JPH0438852A - 多層配線を有する半導体装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は多層配線構造の半導体集積回路装置に係り、特
にＡｌ多層配線構造におけるスルーホール部（Ａｌを埋
めた透孔）を通してのＡ７！断線を防止する構造に関す
る。

〔従来の技術〕

■Ｃなどの半導体チップを樹脂等のパンケージに封止す
る際に、パッケージにががる熱応力によって、半導体装
ノブ上に形成された多層配線構造における上層と下層の
Ａｌ配線間の層間絶縁膜に歪みを生し、そこに設けた透
孔部がずれてＡＺ断線を起こすことが少なくない。この
ような熱応力による歪みはチップの中心部よりも周辺部
で特に著しく、したがってＡｉ（ｆｉ線も周辺部でよく
起きる。また、Ａ１線および透孔部の腐食についても周
辺部であることが多い。

従来の半導体装置にあっては、上記のＡＺ断線対策とし
て特開昭６２−１９５１４７号公報等に記載されている
ように、チップ周辺領域にはスルーホールを存在させな
いか、または存在させた場合にその部分のスルーホール
部径を中央部分のそれよりも大きい寸法に形成すること
が提案されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

チップ周辺部で多層配線を接続するスルーホール部の口
径を大きくするという従来技術では、スルーホール部の
部分で上下の配線の幅を大きくする必要があり、このた
めに配線間隔を広げるなど設計上問題があった。また、
それによって同じ面で隣り合う配線間短絡も起りやすく
、−個所でも断線や腐蝕あるいは短絡があった場合はＩ
Ｃ回路全体が不良となってしまうことになった。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので
あり、その目的は半導体装置におけるスルーホール断線
不良を防止できる、あるいはそれに対処した多層配線構
造を提供することにある。

本発明の他の目的は熱歪みの影響の少ない信頼性のある
多層配線を有する半導体装置を提供することにある。

〔課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は半導体チ、７プの一
主面上に、多層の配線が層間絶縁膜を介して形成された
半導体装置であって、上層の配線と下層の配線とは層間
絶縁膜に設けた第１の透孔部を通して接続されるととも
に、同じ上下の配線間が別に設けた１個ないし複数個の
第２の透孔部を通して接続されていることを特徴とする
ものである。

本発明はまた、上記多層配線を有する半導体装置におい
て、第２の透孔部は半導体チップ周辺部で形成されるも
のである。

本発明はまた、上記多層配線を有する半導体装置におい
て、第１の透孔部以外に上下の配線間の導通を目的とし
ない透孔部を有するものである。

〔作用〕

上層のＡＺ配線と下層のＡＩ！配線とを層間絶縁膜に設
けた複数のスルーホール（Ｘ３孔）を通して接続するこ
とにより、それら透孔を含む多層配線構造の機械的強度
が増加し、熱歪みによる影響を受けにくくなった。また
、複数の透孔を設けたことで、その一つの透孔部がずれ
やＷ６蝕により断線したとしても他の透孔部での導通が
あることで、上下の配線間の接続が確保される。この場
合、配線の幅をひろげる必要もなくレイアウトが容易で
ある。

、このような複数の透孔を含む多層配線構造を熱歪みや
ＷＪｆ！！ｌ！の影響の大きいチップ周辺部に形成する
ことで、ズレのための断線や腐蝕のための断線を防止な
いし対処できる。

複数の透孔を含む多層配線構造は、一部が配線間を接続
することを目的としない構造であってもそれ自体が上下
の配線層間に貫設した杭の役割をなし、多層構造の強度
を増し、層間のズレをなくして半導体装置の信頼性を向
上する。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
。

第１図は本発明の一実施例である半導体装置の一部配線
しイアウドを示す平面図である。第２図は第１図におけ
るＡ−Ａ視断面図である。

第３図は従来の配線レイアウトを本発明と対照して示す
平面図、第４図は同Ａ−Ａ視断面図である。

ｌは半導体基板（チップ）であり、この上に多層（２層
）のＡｌ配線が構成される。すなわち、第１層の、１Ｍ
配線４上に層間絶縁膜５を介して第２ＮＡｉ配線３が設
けられる。層間絶縁膜には、たとえばポリイミド系の高
分子樹脂または、ソリコン酸化物系の無機樹脂等が使用
される。第１屓Ａｌ配線４と第２ｒｒＩＡｌ配線３とは
透孔部（スルーホール）６を埋めた上層のＡｔ’を通し
て接続される。！＠２層Ａｉ！配線３はチップ周辺部で
Ａｆ１％からなるパッド（ワイヤボンディング用バンド
）に連結している。これらの構成部分の指示番号は第１
図〜第４図を通して共通の番号が用いられている。

従来技術のレイアウトでは第３図に示すように第１ｉｉ
Ａｆ配！！４と第２層Ａ１配１Ｍ３とは単一の透孔部６
を通してのみ接続されている。このような配線構造で熱
歪みを受けると第４図に矢印Ｓｌ。

Ｓ２に示すような層間のズレを生じ、透孔部６において
Ａｌ断線が起こり易いことは既に述べた通りである。こ
のような断線や腐蝕はチップ周辺部で特に著しい。

本発明の一実施例としては、第１図、第２図に示すよう
に、第１層、１１配ＩＪｉＩ４と第２層Ａｌ配線３との
接続は第１の透孔部６以外に、これと並列に第２の透孔
部８を通してなされる。

さらに同図に示すように、第２層Ａ７！配線３の他の個
所では上下の配線間の導通を目的としない第３の透孔部
９が設けられる。

第５図、第６図は本発明を応用した他の一実施例を示す
ものである。この例ではチップのコーナ一部にトランジ
スタを有する場合の例で、ベース（１２）　、エミッタ
（１１）等の電極のコンタクトを複数個設け、それぞれ
に透孔部（１０ａ、１０ｂ）を通じて複数のＡ７！配線
３ａ、３ｂに接続する。このＡＩ配線３ａ、３ｂは共通
のバッド２に連結されている。

この場合、２つのＡｌ配線を一つの配線とみなしてよく
、Ａｌずれにより一方の透孔部で断線があった場合にも
、他方の透孔部及び配線で断線を防止することができる
。

上述した実施例では２層のＡＩ配線構造の例を掲げたが
、本発明は３層ないしそれ以上の多層配線、Ａｌ配線の
一部を他の導体、たとえば多結晶Ｓｉ　、Ｓｔ入りＡｌ
の配線に置き代えた場合にも同様に有効である。

〔発明の効果〕

本発明は以上説明したように構成されているので以下に
記載のような効果を奏する。

（１）一つの接点に対して複数の透孔部のＡｌの存在に
よって機械的強度が増し、パッケージ熱応力による絶縁
膜とＡｌ膜とのズレにより起る断線不良の発生を低減で
きる。

（２）また、複数の透孔部があることにより、方の透孔
部での断線があっても他方の透孔部で導通をカバーする
ことができる。

（３）上記（１）、（２）により、透孔部での不良発生
が少なくなり、半導体製品の信頼性を向上することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例である半導体装置の一部平面
図である。 第２図は第１図におけるＡ−Ａ視断面図である。 第３図は従来の半導体装置の例を示す一部平面図である
。 第４図は第３図におけるＡ−Ａ視断面図である。 第５図は本発明の他の一実施例である半導体装置の一部
平面図である。 第６図は第５図におけるＡ−Ａ視断面図である。 ２・・・ポンディングパッド、 ３・・・′＄２層Ａ／配線、　４・・・第１層ＡＮ配線
、５・・・層間絶縁膜（ポリイミド系高分子樹脂）、６
・・・第１の透孔部（Ａｌ）　、７・・・Ａｌ配線屈曲
部８・・・第２の透孔部（Ａｌ＞、 ９・・・第３の透孔部（Ａｌ）、 １０ａ、１０ｂ・・・電極にコンタクトする透孔部、１
１・・・エミッタ、　　１２・・・ベース。 １・・・半導体チップ（Ｓｉ基板）、 第 図 ソー昼８０Ｘ批でＬ 第 図 （洸１棧揉０ 第 図 ７−！！１ｆｆｌ棉のを仲お

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体チップの一主面上に、多層の配線が層間絶縁
   膜を介して形成された半導体装置であって、上層の配線
   と下層の配線とは層間絶縁膜に設けた第１の透孔部を通
   して接続されるとともに、同じ上下の配線間が別に設け
   た１個ないし複数個の第２の透孔部を通して接続されて
   いることを特徴とする多層配線を有する半導体装置。 ２、請求項１に記載の多層配線を有する半導体装置にお
   いて、第２の透孔部は半導体チップ周辺部で形成される
   。 ３、請求項１に記載の多層配線を有する半導体装置にお
   いて、第１の透孔部以外に上下の配線間の導通を目的と
   しない透孔部を有する。