好的結(jié)果。即使用Cu作為最上層布線層的材料(第一金屬11的材料)，也可獲得相同的結(jié)果，但由于上表面暴露出第一金屬11，并且還將引線焊接到前表面，最好使用Al合金，它比較耐腐蝕，并能容易地進(jìn)行焊接。
(實(shí)施例2)圖11和圖12示出實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖。由于頂視圖和圖1相同，故將其省略，而圖11和圖12相當(dāng)于分別沿圖1的線A-A和線B-B所作的有關(guān)焊盤的截面圖。圖13是圖11所示區(qū)域C的放大視圖。在這些圖中，同樣的編號(hào)賦予具有如圖2和圖3所示的相同功能的組件。由于有關(guān)半導(dǎo)體器件具有與實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件相同的結(jié)構(gòu)，不同之處僅是在第二金屬12下面沒有形成第三金屬13，所以對(duì)每個(gè)組件的說明在此省略了。
對(duì)實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件進(jìn)行應(yīng)力模擬。在有關(guān)模擬中，對(duì)加到第一層間絕緣膜22和第二層間絕緣膜23的應(yīng)力進(jìn)行計(jì)算，與實(shí)施例1的實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果進(jìn)行相對(duì)比較，并尋查有無裂紋產(chǎn)生。懸臂探針用作探針2，使其接觸焊盤1，并使進(jìn)入方向在平面圖中垂直于第二金屬12的長邊方向。其結(jié)果也示于圖6。如同一圖所示，在實(shí)施例2的焊盤1中，裂紋的產(chǎn)生可比實(shí)施例1的被進(jìn)一步抑制。
當(dāng)也在該實(shí)施例中將焊盤1整齊放置在半導(dǎo)體芯片上并定位到第二金屬12的長邊方向時(shí)，如使用圖7-圖9說明的實(shí)施例1，就很容易使得從芯片外部進(jìn)入的探針2接觸，使進(jìn)入方向在平面圖中垂直于焊盤1的第二金屬12的長邊方向。
(實(shí)施例3)如上所述，按照實(shí)施例2，有可能比實(shí)施例1更能抑制裂紋的產(chǎn)生。但在實(shí)施例2的形成步驟中有以下問題。圖14的圖用于說明該問題，并示出了用于形成第二金屬12的通孔的形成步驟。該圖的左手邊示出焊盤形成區(qū)域，焊盤1形成于其中，而右手邊示出通常的布線區(qū)域，第一下層布線層的原始布線113形成于其中。
在實(shí)施例1中，使用第一下層布線層將第三金屬13形成在焊盤形成區(qū)域中(通過形成布線113的同一形成步驟)，且在此之后，將第二金屬12形成在第三金屬13上。所以，在用于形成第二金屬12的通孔形成步驟中，第三金屬13可用作蝕刻阻止層。由于按照實(shí)施例2，并不形成第三金屬13，故在用于形成第二金屬12的如圖14的通孔12a中很易產(chǎn)生過度蝕刻。
另一方面，由于布線113通常在布線區(qū)中起蝕刻阻止層的作用，因此在通孔112a中不產(chǎn)生過度蝕刻。也就是說，在焊盤形成區(qū)域中用于第二金屬12的通孔12a通常容易比布線區(qū)域中的通孔112a形成得更深。結(jié)果，在第二金屬12的上表面上發(fā)生凹陷，或在最壞的情況下，第二金屬12甚至到達(dá)第二下層布線層的原始布線14，且焊盤1和布線14之間不再保持絕緣。
相反，由于存在有用于原始通孔的通孔112a不會(huì)完全到達(dá)布線113的這種危險(xiǎn)，但當(dāng)蝕刻量減少時(shí)會(huì)發(fā)生連接失敗，因此為了避免過度蝕刻，這也是不希望的。作為措施，一種方法是使通孔12a的尺寸小(細(xì))到通孔112a的尺寸，并使通孔12a的蝕刻量小到通孔112a的蝕刻量。但用這種方法，有必要對(duì)每種制造方法都調(diào)節(jié)適合的通孔12a的尺寸。
圖15和圖16示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件焊盤的截面圖。由于頂視圖和圖1相同，故將其省略，而圖15和圖16相當(dāng)于分別沿圖1的線A-A和線B-B所作的有關(guān)焊盤的截面圖。在這些圖中，同樣的編號(hào)賦予具有如圖2和圖3所示的相同功能的組件。在該實(shí)施例中，在第二金屬12下面不形成第三金屬13，和實(shí)施例2相同。但在第二金屬12下面，在蝕刻形成通孔12a的情況下，形成有蝕刻阻止層15。其它結(jié)構(gòu)和實(shí)施例2的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)相同。
圖17示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件焊盤的放大截面圖。該圖的左手邊相當(dāng)于區(qū)域C，即在圖15中所示的焊盤形成區(qū)域，而右手邊示出通常的布線區(qū)域，第一下層布線層的原始布線113形成于其中。使用在布線113前表面上形成的阻擋層金屬115來形成蝕刻阻止層15，并且如圖17所示，將其形成在和布線113的上表面(阻擋層金屬115)相同的高度。作為蝕刻阻止層15和阻擋層金屬115的材料實(shí)例，提到了Ti、TiN或那些多層結(jié)構(gòu)等。
圖18-圖22示出實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件的制造過程。以下，根據(jù)這些圖來說明實(shí)施例3的半導(dǎo)體器件的制造過程。首先，用與常規(guī)半導(dǎo)體器件制造方法同樣的步驟，在半導(dǎo)體襯底26上形成場(chǎng)氧化物25、第三層間絕緣膜24以及第二層間絕緣膜23之后，沉積第一下層布線層的布線材料213(圖18)。對(duì)布線材料213形成圖案，使其成為預(yù)定的布線圖案，在通常的布線區(qū)域形成原始布線113，并在其上沉積第一層間絕緣膜22(圖19)。
將布線113的上表面曝光一次，例如用CMP方法。此時(shí)，要使之平整，以使曝光的布線113的上表面高度和第一層間絕緣膜22頂部一樣。隨后，通過沉積阻擋層金屬材料和對(duì)其形成圖案，將阻擋層金屬115選擇性地形成在布線113的上表面上，并在下一步形成在形成成第二金屬12的區(qū)域中(圖20)。
隨后再次沉積第一層間絕緣膜22(圖21)。將蝕刻阻止層15形成在焊盤區(qū)第一層間絕緣膜22中形成第二金屬12的部分中，高度和布線113的上表面相同。通過使用光刻技術(shù)選擇性地進(jìn)行蝕刻，在第一層間絕緣膜22中形成用于第二金屬12的通孔12a和用于原始通孔112的通孔112a(圖22)。由于此時(shí)通孔12a的蝕刻被蝕刻阻止層15阻止，因此在有關(guān)第二金屬12的通孔12a中不會(huì)產(chǎn)生過度蝕刻。通孔112a的蝕刻被布線113上表面的阻擋層金屬115阻止。因此，可以容易地將用于第二金屬12的通孔12a和用于原始通孔112的通孔112a形成到同一深度。
如上所述，按照該實(shí)施例，第二金屬12上表面的凹陷問題，因通孔12a過度蝕刻導(dǎo)致焊盤1和布線14等的短路問題就可避免。由于該實(shí)施例的結(jié)構(gòu)和實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)相同，故可形成具有高強(qiáng)度的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。
以上說明了在每個(gè)第二金屬12下面局部形成蝕刻阻止層15的實(shí)例。也就是說，在以上實(shí)例中，蝕刻阻止層15具有和第二金屬12同樣的線條形狀。但蝕刻阻止層15可以在焊盤1下面的整個(gè)區(qū)域中形成為一整層。
(實(shí)施例4)當(dāng)在焊盤下面發(fā)生裂紋并甚至到達(dá)布線時(shí)，有關(guān)布線的金屬遷移電阻會(huì)退化。通過讓布線在焊盤下面通過，在焊盤和有關(guān)布線之間的層間絕緣膜中就趨向于容易產(chǎn)生裂紋，且強(qiáng)度易于下降。所以，從防止產(chǎn)生裂紋的觀點(diǎn)來看，最好不讓布線在焊盤下部隨意地通過。但為了高度集成半導(dǎo)體器件，焊盤下面的區(qū)域也需要有效地利用，就必須讓布線在焊盤下面通過。所以，在該實(shí)施例中，提出了即使當(dāng)布線在焊盤下面通過時(shí)也能抑制強(qiáng)度退化的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。
當(dāng)讓布線在焊盤下面通過時(shí)，本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)和應(yīng)力模擬發(fā)現(xiàn)，通過在有關(guān)布線的上表面上設(shè)置多個(gè)金屬，在焊盤和有關(guān)布線之間的層間絕緣膜中產(chǎn)生裂紋的情況就被抑制了。該器件結(jié)構(gòu)的實(shí)例在下面示出。
圖23-圖25示出實(shí)施例4的半導(dǎo)體器件焊盤的結(jié)構(gòu)。圖23是焊盤的頂視圖，圖24和圖25示出分別沿圖23的線A-A和線B-B所作的有關(guān)焊盤的截面圖。在這些圖中，同樣的編號(hào)賦予具有如圖2和圖3所示的相同功能的組件。在此實(shí)例中，焊盤1是僅包含第一金屬11的結(jié)構(gòu)。第二下層布線層的原始布線14經(jīng)由第一層間絕緣膜22和第二層間絕緣膜23形成在焊盤1的下部中。在此實(shí)施例中，將多條線條形狀的第四金屬16形成在焊盤1下部區(qū)域中布線14的上表面上。
使用在第二層間絕緣膜23上形成的第一下層布線層和第二下層布線層之間用于連接的通孔，形成第四金屬16。由于第四金屬16是分成多個(gè)的線條形狀，不同于形成單一大口徑的通孔的情況，故不容易在上表面上產(chǎn)生凹陷，而且容易形成。第四金屬16的材料用通用通孔材料即可，例如，提到了鎢(W)、銅、其合金等。
上述實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果也示于圖6。在有關(guān)實(shí)驗(yàn)和模擬中，實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)用作焊盤1，以便易于和實(shí)施例1進(jìn)行比較。通過上述說明，為使說明容易，將第二下層布線說明為比第一下層布線低一層的布線層。但在將實(shí)施例4應(yīng)用于實(shí)施例1的情況下，當(dāng)?shù)诙聦硬季€是在第一下層布線下面的一層時(shí)，第三金屬13和原始布線14會(huì)經(jīng)由第四金屬16電連接。所以，在這種情況下，第二下層布線必須是在第一下層布線下面兩層或更多層的下層布線層。或者，可適當(dāng)形成一絕緣層，以使第三金屬13和第四金屬16之間可以絕緣。
如圖6所示，在實(shí)施例4而不是實(shí)施例1的半導(dǎo)體器件中，裂紋的產(chǎn)生可以被抑制，并獲得良好的結(jié)果。其原因看來是因?yàn)榧拥胶副P1上的應(yīng)力被分成多個(gè)的第四金屬16所吸收。就是說，通過在焊盤1下部布線14的上表面上形成多個(gè)第四金屬16，就可抑制在焊盤1下面的層間絕緣膜中發(fā)生裂紋的情況。所以，當(dāng)將布線14定位在焊盤1下面以力求半導(dǎo)體器件的高集成度時(shí)，其強(qiáng)度的降低也可被抑制。
該實(shí)施例除實(shí)施例1外還適用于實(shí)施例2或?qū)嵤├?的焊盤1。例如，應(yīng)用于實(shí)施例3的實(shí)例示于圖26。在此圖中，雖然第二金屬12的線條間距做成不同于第四金屬16的線條間距，但它們可以是相同的間距。在同一圖中，雖然第二金屬12的長邊方向和第四金屬16的長邊方向做成為同一方向，但它們可以是互相不同的方向。但是，至于第二金屬12的長邊方向，如用圖7-圖9說明的實(shí)施例1，最好將其定位成使其在平面圖中垂直于接觸第一金屬11的探針的進(jìn)入方向。
在上述說明中，雖然將第四金屬16的形狀做成線條形狀，但并不限于此。例如，作為第四金屬16，即使定位與原始通孔相同形狀的多個(gè)小口徑的金屬，也可獲得同樣的效果。
(實(shí)施例5)實(shí)施例4的實(shí)驗(yàn)和應(yīng)力模擬顯示出通過在有關(guān)布線上表面上形成多個(gè)金屬，甚至讓布線在焊盤下通過時(shí)，裂紋的產(chǎn)生都可被抑制。在實(shí)施例5中，注意到此結(jié)果，這次通過將在焊盤下通過的布線本身分成多個(gè)，以求進(jìn)一步提高半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度。
圖27和圖28示出實(shí)施例5的半導(dǎo)體器件焊盤的結(jié)構(gòu)。圖27是焊盤的頂視圖，圖28是沿圖27的線A-A所作的截面圖。由于和圖3相同，因此沿圖27的線B-B所作的截面圖被省略了。在圖27和圖28中，同樣的編號(hào)賦予具有如圖2和圖3所示的相同功能的組件。作為焊盤1，應(yīng)用實(shí)施例1的焊盤，如圖27所示。與實(shí)施例1所示結(jié)構(gòu)不同的是通過焊盤1底部的布線14被分成線條形狀。
作為本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)和模擬的結(jié)果，在圖27和圖28的半導(dǎo)體器件中，在焊盤1處產(chǎn)生的應(yīng)力被線形布線14吸收，而且裂紋的產(chǎn)生被抑制了，和實(shí)施例4相同。也就是說，已表明，通過定位有關(guān)布線14的強(qiáng)度下降可以通過將焊盤1下部的布線14分成多個(gè)線條的形狀而被抑制。所以，可以作到高集成度，抑制半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度退化。
此處，如上所述，從防止產(chǎn)生裂紋的角度來看，最好盡可能不讓布線14在焊盤1下面通過。所以，在強(qiáng)度方面，在焊盤1下部中布線14的線條寬度較窄處的強(qiáng)度就高。當(dāng)將布線14的線條寬度和間隔具體確定為使布線14在焊盤1下部中所占的百分比可在60％或更少時(shí)，就很有效。
該實(shí)施例也可適用于除實(shí)施例1外的實(shí)施例2-4的半導(dǎo)體器件。例如，應(yīng)用于實(shí)施例4的實(shí)例示于圖29。在此情況下，每個(gè)被分的布線14位于每個(gè)第四金屬16下面。由于布線14這樣可以在形成每個(gè)第四金屬16的通孔形成的情況下用作蝕刻阻止層，第四金屬16的形成精度得到改進(jìn)。
在本發(fā)明中，雖然沒有特別要求布線14通過焊盤1底部的應(yīng)用，但當(dāng)例如用它作為每個(gè)焊盤1所連接電路的電源(VCC)或地(GND)布線時(shí)，可最大程度地抑制半導(dǎo)體芯片面積的增加。例如，當(dāng)使焊盤1沿半導(dǎo)體芯片3四個(gè)邊的每個(gè)邊排列時(shí)，如實(shí)施例1的圖8所示，有益的是，將作為電原或地布線的布線14做成如圖30的框形，并讓其在每個(gè)焊盤1的下部通過。當(dāng)在半導(dǎo)體芯片3上并排排列兩行焊盤1時(shí)，如圖9所示，有益的是，將作為電源或地布線的布線14做成對(duì)應(yīng)于該行焊盤1的線條形狀，并讓其在有關(guān)焊盤1的下面通過，如圖31所示。
雖然在圖30和圖31的實(shí)例中其結(jié)果是布線14的線條方向和焊盤1的排列方向一致，但在本發(fā)明中，任何方向都可作為布線14的線條方向。布線14不僅可以用作電源或地布線，而且可用作另一信號(hào)線。
(實(shí)施例6)如前所述，為了力求半導(dǎo)體器件的高集成度，需要還有效地使用焊盤下的區(qū)域。所以，在實(shí)施例6中，建議了有關(guān)本發(fā)明的焊盤下部結(jié)構(gòu)的具體布局。
圖32示出在實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件中輸入輸出部分的電路圖。實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件設(shè)有輸出緩沖器31、保護(hù)電路32以及輸入緩沖器33，作為內(nèi)部電路30和焊盤1之間的信號(hào)輸入輸出部分。就是說，內(nèi)部電路30是連接到輸出緩沖器31的輸入端以及輸入緩沖器33的輸出端的電路。在有關(guān)內(nèi)部電路30中，含有將信號(hào)輸出到輸出緩沖器31以及從輸入緩沖器33輸入信號(hào)的邏輯電路，以及將電源電壓改變?yōu)橛糜谟嘘P(guān)邏輯電路的電平的電平移動(dòng)器等。
輸出緩沖器31是將信號(hào)從內(nèi)部電路30輸出到焊盤1的反相電路，它包括PMOS晶體管31p和NMOS晶體管31n。輸入緩沖器33是將加到焊盤1上的信號(hào)輸入到內(nèi)部電路30的反相電路，它同樣包括PMOS晶體管33p和NMOS晶體管33n。
保護(hù)電路32用于保護(hù)半導(dǎo)體器件不受加到焊盤1上的靜電放電(ESD靜電放電)的影響。保護(hù)電路32包括做成二極管連接的多個(gè)PMOS晶體管32p和NMOS晶體管32n。如圖32所示，PMOS晶體管32p與輸出緩沖器31的PMOS晶體管31p以及輸入緩沖器33的PMOS晶體管33p并聯(lián)。另一方面，NMOS晶體管32n與輸出緩沖器31的NMOS晶體管31n以及輸入緩沖器33的NMOS晶體管33n并聯(lián)。當(dāng)高于電源的電壓或低于地的電壓因ESD而加到焊盤1上時(shí)，電流就流入該保護(hù)電路32，從而防止高電壓加載到輸出緩沖器31或輸入緩沖器33上。由于保護(hù)電路32的PMOS晶體管32p和NMOS晶體管32n需在瞬間流過大的電流，因此需使用較大的尺寸。
在圖32中，為了簡化說明，僅示出一塊焊盤1，但半導(dǎo)體器件配有多個(gè)排列的焊盤1，例如，也是在本實(shí)施例中的圖30或圖31所示。每個(gè)輸出緩沖器31、保護(hù)電路32以及輸入緩沖器33形成為一塊，每個(gè)焊盤一塊。
圖33-圖45示出在實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件中輸入輸出部分的結(jié)構(gòu)圖。圖33-圖43是它們中的有關(guān)輸入輸出部分的布線和通孔的布局圖案，圖44和圖45是有關(guān)輸入輸出部分的截面圖。以下使用這些圖來說明實(shí)施例6的半導(dǎo)體器件的結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)說明圖33-圖43的布局圖案和圖44和圖45的截面圖的對(duì)應(yīng)關(guān)系。圖44和圖45分別對(duì)應(yīng)于沿圖33-圖43的布局圖案中所示的線A-A和線B-B所取的截面。圖33示出在圖44和圖45中所示的在半導(dǎo)體襯底90上形成的作用區(qū)以及在半導(dǎo)體襯底90上形成的多晶硅電極層的布局。同樣，圖34示出在最下層的層間絕緣膜91中第一通孔層的布局，圖35示出在層間絕緣膜91上第一金屬布線層的布局，圖36示出在覆蓋第一金屬布線層的層間絕緣膜92中第二通孔層的布局，圖37示出在層間絕緣膜92上第二金屬布線層的布局，圖38示出在覆蓋第二金屬布線層的層間絕緣膜93中第三通孔層的布局，圖39示出在層間絕緣膜93上第三金屬布線層的布局，圖40示出在覆蓋第三金屬布線層的層間絕緣膜94中形成的第四通孔層的布局，圖41示出在層間絕緣膜94上第四金屬布線層的布局，圖42示出在覆蓋第四金屬布線層的層間絕緣膜95中第五通孔層的布局，圖43示出在層間絕緣膜95上第五金屬布線層的布局，以及覆蓋它的鈍化膜96的開口83。雖然每個(gè)布局圖案中的左手邊部分是內(nèi)部電路30的形成區(qū)，但為了簡單起見，對(duì)該部分具體布局的說明在此省略。
通用的布線材料足以用作每個(gè)金屬布線層的材料，作為實(shí)例，可提到鋁、銅、它們的合金(例如Al-Si-Cu、Al-Cu等)等。通用的通孔材料足以用于每個(gè)通孔層，作為實(shí)例，可提到鎢、銅、其合金等。
為了便于說明，對(duì)圖33-圖45每個(gè)圖中的布線和通孔作有按其功能區(qū)分的陰影線。具體地說，它們被區(qū)分為5個(gè)節(jié)點(diǎn)電源節(jié)點(diǎn)、地(基準(zhǔn)電位)節(jié)點(diǎn)、內(nèi)部電路30的邏輯電路輸出節(jié)點(diǎn)、輸出緩沖器31的輸出節(jié)點(diǎn)以及保護(hù)電路32的輸出節(jié)點(diǎn)。在圖33-圖45中，同樣的編號(hào)始終賦予同一組件。
形成圖32所示的輸出緩沖器31、保護(hù)電路32以及輸入緩沖器33的每個(gè)晶體管31p-33p、31n-33n分別形成在由半導(dǎo)體襯底90上部中形成的隔離絕緣層40所規(guī)定的作用區(qū)中，如圖33所示。
由于它們相互并聯(lián)，因此輸出緩沖器31的PMOS晶體管31p和保護(hù)電路32的PMOS晶體管32p形成在同一作用區(qū)中，如圖33所示。保護(hù)電路32的PMOS晶體管32p需要增大形成面積，以便其尺寸可以變大。由于載流子遷移率低于NMOS晶體管，所以PMOS晶體管需要增大尺寸。結(jié)果，如圖33所示，PMOS晶體管31p和32p形成于其中的作用區(qū)變得比NMOS晶體管31n和32n形成于其中的作用區(qū)要寬，并且在其上，將其形成為多個(gè)晶體管可以規(guī)則地位于一條線上。
另一方面，由于它們相互并聯(lián)，因此輸出緩沖器31的NMOS晶體管31n和保護(hù)電路32的NMOS晶體管32n形成在同一作用區(qū)中。通常，NMOS晶體管31n和32n的形成面積變成小于PMOS晶體管31p和32p的形成面積，如圖33所示。NMOS晶體管31n和32n形成于其中的作用區(qū)上部也成為多個(gè)晶體管規(guī)則地位于一條線上的結(jié)構(gòu)。
NMOS晶體管31n的柵電極51經(jīng)由第一通孔層(圖34)的通孔51c連接到第一金屬布線層(圖35)的布線59。PMOS晶體管31p的柵電極53經(jīng)由第一通孔層的通孔53c連接到第一金屬布線層的布線55。就是說，布線55和59是輸出緩沖器31的輸入線，并連接到內(nèi)部電路30中的邏輯電路(未示出)。
PMOS晶體管31p和32p的源極區(qū)47和PMOS晶體管32p的柵電極54分別經(jīng)由第一通孔層的通孔47c和通孔54c連接到第一金屬布線層的布線62。有關(guān)布線62經(jīng)由第二通孔層(圖36)的通孔62c連接到第二金屬布線層(圖37)的布線67。在此實(shí)施例中，布線67是源線，例如，位于如圖30所示框形中的芯片周圍部分。除了有關(guān)布線67外，第三金屬布線層(圖39)的布線74也用作源線，以便它可有助于實(shí)現(xiàn)高容量的電源(二者經(jīng)由第三通孔層(圖38)的通孔67c互連)。如圖37所示，有關(guān)布線67和74被分成多個(gè)線條形狀。
NMOS晶體管31n和32n的源極區(qū)45和NMOS晶體管32n的柵電極52分別經(jīng)由第一通孔層的通孔45c和通孔52c連接到第一金屬布線層的布線60。有關(guān)布線60經(jīng)由第二通孔層的通孔60c、第二金屬布線層的布線65以及第三通孔層的通孔65c連接到布線72。在此實(shí)施例中，布線72是地線，例如，位于如圖30所示框形中的芯片周圍部分。除了布線72外，在此實(shí)例中，第四金屬布線層(圖41)的布線79也用作地線(二者經(jīng)由第四通孔層(圖40)的通孔72c互連)。
另一方面，輸入緩沖器33的PMOS晶體管33p的源極區(qū)41經(jīng)由第一通孔層的通孔41c、第一金屬布線層的布線56、第二通孔層的通孔56c、第二金屬布線層的布線63以及第三通孔層的通孔63c連接到第三金屬布線層的布線70。在此實(shí)施例中，布線70是源線，例如，位于如圖30所示框形中的芯片周圍部分。除了有關(guān)布線70外，在此實(shí)例中，第四金屬布線層的布線77也用作源線(二者經(jīng)由第四通孔層的通孔70c互連)。
輸入緩沖器33的NMOS晶體管33n的源極區(qū)43經(jīng)由第一通孔層的通孔43c、第一金屬布線層的布線57、第二通孔層的通孔57c、第二金屬布線層的布線64以及第三通孔層的通孔64c連接到第三金屬布線層的布線71。在此實(shí)施例中，布線71是地線，例如位于如圖30所示框形中的芯片周圍部分。除了有關(guān)布線71外，在此實(shí)例中，第四金屬布線層的布線78也用作地線(二者經(jīng)由第四通孔層的通孔71c互連)。
第三金屬布線層的布線68和第四金屬布線層的布線75(參閱圖39-圖41)是用于內(nèi)部電路30的源線(二者經(jīng)由第四通孔層的通孔68c互連)。第三金屬布線層的布線69和第四金屬布線層的布線76同樣是用于內(nèi)部電路30的地線(二者經(jīng)第四通孔層的通孔69c互連)。
NMOS晶體管31n和32n的漏極區(qū)46、PMOS晶體管31p和32p的漏極區(qū)48以及輸入緩沖器33的柵電極50，分別經(jīng)由第一通孔層的通孔46c、通孔48c和通孔50c一起連接到第一金屬布線層的布線61(公用布線)。有關(guān)布線61經(jīng)由第二通孔層的通孔61c、第二金屬布線層的布線66、第三通孔層的通孔66c、第三金屬布線層的布線73、第四通孔層的通孔73c、第四金屬布線層的布線80以及第五通孔層(圖42)的通孔80c連接到第五金屬布線層(圖43)的布線82。有關(guān)布線82起焊盤1的作用。如圖44和圖45所示，半導(dǎo)體器件的上表面覆有鈍化膜96，但該上表面暴露的開口83形成在作為焊盤1的布線82上。
有關(guān)焊盤1具有和實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)(參閱圖1-圖3)。就是說，在焊盤1中，在第五通孔層中形成的多個(gè)線條形的通孔81c如圖42連接在第五金屬布線層的布線82下面，且第四金屬布線層的布線81如圖41進(jìn)一步連接在有關(guān)通孔81c的下面。就是說，和實(shí)施例1一樣，焊盤1具有使用第五金屬布線層即最上層布線層形成的布線82(第一金屬)、連接在有關(guān)布線82下面的多個(gè)線條形的通孔81c(第二金屬)、以及使用在第五金屬布線層下面一層的第四金屬布線層(第一下層布線層)形成的布線81。
所以，在此實(shí)施例中，通孔81c的寬度W和間隔D需要滿足以下關(guān)系W≤D≤2×W(1)當(dāng)做成這樣并使對(duì)焊盤1施加應(yīng)力的方向在平面圖中接近垂直于通孔81c的長邊方向時(shí)，如實(shí)施例1所述，在層間絕緣膜94和95中就很難產(chǎn)生裂紋。在這種情況下，最好將多個(gè)焊盤1整齊放置，并定位到通孔81c的長邊方向。這樣，就容易使從芯片外部進(jìn)入的探針、焊頭等接觸，以使進(jìn)入方向可以在平面圖中垂直于通孔81c的長邊方向。
第三金屬布線層的布線74是通過焊盤1底部的源線，它被分成多個(gè)線條形狀。就是說，該布線74相當(dāng)于在實(shí)施例5中所示的“被分成線條形的第二下層布線層的布線”。就是說，有關(guān)布線74能夠吸收在焊盤1處產(chǎn)生的應(yīng)力。所以，可以作到高集成度，抑制通過讓布線74在焊盤1下面通過而導(dǎo)致的半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度退化。
由于焊盤1位于輸出緩沖器31的上面，因此有關(guān)焊盤1和輸出緩沖器31可通過一短布線路線連接，如圖45。所以，焊盤1和輸出緩沖器31之間的布線電阻和布線電容可被抑制到最小。這樣，就抑制了輸出緩沖器31驅(qū)動(dòng)能力的損失，并獲得電性能優(yōu)異的輸入輸出電路。
此實(shí)施例的焊盤1是形成在輸出緩沖器31的PMOS晶體管31p和32p以及保護(hù)電路32的上面，而不是形成在NMOS晶體管31n和32n的上面，如上述圖33-圖45所示。它并不形成在輸入緩沖器33和內(nèi)部電路30的上面。
如上所述，PMOS晶體管31p和32p形成于其中的作用區(qū)的面積比較寬，有關(guān)區(qū)域上部成為多個(gè)晶體管規(guī)則地位于一條線上的結(jié)構(gòu)。所以，從外部施加的應(yīng)力被均勻分布到PMOS晶體管31p和32p的整個(gè)形成面積上，并且很難將應(yīng)力集中在一特定部分。所以，可以說，PMOS晶體管31p和32p具有高抗應(yīng)力性。通常，當(dāng)有源器件位于焊盤1的下面時(shí)，我們擔(dān)心因在焊盤1處產(chǎn)生的應(yīng)力而破壞有關(guān)元件。但在此實(shí)施例中，可以作到高集成度，將半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度退化抑制到最小，因?yàn)榫哂袃?yōu)異抗應(yīng)力性結(jié)構(gòu)的PMOS晶體管31p和32p位于焊盤1的下面。
而且，在此實(shí)施例中，PMOS晶體管31p和32p的漏極區(qū)48、NMOS晶體管31n和32n的漏極區(qū)46以及焊盤1電連接到公用布線61，如圖33-圖45所示。在有關(guān)布線61中，與焊盤1的連接部分(通孔61c)在與漏極區(qū)48的連接部分(通孔48c)和與漏極區(qū)46的連接部分(通孔46c)之間。當(dāng)通過這樣排列使ESD進(jìn)入焊盤1時(shí)，就防止了所加高壓移向兩個(gè)PMOS晶體管31p和32p或NMOS晶體管31n和32n之一，且電流流入保護(hù)電路32。所以，半導(dǎo)體器件的抗ESD性就會(huì)更高。
焊盤1的上表面暴露于鈍化膜96的開口83，并在探測(cè)或焊接的情況下可對(duì)暴露部分進(jìn)行物理訪問。在此實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)用于電連接焊盤1的連接結(jié)構(gòu)的通孔80c、布線80、通孔73c、通孔66c、布線66和通孔61c，以及輸出緩沖器31和輸入緩沖器33連接的布線61都位于偏離開口83的位置，如圖45。就是說，有關(guān)連接結(jié)構(gòu)是連接在覆有鈍化膜96的邊緣部分的下面，而不是暴露于開口83的焊盤1的中心部分。所以，就防止了在探測(cè)或焊接的情況下加到焊盤1上的應(yīng)力被直接加到有關(guān)連接結(jié)構(gòu)上，并獲得了焊盤1與輸出緩沖器31和輸入緩沖器33之間的高連接可靠性。
在此實(shí)施例中，焊盤1形成在PMOS晶體管31p和32p的上面，而不是形成在NMOS晶體管31n和32n的上面。所以，焊盤1的邊緣部分將不可避免地位于如圖45所示接近PMOS晶體管31p和32p的作用區(qū)與NMOS晶體管31n和32n的作用區(qū)之間的區(qū)域上部。所以，很容易作到使與焊盤1的連接部分(通孔61c)位于布線61中與漏極區(qū)48的連接部分(通孔48c)和與漏極區(qū)46的連接部分(通孔46c)之間，而且使焊盤1和布線61之間的連接結(jié)構(gòu)(通孔80c、布線80、通孔73c、通孔66c、布線66和通孔61c)位于覆有鈍化膜96的邊緣部分的下面。
雖然上述說明示出了將焊盤1形成在PMOS晶體管31p和32p的上面，而不是形成在NMOS晶體管31n和32n上面的結(jié)構(gòu)，但相反，也可以做成將它形成在NMOS晶體管31n和32n的上面，而不是形成在PMOS晶體管31p和32p上面的結(jié)構(gòu)。也就是，所需要的只是將焊盤1形成在PMOS晶體管31p和32p與NMOS晶體管31n和32n二者之一的上面。
如上所述，NMOS晶體管31n和32n的作用區(qū)上部也是多個(gè)晶體管規(guī)則地位于一條線上的結(jié)構(gòu)。由于從外部施加的應(yīng)力被均勻分布在NMOS晶體管31n和32n的整個(gè)形成面積上，因此抗應(yīng)力性很高。所以，也當(dāng)NMOS晶體管31n和32n位于焊盤1的下面時(shí)，半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度退化可被抑制到最小。但是，對(duì)于NMOS晶體管31n和32n來說，由于載流子遷移率比PMOS晶體管31p和32p要高，因此其形成面積就變小，如圖33。因此，在PMOS晶體管31p和32p上形成的方法可增大面積，并且焊盤1具有能易于進(jìn)行探測(cè)和焊接的優(yōu)點(diǎn)。
雖然該實(shí)施例示出的實(shí)例中作為源線的第二金屬布線層的布線67和第三金屬布線層的布線74都被分成如圖37和圖39的多個(gè)線條形，如圖46所示，例如，被分成多個(gè)的每個(gè)布線67可被部分連接(布線74也一樣)。在這種情況下，由于防止了用于被分成多個(gè)的每條源線的電位變化，因此本發(fā)明的半導(dǎo)體器件的工作可靠性得以改進(jìn)。
在說明此實(shí)施例中，雖然示出的是半導(dǎo)體器件具有五層金屬布線層的結(jié)構(gòu)，但本發(fā)明的應(yīng)用不限于此，并可以應(yīng)用到具有四層或更少層或者具有六層或更多層的金屬布線層的半導(dǎo)體元件。
(實(shí)施例7)圖47-圖59示出了實(shí)施例7的半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的結(jié)構(gòu)圖。圖47-圖57是有關(guān)輸入輸出部分的布線和通孔的布局圖案，分別對(duì)應(yīng)于實(shí)施例6的圖33-圖43。圖58和圖59是有關(guān)輸入輸出部分的截面圖，分別對(duì)應(yīng)于實(shí)施例6的圖44和圖45。圖58和圖59分別對(duì)應(yīng)于沿圖33-圖43布局圖案中所示線A-A和線B-B作的截面圖。
在圖47-圖59中，同樣的編號(hào)賦予具有如圖33-圖45中所示的相同功能的組件。在圖47-圖59和圖33-圖45中，只是布線和通孔的排列不同，而相互的電連接關(guān)系相同。就是說，在圖47-圖59所示結(jié)構(gòu)的等效電路和圖32相同。所以，在以下，省略了每個(gè)布線和通孔的連接關(guān)系的詳細(xì)說明，僅說明了實(shí)施例7的特征部分。
在前一實(shí)施例6中，示出了焊盤1形成在輸出緩沖器31的PMOS晶體管31p和32p與NMOS晶體管31n和32n二者之一和保護(hù)電路32上面的結(jié)構(gòu)。但在此實(shí)施例中，如圖59所示，焊盤1形成為可跨在PMOS晶體管31p和32p以及NMOS晶體管31n和32n之上。在此實(shí)施例中，焊盤1不形成在輸入緩沖器33和內(nèi)部電路30之上。
由于PMOS晶體管31p和32p以及NMOS晶體管31n和32n的作用區(qū)上部是多個(gè)晶體管規(guī)則地位于一條線上的結(jié)構(gòu)，如上所述，因此抗應(yīng)力性很高。所以，當(dāng)將PMOS晶體管31p和32p以及NMOS晶體管31n和32n定位在焊盤1下時(shí)，就可作到高集成度，將半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度下降像此實(shí)施例一樣抑制到最小。
當(dāng)焊盤1位于輸出緩沖器31的上面時(shí)，焊盤1和輸出緩沖器31可通過一短布線路線連接，如圖59。所以，就抑制了輸出緩沖器31驅(qū)動(dòng)能力的損失，并獲得了電性能優(yōu)異的輸入輸出電路。
在此實(shí)施例中，焊盤1可形成為可跨在PMOS晶體管31p和32p以及NMOS晶體管31n和32n之上，且焊盤1的面積可以作得比實(shí)施例6更大。這樣，就獲得了容易對(duì)有關(guān)焊盤1進(jìn)行探測(cè)和焊接的效果。
用于將焊盤1電連接到輸出緩沖器31和輸入緩沖器33所連接的布線61的連接結(jié)構(gòu)(通孔80c、布線80、通孔73c、通孔66c、布線66和通孔61c)都位于偏離鈍化膜96的開口83的位置，如圖59。所以，就防止了在探測(cè)或焊接的情況下加到焊盤1上的應(yīng)力被直接加到有關(guān)連接結(jié)構(gòu)上，并獲得了焊盤1與輸出緩沖器31和輸入緩沖器33之間的高連接可靠性。
由于焊盤1具有和實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)(參閱圖1-圖3)，因此最好將通孔81c的寬度W和間隔D做成滿足上面提到的公式(1)的關(guān)系。在這種情況下，當(dāng)使對(duì)焊盤1施加應(yīng)力的方向在平面圖中接近垂直于通孔81c的長邊方向時(shí)，在層間絕緣膜94和95中就很難產(chǎn)生裂紋。最好將多個(gè)焊盤1整齊放置，并定位到通孔81c的長邊方向。這樣，就容易使從芯片外部進(jìn)入的探針、焊頭等接觸，以使進(jìn)入方向可在平面圖中垂直于通孔81c的長邊方向。
由于具有增大的焊盤1，因此不僅作為源線的布線74而且布線72也將沿實(shí)施例7的有關(guān)焊盤1的底部通過。在此實(shí)施例中，布線74和布線72分別被分成如圖53的多個(gè)線條形狀。就是說，布線72和74相當(dāng)于在實(shí)施例5中所示的“被分成線條形的第二下層布線層的布線”。就是說，有關(guān)布線72和74能夠吸收在焊盤1處產(chǎn)生的應(yīng)力。所以，就抑制了通過讓布線74和布線72在有關(guān)焊盤1底部通過而導(dǎo)致的半導(dǎo)體器件的強(qiáng)度退化。
(實(shí)施例8)圖60-圖64示出實(shí)施例8的半導(dǎo)體器件的輸入輸出部分結(jié)構(gòu)的布局圖案，分別對(duì)應(yīng)于實(shí)施例7中所示的圖53-圖57。就是說，圖60-圖64分別示出半導(dǎo)體器件輸入輸出部分的第三金屬布線層、第四通孔層、第四金屬布線層、第五通孔層以及第五金屬布線層的布局。由于作用區(qū)和多晶硅電極層、第一通孔層、第一金屬布線層、第二通孔層、第二金屬布線層以及第三通孔層的布局和實(shí)施例7的圖47-圖52所示的相同，因此其說明在此省略。而且在圖60-圖64中，同樣的編號(hào)賦予具有與在實(shí)施例6中圖33-圖45所示相同功能的組件。
僅是布線和通孔的布局不同，而相互電連接關(guān)系在圖60-圖64與圖53-圖57中相同。就是說，該實(shí)施例的輸入輸出部分的等效電路和圖32相同。所以，在以下，省略了每個(gè)布線和通孔的連接關(guān)系的詳細(xì)說明，僅說明了實(shí)施例8的特征部分。
在此實(shí)施例中，焊盤1做成比實(shí)施例7的更大，它形成為可跨在輸出緩沖器31、保護(hù)電路32和輸入緩沖器33的上部以及部分內(nèi)部電路30的上部。即，如圖62-圖64，使形成焊盤1的第四金屬布線層的布線81、第五通孔層的通孔81c以及第五金屬布線層的布線82分別延伸和存在于輸出緩沖器31、保護(hù)電路32、輸入緩沖器33以及部分內(nèi)部電路30之上。
由于焊盤1具有和實(shí)施例1相同的結(jié)構(gòu)(參閱圖1-圖3)，因此最好將通孔81c的寬度W和間隔D做成滿足上述公式(1)的關(guān)系。在這種情況下，當(dāng)使對(duì)焊盤1施加應(yīng)力的方向在平面圖中接近垂直于通孔81c的長邊方向時(shí)，在層間絕緣膜94和95中就很難產(chǎn)生裂紋。而且，最好將多個(gè)焊盤1整齊放置，并定位到通孔81c的長邊方向。這樣，就容易使從芯片外部進(jìn)入的探針、焊頭等接觸，以使進(jìn)入方向可在平面圖中垂直于通孔81c的長邊方向。
如圖60-圖62，第三金屬布線層的布線68(用作內(nèi)部電路30的源線)、布線69(用作內(nèi)部電路30的地線)、布線70和74(電源線)以及布線71和72(地線)都在焊盤1的下面通過。在此實(shí)施例中，這些布線68-72以及74都分別被分成多個(gè)線條的形狀，并用作在實(shí)施例5所示的“分成線條形的第二下層布線層的布線”。就是說，布線68-72和74可吸收在焊盤1處產(chǎn)生的應(yīng)力，并可抑制裂紋的產(chǎn)生。
因此，按照此實(shí)施例，焊盤1的面積可以增大，保持半導(dǎo)體器件的抗應(yīng)力性。當(dāng)焊盤1的面積變大時(shí)，就可獲得容易對(duì)有關(guān)焊盤1進(jìn)行探測(cè)和焊接的效果。
如圖65所示，可以使用該圖，將焊盤1的上表面分成用于進(jìn)行探測(cè)的區(qū)域(探測(cè)區(qū))，以及用于進(jìn)行引線焊接的區(qū)域(焊接區(qū))。
近年來，為了有助于半導(dǎo)體模塊的微型化，用于焊接的引線正在日益變細(xì)。所以，當(dāng)焊盤的上表面由于探測(cè)以及進(jìn)行焊接引線而被損壞時(shí)，就容易產(chǎn)生連接失效。當(dāng)焊盤1的面積可以如該實(shí)施例被增大，且探測(cè)區(qū)和焊接區(qū)可被分開時(shí)，即使是在探測(cè)之后，焊接區(qū)的上表面也不受損害，并可安全地進(jìn)行引線焊接。
在單獨(dú)規(guī)定焊盤1上表面上的探測(cè)區(qū)和焊接區(qū)時(shí)，最好將焊接區(qū)做在半導(dǎo)體芯片的外側(cè)。其原因可用圖66來說明。例如，當(dāng)在半導(dǎo)體芯片內(nèi)部焊接引線時(shí)，如圖66(a)，引線很容易接觸半導(dǎo)體芯片的邊緣。當(dāng)略微加長引線時(shí)，就可防止接觸，但不利于半導(dǎo)體模塊的微型化。當(dāng)將引線焊接到半導(dǎo)體芯片的外側(cè)時(shí)，如圖66(b)，不加長引線就可防止有關(guān)引線和半導(dǎo)體芯片邊緣的接觸。
雖然已對(duì)本發(fā)明作了詳細(xì)說明，但上述說明在所有方面都是示范性的，本發(fā)明不并局限于此。在不背離本發(fā)明范圍的前提下，可以設(shè)想未舉例說明的無數(shù)改動(dòng)。
權(quán)利要求
1.一種具有多個(gè)焊盤的半導(dǎo)體器件，每個(gè)焊盤具有使用最上層布線層形成的第一金屬，以及多個(gè)各具有線條形狀、排列在第一金屬下面并與所涉及的第一金屬連接的第二金屬，其中所述焊盤整齊放置并定位到具有線條形狀的第二金屬的長邊方向。
2.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中在第二金屬底部寬度W和間隔D滿足關(guān)系式W≤D≤2×W。
3.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，其中第二金屬嵌入在第一金屬下面的絕緣層中，且上部在所涉及的所述絕緣層中相互連接。
4.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述最上層布線層下面一層的第一下層布線層；其中所述焊盤還具有第三金屬，第三金屬排列在第二金屬下面，與所涉及的第二金屬連接，并使用第一下層布線層形成。
5.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述最上層布線層下面一層的第一下層布線層；其中所述焊盤還具有蝕刻阻止層，所述蝕刻阻止層排列在第二金屬下面，并使用第一下層布線層前表面的阻擋層金屬形成。
6.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述焊盤下的第二下層布線層；以及預(yù)定形狀的多個(gè)第四金屬，它們排列在所述焊盤下部的區(qū)域中由第二下層布線層的布線上面，并連接到所涉及的所述布線。
7.如權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述焊盤下部的區(qū)域中，由第二下層布線層的所述布線被分成多個(gè)線條的形狀。
8.如權(quán)利要求1所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述焊盤下的第二下層布線層；其中在所述焊盤下部的區(qū)域中，由第二下層布線層的布線被分成多個(gè)線條的形狀。
9.一種具有焊盤的半導(dǎo)體器件，所述焊盤具有使用最上層布線層形成的第一金屬，以及多個(gè)各具有線條形狀、排列在第一金屬下面并與所涉及的第一金屬連接的第二金屬，其中第二金屬嵌入在第一金屬下面的絕緣層中，且上部在所涉及的所述絕緣層中相互連接。
10.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，其中在第二金屬底部寬度W和間隔D滿足關(guān)系式W≤D≤2×W。
11.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述最上層布線層下面一層的第一下層布線層；其中所述焊盤還具有第三金屬，第三金屬排列在第二金屬下面，與所涉及的第二金屬連接，并使用第一下層布線層形成。
12.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述最上層布線層下面一層的第一下層布線層；其中所述焊盤還具有蝕刻阻止層，所述蝕刻阻止層排列在第二金屬下面，并使用第一下層布線層前表面的阻擋層金屬形成。
13.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述焊盤下的第二下層布線層；以及預(yù)定形狀的多個(gè)第四金屬，它們排列在所述焊盤下部的區(qū)域中由第二下層布線層的布線上面，并連接到所涉及的所述布線。
14.如權(quán)利要求13所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述焊盤下部的區(qū)域中由第二下層布線層的所述布線被分成多個(gè)線條的形狀。
15.如權(quán)利要求9所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述焊盤下的第二下層布線層；其中在所述焊盤下部的區(qū)域中，由第二下層布線層的布線被分成多個(gè)線條的形狀。
16.一種具有焊盤的半導(dǎo)體器件，所述焊盤具有使用最上層布線層形成的第一金屬，以及多個(gè)各具有線條形狀、排列在第一金屬下面并與所涉及的第一金屬連接的第二金屬，其中所涉及的所述半導(dǎo)體器件具有在所述最上層布線層下面一層的第一下層布線層；以及所述焊盤具有蝕刻阻止層，所述蝕刻阻止層排列在第二金屬下面，并使用第一下層布線層前表面的阻擋層金屬形成。
17.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，其中在第二金屬底部寬度W和間隔D滿足關(guān)系式W≤D≤2×W。
18.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述焊盤下的第二下層布線層；以及預(yù)定形狀的多個(gè)第四金屬，它們排列在所述焊盤下部的區(qū)域中由第二下層布線層的布線上面，并連接到所涉及的所述布線。
19.如權(quán)利要求18所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述焊盤下部的區(qū)域中，由第二下層布線層的布線被分成多個(gè)線條的形狀。
20.如權(quán)利要求16所述的半導(dǎo)體器件，還包括在所述焊盤下的第二下層布線層；其中在所述焊盤下部的區(qū)域中，由第二下層布線層的布線被分成多個(gè)線條的形狀。
21.一種半導(dǎo)體器件，包括焊盤；沿所述焊盤下部通過的布線；以及在所述焊盤下部區(qū)域中所述布線上面的預(yù)定形狀的多個(gè)金屬。
22.如權(quán)利要求21所述的半導(dǎo)體器件，其中在所述焊盤下部的區(qū)域中，所述布線被分成多個(gè)線條的形狀。
23.一種半導(dǎo)體器件，包括焊盤；輸出緩沖器，其將信號(hào)輸出到所述焊盤；輸入緩沖器，其中輸入了施加到所述焊盤的信號(hào)；以及內(nèi)部電路，其連接到所述輸出緩沖器的輸入側(cè)以及所述輸入緩沖器的輸出側(cè)；其中所述焊盤形成在所述輸出緩沖器上面，而不形成在所述輸入緩沖器和所述內(nèi)部電路上面。
24.如權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體器件，其中所述輸出緩沖器包括PMOS晶體管和NMOS晶體管；以及所述焊盤形成在所述PMOS晶體管和所述NMOS晶體管中的一個(gè)晶體管上面，而不形成在另一個(gè)晶體管上面。
25.如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體器件，其中所述一個(gè)晶體管是所述PMOS晶體管，所述另一個(gè)晶體管是所述NMOS晶體管。
26.如權(quán)利要求24所述的半導(dǎo)體器件，其中所述焊盤、所述PMOS晶體管的漏極以及所述NMOS晶體管的漏極電連接到公用布線，并且在所述公用布線中，與所述焊盤的連接部分是在與所述PMOS晶體管漏極的連接部分和與所述NMOS晶體管漏極的連接部分之間。
27.如權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體器件，其中所述輸出緩沖器包括PMOS晶體管和NMOS晶體管，且所述焊盤形成為延伸在所述輸出緩沖器的所述PMOS晶體管和所述NMOS晶體管的上部之上。
28.如權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體器件，其中所述焊盤具有使用最上層布線層形成的第一金屬，以及多個(gè)各具有線條形狀、排列在第一金屬下面并與所涉及的第一金屬連接的第二金屬。
29.如權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件，還包括多個(gè)所述焊盤；其中所述焊盤被排列和定位到具有線條形狀的第二金屬的長邊方向。
30.如權(quán)利要求28所述的半導(dǎo)體器件，其中在第二金屬底部寬度W和間隔D滿足關(guān)系式W≤D≤2×W。
31.如權(quán)利要求23所述的半導(dǎo)體器件，其中被分成多個(gè)線條形狀的布線形成在所述焊盤下部的區(qū)域中。
32.一種半導(dǎo)體器件，包括焊盤；輸出緩沖器，其將信號(hào)輸出到所述焊盤；輸入緩沖器，其中輸入了施加到所述焊盤的信號(hào)；以及內(nèi)部電路，其連接到所述輸出緩沖器的輸入側(cè)以及所述輸入緩沖器的輸出側(cè)；其中所述焊盤形成為延伸在所述輸出緩沖器和所述輸入緩沖器的上部以及部分所述內(nèi)部電路的上部之上。
33.如權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體器件，其中所述焊盤包括使用最上層布線層形成的第一金屬，以及多個(gè)各具有線條形狀、排列在第一金屬下面并與所涉及的第一金屬連接的第二金屬。
34.如權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體器件，還包括多個(gè)所述焊盤；其中所述焊盤被排列并定位到具有線條形狀的第二金屬的長邊方向。
35.如權(quán)利要求33所述的半導(dǎo)體器件，其中在第二金屬底部寬度W和間隔D滿足關(guān)系式W≤D≤2×W。
36.如權(quán)利要求32所述的半導(dǎo)體器件，其中被分成線條形狀的多個(gè)布線形成在所述焊盤下部的區(qū)域中。
全文摘要
一種半導(dǎo)體器件，其中抗焊盤中所產(chǎn)生應(yīng)力的強(qiáng)度被提高了。提供有多個(gè)焊盤(1)。在每個(gè)焊盤(1)中，在使用最上層形成的第一金屬(11)下提供有多個(gè)線條狀第二金屬(12)。這樣，為提高抗焊盤中所產(chǎn)生應(yīng)力的強(qiáng)度，將焊盤(1)沿第二金屬(12)的縱向排列。亦即將焊盤(1)排列成使第二金屬(12)的縱向(L1)和焊盤(1)的排列方向(L2)在同一方向。
文檔編號(hào)H01L23/485GK1947231SQ200580012550
公開日2007年4月11日 申請(qǐng)日期2005年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月26日
發(fā)明者神崎照明, 出口善宣, 三木一伸 申請(qǐng)人:株式會(huì)社瑞薩科技