JPS59169150A - 多層配線構造 - 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】 〔技術分野〕 本発明は多層配線技術に関し、特に半導体装置に用いて
好適な多層配線構造に関するものである。

〔背景技術〕

半導体装置にあっては多層配線が必須のものとされてい
る。一方、高集積化に伴なって配線幅の寸法は益々微細
化されている。このため、各層の配線を相互接続するた
めに層間絶縁膜に開口されるスルーホールの位置設定に
も高精度が要求される。この精度が十分でないと、一方
の配線層に対してスルーホールが位置ずれを起す所謂口
はずれを生じる。

例えば第１図（Ａｌ　、　（Ｂｌは目はずれ状態の一例
を示す平面図とその断面図であり、層間絶縁膜３の上下
に形成されている第１Ａｐ層（下層）１と第２Ａ看層（
上層）２の直交交差部にスルーホール４を形成している
が、このスルーホール４は下側の第１ＡＡ層１上に完全
に重ならず目はずれを生じている。

このような目はずれが生じると、第１ＡＰ層１の側面部
においてスルーホール４内に急峻な段差を有する狭い窪
み（以下、フレバスと略称する）５Ａが形成される。こ
のまま第２Ａ６層２を形成したときには所謂段切れ５が
発生し、フレバス５Ａニオいて第２ＡＡ層２が断線状態
となる。このような状態になると、第２Ａｋ層２におけ
る電流経路は第１回置の矢印のようになる。この結果、
配線の実効線幅の低下を生じて電流容量が低減されるこ
とになり、配線抵抗の増大、エレクトロマイグレーシ苔
ンによる断線を招く。なお、図中６は半導体基板、７は
絶縁層である。

このような、目はずれを防止するためにはスルーホール
４０寸法を小さくすればよいが、開口にホトリソグラフ
ィ技術を利用しているため所定寸法以下にすると開口が
不可能となる（目つぶれが生じる）ためその低減には限
度がある。また、逆に各Ａ４層１．２の線幅寸法を大き
くすることも考えられるが、これでは前述した微細化に
逆行することになり好ましくない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は多層形成した各配線層の微細寸法を保持
した上で電流容量を低減することなく、またスルーホー
ルの形成に障害を生じることなく確実な接続を行ない、
これにより信頼性の高い配線接続を得ることのできる多
層配線構造を提供することにある。

本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面からあきらかになるであ
ろう。

〔発明の概要〕

本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば下記のとおりである。

すなわち、各配線層の交差部において、上層配線の延設
方向と反対の方向に偏倚するようにスルーホールを設定
位置することにより、所謂口はずれが生じても電流容量
の低減を小さく抑えろことができ、これによりスルーホ
ールによる各配線層の相互接続の信頼性向上を達成する
ものである。

〔実施例１〕 第２図は本発明の一実施例を示す平面図であり、１１は
半導体基板１６上の絶縁層１７の直上に形成した第１Ａ
β層、１２は層間絶縁膜１３を介して上層に形成した第
２Ａｐ層で、第３図にそのＢ−Ｂ切断線に沿う断面構造
を示している。スルーホール１４は、目つぶれを生じな
い程度に充分大きな寸法の方形に形成している。この場
合、各Ｍ層１１．１２は平面交差する端部１１Ａ、１２
Ａを所謂ドックボーンと称するように幅広に形成し、こ
の端部１１ａ、１２ａｌＣスルーホール１４を形成して
いる。そして、このスルーホール１４はその中心１４Ａ
が各Ａ４層１１．１２のうちの下層配線幅中心線Ｃ，−
Ｃ，に対して、対応するＡＬ層１２の延設方向の反対側
に位置設定されるように構成している。即ち、第２図に
おいてＣ，−Ｃ。

線の上側領域にスルーホール１４の中心１４Ａが設定さ
れるようにしている。更に言えは、好ましくはスルーホ
ール１４の中心１４Ａは各線幅中心線Ｃ、−Ｃ，、Ｃ，
Ｃ２・の交点Ｃ６に設定されるが、本発明では位置ずれ
が生じた場合にも必ずＣ，−Ｃ。

線の上側領域に中心が位置されるようにするものであり
、このために予め前記領域方向に向けて中心１４Ａを偏
倚させて設定してにく。なお、スルーホール１４の各辺
寸法は端部１１Ａ、１２Ａの各辺寸法を越えない範囲の
寸法にしている。

この構成によれば、第１／’１層１１に対するスルーホ
ール１４を層間絶縁膜１３に開口した後に第２ＡＩ３層
１２を形成するが、このとき第１ＡＡ層１１とスルーホ
ール１４との間に目はずれが生じてフレバス１５Ａが形
成され、第３図のように第２ＡＥ層１２に段切れ１５が
生じても、この段切れは各Ａ６層１１．　、１２の端寄
りの位置となる。

つまり、スルーホール１４の中心１４ＡをＣ７−Ｃ５線
の上側領域に設定しているため、各Ａ１層１１．１２の
内側に段切れが生じろことはない。

したがって、この段切れ１５が生じても各Ａ４層１１．
１２間の電流は図示矢印のように通流されるので電流容
量が低減されることもなく良好な接続状態を得ることが
でき、その信頼性を高いものにできる。

なお、前記スルーホール１４の中心１４Ａを偏よらせる
べき領域は各Ａ４層１１の中心線Ｃ，−Ｃ１で画成して
いるが、各Ａ４層の線幅寸法とスルーホール１４０寸法
との関係によっては、各中心線から若干内方或いは外方
に偏倚された線で画成された領域を利用してもよいっ 〔実施例２〕 第４図及び第５図１１本発明の他の実施例を示し、第５
図は第４図のＢ−Ｂ切断線に沿う断面を示す。

本実施例では第１Ａβ層１１と第２Ａｅ層１２の各端部
１１１３．１２Ｂの平面形状を前述のドックボーン形状
から片方の幅寸法をのみ増大させた形状としている。即
ち、各Ａ４層１１．１２の交差部において他のＡ０層の
延設方向と逆の方向（各外側方向）ＶＣのみ線幅を増大
した形状としている。

換言すれば、各端部１１Ｂ、１２Ｂの線幅を従来と同一
寸法としたときには、各、１１層１１．１２に対する各
端部１１Ｂ、１２Ｂを外側方向に相対的に偏倚させた形
状としている。したがって、この状態でスルーホール１
４との関係をみれば各Ｍ層１１．１２が相対的に偏倚さ
れた分だけスルーホール１４も相対的に各外側方向へ偏
倚されたのと同じ状態となり、スルーホール１４と端部
１１Ｂ。

１２Ｂとの目はずれは外側位置において発生することに
なる。

更に言えば、本実施例では、スルーホール１４の中心１
４Ａは、位置ずれが生じた場合にも必ず第４図における
Ｃ、−Ｃ，線の上側領域でありかつＣ２−Ｃ，線の右側
領域である部分に位置するように、予め偏らせて設定さ
れて−ν・る。

この結果、前例と同様に第２Ａｋ層１２０段切れ１５は
各Ａ／？層１１．１２の交差部の外側寄りの位置となり
、電流容量の低減を生ずることもなく確実な接続状態を
得ることができる。

なお、本例の場合には端部１１Ｂ、１２Ｂの幅寸法をド
ツグボーン型よりも低減することが可能であり、これに
より線幅ピッチを低減することもできる。

〔効果〕

（１）各配線層の交差部において上層配線の延設方向と
反対の方向に偏倚するようにスルーホールを形成してい
るので、段切れ部が生じる場合でも段切れ部は交差部の
外側寄りの位置に発生することになり、これにより電流
容量の低減を防止して信頼性の高い接続を得ることがで
きる。

（２）　　各配線層の端部を外側方向にのみ幅寸法を増
大させた形状とし、これにより相対的にスルーホールを
偏倚させているので、前述と同様に段切れ部を各外側寄
りの位置に発生させ、電流容量の低減を防止して信頼性
の高い接続を得ることができる。

（３）　　スルーホールが原因とされる段切れによる電
流容量の低減が防止できるので、その分科配線層の線幅
寸法の低減も可能となり、配線の高密度化を更に向上す
ることができる。

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可
能であることはいうまでもない。

たとえば、各配線層の端部の形状は前記実施例に限定さ
れない。すなわち、第２図に示す下層配線と第４図に示
す上層配線とを組合せてもよく、この逆であってもよい
。また、配線の端部で第２図または第４図に示す配線の
ように幅広部分を有しない一様の幅の配線と、第２図ま
たは第４図に示す下層または上層配線とを組合わせても
よい。

このような場合、スルーホールの中心は下層配線の線幅
中心線（Ｃ，−Ｃ，線）で区分される２つの領域のうち
、これと接続される上層配線の延設する領域とは逆の領
域に設定される。この領域のうちでも、更に好ましくは
、上層配線の線幅中心線（Ｃ２Ｃ２線）で区分される２
つの領域のうち、これと接続される下層配線の延設する
領域とは逆の領域に設定される。これは、コンタクトホ
ールの位置ずれによる層間絶縁膜と上層配線層との間の
フレバスの形成を避けるために好ましい。

また、前記一様の幅の配線を組合せてもよく、この場合
、スルーホールの中心は、下層配線層の線幅中心線で区
分される２つの領域のうちこれと接続される上層配線層
の延在しない領域であり、かつ上層配線層の線幅中心線
で区分される２つの領域のうちこれと接続される下層配
線層の延在しない領域に設ける必要がある。

さらに、各配線層の線幅寸法や端部の幅寸法とスルーホ
ール寸法との関係等、図示実施例のもの　　゛に限定さ
れることはない。

〔利用分野〕

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野である半導体装置の多層配
線技術に適用した場合について説明したが、それに限定
されるものではなく、たとえば一般の電子装置の多層配
線技術に適用してもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａｌ　、　ＦＢ＋は従来の不具合を説明するた
めの平面図と断面図、 第２図は本発明の一実施例の平面図、 第３図は第２図の断面図、 第４図は本発明の他の実施例の平面図、第５図は第４図
の断面図である。 １１・・・第１ＡＩ３層、１１８．１１ｂ・・・端部、
１２・・・第２／１層、１２ａ、１２ｂ・・・端部、１
３・・・層間絶縁層、１４・・・スルーホール、１５・
・・段切れ、１５Ａ・・・段切れ部、１６・・・半導体
基板、１７・・・絶縁層、ｃ、　−ｃ、、ｃ、−ｃ、・
・・中心線。 第　　１　　図 とＡ） 〆 （８） 第　　２　図 第　　３　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多層洗配設した複数本の配線層を厚さ方向に設けた
   スルーホールにて接続し得る多層配線構造において、各
   配線層の平面交差部において上層配線の延設方向と反対
   の方向に偏倚するようにスルーホールを設定位置したこ
   とを特徴とする多層配線構造。 ２、スルーホールの中心を上層配線層の中心線の外側に
   画成される領域に設定位置してなる特許請求の範囲第１
   項記載の多層配線構造。 ３、各配線層の端部な外側方向にのみ増幅してなる特許
   請求の範囲第１項記載の多層配線構造。