JP3082807B2 - 半導体装置の配線構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置に関し、特
に、多層配線のスルーホール構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３（ａ）は従来の半導体装置の断面図
であり、図３（ｂ）は従来の半導体装置の平面図であ
る。

【０００３】従来の半導体装置は、図３に示すように、
基板１１上に第１層配線１２を形成し、第１層配線１２
と第２層配線１６の間に、表面にスピン法により例えば
シリコン酸化膜を塗布して形成した塗布膜１３を形成し
て上面を平坦化した後に、絶縁膜１４を形成し、第１層
配線１２と第２層配線１６を接続する第１のスルーホー
ル１５が開口され、その上に第２層配線１６が形成され
る。

【０００４】尚、第２層配線１６以降の形成は、第１層
配線１２の形成から第２層配線１６の形成を繰返して行
われる。

【０００５】そして、装置の信頼性を確保する為には、
電流密度を考慮する必要があり、特に大電流が流れる電
源配線用のスルーホールのサイズは大きくし、第１層配
線１２から第３層配線１８を接続する第１及び第２のス
ルーホール１５、１７は、図３（ａ）に見られる如く第
１のスルーホール１５の段差をさけるために、ずらして
配置されていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来における半導体装置は、図４に示すように、第１のス
ルーホール１５上に第２のスルーホール１７を配置した
場合には、第２層配線１６と第３層配線１８の間に、第
１のスルーホール１５の段差により第２層配線１６を形
成した時にできるスルーホール中央の凹部に、第２層配
線１６を平坦化する為に用いる塗布膜１３と第２層配線
１６と第３層配線１８の絶縁膜１４を形成後、第２のス
ルーホール１７の開口時に塗布膜１３がエッチング残り
し、残った塗布膜１３中の水分やガス成分が後工程の熱
処理で膨張し、第２層配線１６と第３層配線１８が導通
不良となる。

【０００７】また塗布膜１３がエッチング残りしないよ
うに第２のスルーホール１７を開口しても、第２のスル
ーホール１７の段差は第１のスルーホール１５の段差よ
りさらに大きくなり、多層配線構造には適さないので、
他層間を接続するスルーホールは図３に示すようにずら
して配置されていた。

【０００８】従って、配線層が増えるに伴い、他層配線
間を接続する配線領域が増加し、チップ面積が大きくな
るために、集積度や歩留が低下する。

【０００９】さらに、自動配線方式を用いた半導体装置
では、自動配線領域が減少するために、配線性が低下す
るという欠点がある。

【００１０】本発明は従来の上記実情に鑑みてなされた
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記諸欠点を解消し、下層スルーホール上に上層ス
ルーホールを配置しても他層配線間の導通不良がなく、
また配線層が増えても配線領域や自動配線の配線性が低
下することなく、高集積、高歩留で形成することを可能
とし、信頼性の高い新規な半導体装置を提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明に係る半導体装置は、多層配線構造を有する
半導体装置において、上層のスルーホールの直下に設け
られた下層のスルーホールの少なくとも対向する辺のど
ちらか一方の幅が、下層スルーホール開口部に埋設され
た導電材料の厚さの約２倍以下となる下層スルーホール
を備えて構成される。

【００１２】

【実施例】次に、本発明をその好ましい各実施例につい
て図面を参照して具体的に説明する。

【００１３】図１（ａ）は本発明による第１の実施例を
示す断面図であり、図１（ｂ）は本発明による第１の実
施例を示す平面図である。

【００１４】図１（ａ）、（ｂ）に示すように、基板１
上に第１層配線２を形成し、表面にスピン法により塗布
して形成した塗布膜３を形成して上面を平坦化し、絶縁
膜４を形成するまでは、図３に示す従来の半導体装置と
同様である。

【００１５】本発明が図３に示す従来の半導体装置と異
なる点は、第１層配線２と第２層配線６を接続する第１
のスルーホール５の少なくとも対向する辺のどちらか一
方の幅を、第１のスルーホール５開口後、第１のスルー
ホール５の部分に埋設される導電材料の厚さの約２倍以
下にすることである。

【００１６】例えば、第２層配線６に厚さに１．２μｍ
のＡｕめっきを使用した場合には第１のスルーホール５
の幅を２μｍにすることで、第１のスルーホール５の段
差が１μｍであっても第２層配線６を形成した時にでき
るスルーホール中央の凹部は深さは０．４μｍ、幅０．
８μｍの逆三角形に平坦化され、第２層配線６を平坦化
する為に用いる塗布膜３と第２層配線６と第３層配線８
の絶縁膜４を形成後、第２のスルーホール７の開口時に
上記塗布膜３はエッチングされ、第２のスルーホール７
の段差も第１のスルーホール５の段差と同程度になり、
第１のスルーホール５の上に第２のスルーホール７を配
置することができる。

【００１７】第３層配線８の形成以降は図３に示す従来
の半導体装置と同様である。

【００１８】図２は本発明による第２の実施例を示す断
面図である。

【００１９】図２を参照するに、図２に示された第２の
実施例は、第１、第２及び第３のスルーホール５、７、
９を有する場合の例であり、第１及び第２のスルーホー
ル５、７の幅を、図１に示した本発明による第１の実施
例中の第１のスルーホール５と同様にスルーホール開口
後、埋設される導電材料の厚さの約２倍以下にすること
である。

【００２０】第４層配線１０の形成以降は、図１に示す
第１の実施例の第３層配線８の形成以降と同様である。

【００２１】また、本発明の実施例については、塗布膜
を形成後に絶縁膜を形成する構造を例に取り説明した
が、どのような層間膜であっても本発明の多層配線構造
であれば、同様な効果が得られることは言うまでもな
い。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
従来の製造方法を変更することなく、且つ上層のスルー
ホールの直下に設けられた下層のスルーホールの少なく
とも対向する辺のどちらか一方の幅が、下層スルーホー
ル開口後、埋設される導電材料の厚さの約２倍以下とな
る下層のスルーホールを備えることにより、他層配線間
の導通不良なく、また、配線層が増えても配線領域や自
動配線の配線性が低下することなく、高集積、高歩留で
信頼性が向上するという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明による第１の実施例を示す断面
図であり、（ｂ）は本発明による第１の実施例を示す平
面図である。

【図２】本発明による第２の実施例を示す断面図であ
る。

【図３】（ａ）は従来におけるこの種の半導体装置の断
面図であり、（ｂ）は従来におけるこの種の半導体装置
の平面図である。

【図４】本発明が解決しようとする課題を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１、１１…基板 ２、１２…第１層配線 ３、１３…塗布膜 ４、１４…絶縁膜 ５、１５…第１のスルーホール ６、１６…第２層配線 ７、１７…第２のスルーホール ８、１８…第３層配線 ９…第３のスルーホール １０…第４層配線

フロントページの続き (72)発明者 大竹 敏和 神奈川県川崎市中原区小杉町一丁目403 番53日本電気アイシーマイコンシステム 株式会社内 (56)参考文献 特開 平５−267470（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−169154（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 多層配線構造を有する半導体装置におい
   て、上層のスルーホールの直下に設けられた下層の矩形
   状のスルーホールの短辺の長さが前記下層スルーホール
   開口部に埋設した導電材料の厚さの約２倍以下となる前
   記下層スルーホールを備えることを特徴とする半導体装
   置の配線構造。
2. 【請求項２】 前記下層スルーホールの幅を前記上層ス
   ルーホールの幅とほぼ同じにし、前記下層スルーホール
   のほぼ中央部に、２組の対向する辺のいずれか一方の組
   の両辺に両端が達する絶縁膜を形成して、該絶縁膜によ
   り形成された２個の下層スルーホールの各短辺の長さを
   前記導電材料の厚さの約２倍以下としたことを更に特徴
   とする請求項１に記載の半導体装置の配線構造。