JPH03154341A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH03154341A
JPH03154341A JP1293490A JP29349089A JPH03154341A JP H03154341 A JPH03154341 A JP H03154341A JP 1293490 A JP1293490 A JP 1293490A JP 29349089 A JP29349089 A JP 29349089A JP H03154341 A JPH03154341 A JP H03154341A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は配線パターンを改善した半導体装置に関するも
ので、特にコンタクトホール、スルーホール等の接続孔
と配線との合せ余裕のルール決定に使用されるものであ
る。
(従来の技術) 従来、コンタクトホール、スルーホール等の接続孔と配
線との合せ余裕は、四方の全てが孔の周囲から等距離と
なるように設けられていた。これは、フォトリソグラフ
ィ時の合せ誤差があらゆる方向にランダムに生じるため
である。よって、その合せ誤差が零の場合には、第3図
(a)及び(b)に示すように、アラウンド幅(配線の
合せ令裕部Hをいう。以下同じ。)は四方の全てが等幅
となる。ここで、1.1は接続孔、12は配線層、13
は層間絶縁膜をそれぞれ示している。
ところで、同図に示すように、接続孔11上の配線層1
2は、くびれ部分Sが生じたものとなっている。よって
、接続孔11を介して電流11〜i4が流れた場合、く
びれ部分Sでの抵抗が大きくなる。このため、接続孔1
1近辺の配線抵抗(以下「接続孔抵抗」という。)は、
第4図に示すような等価回路に置き換えられる。そして
、接続孔11と配線12とのパターンの合せ誤差が零の
時は、配線引出し側の電流路が十分となるように設計し
であるため、接続孔抵抗は問題とならない。
しかしながら、実際にはパターンの合せ誤差αがあるた
め、接続孔11と配線層12とは様々なズレを生じる。
第5図(a)乃至(c)は、接続孔IIと配線層12と
の合せズレの3態様を示すものである。以下、同図並び
に前記第3図及び第4図を参照しながらその態様につい
て説明する。
第5図(a)は、接続孔11が配線引出し側に対して反
対側ヘズした場合を示している。この場合には、アラウ
ンド幅B1が狭くなり抵抗R1、R,−の増大が問題と
なるが、この場合に影響を受ける電流i、の全体に占め
る割合は少ない。また、アラウンド幅B2が広くなりR
2及びR2が減少する方向であるから全体としての接続
孔抵抗値の変化はほとんどないと考えてよい。
同図(b)は、接続孔11が配線引出し側に対して垂直
側ヘズした場合を示している。この場合には、アラウン
ド幅C3が狭くなり、アラウンド幅C2が広くなるため
、抵抗(R2+R1)と抵抗(Rz ” + Rq −
)とが相補的に増減する。よって、接続孔抵抗値への影
響は、全体として少ない。
同図(c)は、接続孔11が配線引出し側ヘズした場合
を示している。この場合には、アラウンド幅B2が狭く
なるため、実効的な電流路が狭くなり、接続孔抵抗の増
大が問題となる。即ち、電流は、抵抗rl、R2及びR
2−の全てを通って流れているが、構造上高抵抗となる
抵抗「1を流れる電流i、よりは、抵抗R2、R2°を
流れる電流12.12 ″が支配的となる。また、電流
I2及びI2°は、抵抗「2〜r1等を介して流れてい
るため、その流路抵抗は大きなものとなる。
よって、この場合は、合せズレの影響を直接受け、接続
孔抵抗値は大きくなる。なお、この場合における合せズ
レ量(μm)と接続孔抵抗値(合せズレ量が零時の抵抗
との相対値)との関係を第6図の曲線lに示す。
(発明が解決しようとする課題) このように、従来は、パターンの合せ誤差αがあらゆる
方向へランダムに生じており、接続孔が配線引出し側ヘ
ズした場合にはその合せズレの影響を直接受け、接続孔
抵抗値が大きくなるという欠点があった。
よって、本発明は、コンタクトホール、スルーホール等
の接続孔と配線層との合せズレが生じた場合でも接続孔
抵抗値が増大しないような半導体装置を提供することを
目的とする。
[発明の構成] (3題を解決するための手段) 上記目的を達成するために、本発明の半導体装置は、半
導体基板と、この半導体基板上に形成される配線の接続
孔と、この接続孔上に形成され、かつ、その配線引出し
側における前記接続孔との合せ余裕が、パターンの合せ
ズレを補償するために必要な所定幅だけ、所定の合せ余
裕より広く設けられる配線層とを有している。
また、前記配線引出し側における前記接続孔との合せ余
裕は、前記配線引出し測量外における前記接続孔との合
せ余裕より広く設けられている。
(作 用) このような構成によれば、接続孔が配線引出し側ヘズし
た場合にも、あらかじめ前記配線引出し側における前記
接続孔との合せ余裕が、パターンの合せズレを補償する
のに必要な・所定幅だけ、所定の合せ余裕より広く設け
られている。このため、合せズレが発生しても必要なア
ラウンド幅は確保でき、接続孔抵抗値の変化が問題とな
ることもない。
(実施例) 以下、図面を参照しながら本発明の一実施例に係わる半
導体装置について詳細に説明する。なお、この説明にお
いて、全図にわたり共通部分には共通の参照符号を用い
ることで重複説明を避けることにする。
第1図は本発明の第1の実施例に係わる半導体装置のパ
ターン形状を示している。ここで、21は半導体基板、
22は接続孔、23は配線層、Aは配線幅、B及びCは
アラウンド幅をそれぞれ示している。
半導体基板21上には、コンタクトホール、スルーホー
ル等の接続孔22が形成されている。接続孔22上には
配線層23が形成されている。配線層23は、その配線
引出し側における接続孔22との合せ余裕が、パターン
の合せズレを補償するために必要な所定幅だけ、所定の
合せ余裕(パターンの合せ誤差が零の時、配線引出し側
の電流路が十分となるような合せ余裕をいう。以下同じ
。)より広く設けられている。また、前記配線引出し側
以外における前記接続孔との合せ余裕は、パターンが大
きくならない程度に必要な所定幅だけ設けられている。
具体的には、配線引出し側における接続孔22との合せ
余裕は、接続孔22と配線層23とのXターンの合せ精
度骨だけ所定の合せ余裕より広く設けられている。
例えば、必要なパターンの合せ精度が3σ(σは正規分
布における分散)で0.5μm程度の場合は、最小1.
0μm程度のアラウンド幅Bを確保するためには、配線
引出し側の合せ余裕の設計幅を約1゜5μmにすればよ
い。この場合、パターンの合せズレが零のときはアラウ
ンド幅Bは、実質的に合せ余裕の設計幅どうり約1.5
μmとなり、また、パターンの合せズレが0.5μm程
度あったときでもアラウンド幅Bは約1.0μmを確保
できる。
また、配線引出し側以外の合せ余裕の設計幅は、例えば
最小0.2μm程度のアラウンド幅Cを得るように約0
.7μmとする。なぜなら、配線引出し側の合せ余裕の
設計幅と同じにすると、接続孔22部における配線層2
3のパターンが大きくなり、集積度が低下するからであ
る。よって、配線引出し側以外の合せ余裕の設計幅は、
パターンが大きくならない程度に必要な所定幅だけ設け
ればよい。ここで、配線幅Aは約2μm1接続孔22の
寸法は約3.OX3.0μmとしている。
このような構成によれば、接続孔22が配線引出し側ヘ
ズしたときにも、あらかじめ配線引出し側の合せ余裕を
その合せズレに対応できる所定幅だけ、所定の合せ余裕
より広く設けている。このため、接続孔22が配線引出
し側ヘズしても必要なアラウンド幅Bは確保でき、接続
孔抵抗値を変化させることはない。
ところで、前記実施例について、配線引出し側の合せ余
裕の設計幅を約1.5μm1配線引出し側以外の合せ余
裕の設計幅を約0.7μmに設定して接続孔22上に配
線層23を形成したときの接続孔抵抗値を調べてみた。
その結果、第6図の曲線Hに示すように、配線引出し側
への接続孔22の合せズレ量が1.0μmの範囲(アラ
ウンド幅Bが0.5〜1.5μmの範囲)では、接続孔
抵抗値の変化は認められなかった。
また、本発明を4500素子のバイポーラLSI(AD
コンバパー)に適用したところ、集積度の低下は認めら
れなかった。
第2図は本発明の第2の実施例に係わる半導体装置のパ
ターン形状を示している。
半導体基板21上には、コンタクトホール、スルーホー
ル等の接続孔22が形成されている。接続孔22上には
配線層23が形成されている。この配線層23は、配線
延長部Pとコンタクト部Qとが鈍角(π/2くθくπ)
となるように接続されている。
なお、配線延長部Pとコンタクト部Qとが直角に接続さ
れている場合は前記第1の実施例となる。
そして、その配線引出し側(アラウンド幅B方向)にお
ける接続孔22との合せ余裕は、パターンの合せズレを
補償するのに必要な所定幅だけ、所定の合せ余裕より広
く設けられている。
例えば、必要なパターンの合せ精度が3σ(σは正規分
布における分散)で0.5μm程度の場合は、最小1.
0μm程度のアラウンド幅Bを確保するためには、配線
引出し側(アラウンド幅B方向)の合せ余裕の設計幅を
約1.5μmにすればよい。また、配線引出し側以外の
合せ余裕の設:1゛幅は、最小0.2μm程度のアラウ
ンド幅Cを得るように、約0.7μmとする。
このような構成では、接続孔22が配線引出し側(配線
の延長方向)ヘズした場合に、アラウンド幅Bはその合
せズレ量のsinθ(θ−3π/4のときは1/J2)
倍に減少する。
しかし、あらかじめ配線引出し側(アラウンド幅B方向
)の合せ余裕をその合せズレに対応できる所定幅だけ、
所定の合せ余裕より広く設けている。
よって、接続孔22が配線引出し側(配線の延長方向)
ヘズしても必要なアラウンド幅Bは確保でき、接続孔抵
抗値が変化することもない。
[発明の効果] 以上、説明したように、本発明の半導体装置によれば、
次のような効果を奏する。
接続孔が配線引出し側ヘズした場合にも、あらかじめ前
記配線引出し側における前記接続孔との合せ余裕が、パ
ターンの合せズレを補償するのに必要な所定幅、例えば
3σだけ所定の合せ余裕より広く設けられている。この
ため、合せズレが発生しても必要なアラウンド幅は確保
でき、接続孔抵抗値の変化が問題となることもない。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例に係わる半導体装置を示
す平面パターン図、第2図は本発明の第2の実施例に係
わる半導体装置を示す平面パターン図、第3図(a)は
従来の半導体装置を示す平面パターン図、第3図(b)
は同図(a)のP−P−線に沿う断面図、第4図はコン
タクトホール、スルーホール等の接続孔近辺における配
線の配線抵抗の等価回路図、第5図は接続孔と配線との
合せズレの態様を示す平面パターン図、第6図は従来及
び本発明の半導体装置について、合せズレ量と接続孔抵
抗値の関係を示す図である。 21・・・半導体基板、22・・・接続孔、23・・・
配線層、A・・・配線幅、B、C・・・アラウンド幅、
P・・・配線延長部、Q・−・コンタクト部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板と、この半導体基板上に形成される配
    線の接続孔と、この接続孔上に形成され、かつ、その配
    線引出し側における前記接続孔との合せ余裕が、パター
    ンの合せズレを補償するために必要な所定幅だけ、所定
    の合せ余裕より広く設けられる配線層とを具備すること
    を特徴とする半導体装置。
  2. (2)前記配線引出し側における前記接続孔との合せ余
    裕は、前記配線引出し側以外における前記接続孔との合
    せ余裕より広く設けられていることを特徴とする請求項
    1記載の半導体装置。
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