JPS62122238A - 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】 〔技術分野〕 本発明は多層配線を有する半導体装置、とくにポリイミ
ド系樹脂を層間膜とする３層配線構造に関する。

〔背景技術〕

ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体集積回路装置においては、回
路の高密度化・高集積化に伴（・、配線が２層からさら
に３層にと高集積化される傾向にある。

これら多層配線を有する半導体装置においては、眉間絶
縁膜に比較的低温処理が可能で、しかも表面平坦性を保
てる有機性絶縁膜が使われている。

この絶縁膜にはｆＫ本出出願人よって開発された高耐熱
性のポリイミド系高分子樹脂が使われている。（％公昭
５７−３６７５９公報参照）このポリイミド系樹脂、た
とえば芳香族ジアミンと芳香族チトラガルボン酸二無水
物とを反応して得られる重合物からなるポリイミド系樹
脂を、基板上に眉間絶縁膜として形成する場合、ポリイ
ミド系樹脂のプレポリマー溶液を配線の形成された基板
表面にスピンナ塗布し、溶媒成分蒸発後、２００〜３０
０ｔ：’で熱処理して重合硬化させて被膜を形成する。

第２図はポリイミド系樹脂を層間膜として用いた３層Ａ
２配線構造の一例を示す断面図である。

同図にお（・て、１は半導体基体、２は第１眉ＡＡ配線
、３はポリイミド系樹脂からなる第１層間絶縁膜、４は
第２眉ＡＡ配線、５はポリイミド系樹脂からなる第２層
絶縁膜、６は第３層Ａ２配線である。上下の各Ａ）配線
は眉間絶縁膜の透孔（スルーホール）を通じて相互に接
続されて〜・る。

この例のように、第１眉ＡＡ配線２と第２層Ｍ配線４と
が接続される透孔７が第２層Ａ！配線４と第１層Ａ４配
線２とが接続される透孔８の直下に設けた場合、下記の
ような問題を生じることが本発明者により明らかとされ
た。

すなわち、透孔８の直下に透孔６があるとき、下側のＡ
ノ配線２によって生じる透孔部７，８周辺の層間膜の段
差は上層になるほど大きくなり、例えば透孔８に接する
第２層間絶縁膜５の厚さｄｌは上記透孔８から離れた部
位にある同絶縁膜の厚さｄ、に比して大きくなる。

このような膜厚に不均一な状態で眉間絶縁膜にマスクエ
ッチにより透孔をあけた場合、通常、上部が広く下部が
狭いスリバチ状の透孔があけられ、同じ孔径のマスクに
対して、膜厚の犬さい部分の透孔の下部分の径Ｗ、が膜
厚の小さい部分の透孔の下部分の径Ｗ、よりもいちじる
しく小さくなり、このように透孔最小口径寸法にばらつ
きを生じることで、透孔部の配線抵抗（スルーホール抵
抗）Ｋばらつきを生じることになった。

〔発明の目的〕

本発明は上記した問題を克服するため罠なされたもので
ある。

本発明の一つの目的は眉間絶縁膜にあけられた透孔寸法
のばらつきによるスルーホール抵抗のばらつきをなくす
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ろう。

〔発明の概要〕

本題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、多層配線のうち、第２層−第３層配線間の透
孔を通しての接続部の下に第１層〜第２層配線間の透孔
を通しての接続部を存在させることなく、その代りに第
１層配線（延長部）又はダミー第１層配線を存在させる
ことにより、透孔近傍の層間膜厚を均一化し、透孔寸法
のばらつきひいてはスルーホール抵抗のばらつきを少な
くするものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の一実施例を示すものであって、ポリイ
ミド系樹脂を層間膜とする３層Ａ２配線構造の断面図で
ある。

同図において、前掲の従来例（第２図）における各構成
部と共通の構成部罠は同一の指示番号を使用している。

第１層Ａ４配線２の上に第１層ポリイミド樹脂層間膜３
を介して第２層Ａ４配線４が形成され、透孔７を通じて
上下のＡ！配＄２　、４が相互に接続される。人！配線
の厚さは１μｍ程度、ポリイミド樹脂膜の厚さは１〜１
．５μｍとする。

第２層Ａ！配線４の上に第２層ポリイミド樹脂層間膜５
を介して第１層Ａ１配線６が形成され、透孔（接続部）
８ａ、８ｂを通して上下のＡ４配線４，６が相互に接続
される。

この発明では第１層間膜３にあけた透孔（接続部）７は
第２層間膜５にあけた透孔８ａ、８ｂのいずれもの直下
に存在せず、これから少し横にずれた位置に設けられる
。そして透孔（接続部）８　ａ　ｔ　ａ　ｂの直下には
第１層Ａ２配線と同時に形成したグミーＡＡ配線９及び
第１眉ＡＡ配線２の透孔（接続部）からはなれた延長部
１０が設けである。

〔発明の効果〕

以上実施例で述べた本発明の構成では、第２層間膜５の
透孔（接続部）８ａ、８ｂＫ近接する部分は、直下に透
孔（接続部）がなく、第１層Ａ１配線又はその延長やダ
ミーが存在するこＥにより段差が少なく、例えば厚さｄ
、＝ｄ、となる。したがってこの部分で同寸法のマスク
パターンを用いて透孔８　ａ　＊　８　ｂのため開口を
すると、透孔下部の径Ｗｔ　＝Ｗｔとなり、透孔加工寸
法のばらつきを抑えることができる。

したがって、第１層Ａ２配線と第１層Ａ２配線間におけ
るスルーホール抵抗のばらつきをなくすことができる。

上記の結果、透孔な微細化した多層配線構造が実現でき
る。

第３図は本発明の応用実施例を示すものであって、多層
配線構造を有する半導体装置の断面図であるＯ 同図において、前掲の実施例、第１図における各構成部
分と共通の部分には同一の指示記号を用いである。

第１図におけるＳｉ基体１は第３図ではｎ−型Ｓｉエピ
タキシャル層１１として表わしである。

このｎ−エピタキシャル層はｐ−型Ｓｉ基板（サブスト
レート）１２上にｎ＋埋込層１３を介して形成され、ｐ
型分離層（アイソＶ−シ目ン）１４により分離されたｎ
−エピタキシャル層１１の表面ｎはｎｐｎ）ランジスタ
のコレクタｎ　層１５゜イー２０層１６．エミッタｎ　
層１７が形成され、このｎｐｎ）ランジスタの表面上は
熱酸化膜１８で覆われ、その一部を窓開して第１層Ａ２
配線２がコンタクトする。

１９は３層配線構造の上を覆うポリイミド系樹脂からな
る最終保護膜（パッシベーション）である。この実施例
においても第１層Ａ２配線２と第１層Ａ２配線４との接
続部（透孔部）７と第２層配線４と第３層配Ｉ！６との
接続部８とは位置をずらして設けてあり、かつ、接続部
８の直下では第１層Ａ２配線の延長部１０な℃・しダミ
ー配置Ｉｇ９を設けることＫより、接続部８０周辺の平
坦性を保っており、透孔（スルーホール）は眉間膜ポリ
イミド系樹脂の膜厚のうすいところに形成されるように
なっている。

したがって、この例においてもスルーホール抵抗のばら
つきを少くてる効果を有する。

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。

〔利用分野〕

本発明は有機樹脂を層間膜に使用し、３層又は３層以上
のＡ２配線を有する半導体装置一般に適用することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す３層Ａ！配線構造の断
面図である。 第２図は３層Ａｋ配線構造の従来例を示す断面図である
。 第３図は本発明の一つの応用例を示す３層配線構造を有
する半導体装置の断面図である。 １・・・Ｓｉ基板、２・・・第１層Ａ２配線、３・・・
第１層間絶縁膜（ポリイミド系樹脂）、４・・・第２層
Ｍ配線、５・・・第２層間絶縁膜（ポリイミド系樹脂）
、６・・・第１層Ａ２配線、７・・・第１−第２配線間
接続部（透孔部）、８・・・第２−　第３配線間接続部
（透孔部）、９・・・ダミー配線、１０・・・配線延長
部。 第　　　１　　図 第　　２　　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基体の一主表面に多数の素子を含む回路が集
   積され、各素子間を結ぶ少なくとも３層からなる配線が
   その間に介在する有機性層間絶縁膜の透孔を通して接続
   部により接続された半導体装置であって、第２層配線と
   第３層配線との間の透孔の下には、第１層配線と第２層
   配線との接続部を存在させないとともに、それに代えて
   第１層配線又はダミーの第１層配線を存在させることを
   特徴とする半導体装置。 ２、上記有機性層間絶縁膜はポリイミド系樹脂からなる
   特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置。