(57)【要約】【課題】現状のＣＡＤによる配線が容易で、且つ特別な斜め配線の配線層も必要なく、配線長の短縮化を実現する。【解決手段】互いに直交するＸ方向とＹ方向の２方向の配線を持つ第１の半導体集積回路装置１０と、互いに直交するＸ’方向とＹ’方向の２方向の配線を持つ第２の半導体集積回路装置１０と、第１の半導体集積回路装置１０の配線の少なくとも一部と第２の半導体集積回路装置２０の配線の少なくとも一部とを接続するバンプ３０とを備え、第１の半導体集積回路装置１０の前記Ｘ方向の配線と第２の半導体集積回路装置２０の前記Ｘ’方向の配線とのなす角度が４５度の角度となるように、第１の半導体集積回路装置１０と第２の半導体集積回路装置２０とをバンプ３０を介して貼り合わる。【選択図】図１
2008187064.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに直交するＸ方向とＹ方向の２方向の配線を持つ第１の半導体集積回路装置と、互いに直交するＸ’方向とＹ’方向の２方向の配線を持つ第２の半導体集積回路装置と、前記第１の半導体集積回路装置の前記配線の少なくとも一部と前記第２の半導体集積回路装置の前記配線の少なくとも一部とを接続するバンプとを備え、
前記第１の半導体集積回路装置の前記Ｘ方向の配線と前記第２の半導体集積回路装置の前記Ｘ’方向の配線とのなす角度が、０度および９０度以外の角度となるように、前記第１の半導体集積回路装置と前記第２の半導体集積回路装置とを前記バンプを介して貼り合わせたことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項２】
請求項１に記載の半導体集積回路装置において、
前記第１の半導体集積回路装置の前記Ｘ方向の配線を前記第１の半導体集積回路装置の第１の辺に平行に配置し、前記第２の半導体集積回路装置の前記Ｘ’方向の配線を前記第２の半導体集積回路装置の第２の辺に対して０度および９０度以外の角度で配置し、
前記第１の半導体集積回路装置の前記第１の辺と前記第２の半導体集積回路装置の前記第２の辺とが平行となるように、前記第１の半導体集積回路装置と前記第２の半導体集積回路装置とを貼り合わせた、
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の半導体集積回路装置において、
前記第１の半導体集積回路装置の前記配線が前記バンプに対して第１の半導体集積回路装置に形成されたビアを介して接続され、前記第２の半導体集積回路装置の前記配線が前記バンプに対して前記第２の半導体集積回路装置に形成されたビアを介して接続されている、
ことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項４】
請求項１、２又は３に記載の半導体集積回路装置において、
前記第１の半導体集積回路装置は内部に機能回路部が形成され、前記第２の半導体集積回路装置は内部に機能回路部が形成されていないことを特徴とする半導体集積回路装置。
【請求項５】
互いに直交するＸ方向とＹ方向の２方向の配線を持つ第１の半導体集積回路装置が複数形成された第１のウエハを形成する第１工程と、
互いに直交するＸ’方向とＹ’方向の２方向の配線を持つ第２の半導体集積回路装置が複数形成された第２のウエハを形成する第２工程と、
前記第１のウエハの前記第１の半導体集積回路装置の前記Ｘ方向の配線と前記第２のウエハの前記第２の半導体集積回路装置の前記Ｘ’方向の配線とのなす角度が、０度および９０度以外の角度となるように、且つ前記第１のウエハの前記第１の半導体集積回路装置の前記配線の少なくとも一部と前記第２のウエハの前記第２の半導体集積回路装置の前記配線の少なくとも一部とがバンプにより接続されるように、且つ前記第１の半導体集積回路装置と前記第２の半導体集積回路装置とが各対で対応するように、前記第１のウエハと前記第２のウエハを貼り合わせる第３工程と、
互いに貼り合わせられた前記第１のウエハと前記第２のウエハを、前記第１および前記第２の半導体集積回路装置の前記対応する対を単位としてカッティングする第４工程と、
を備えることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、
前記第１の半導体集積回路装置は内部に機能回路部が形成され、前記第２の半導体集積回路装置は内部に機能回路部が形成されていないことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線長の短縮化を図った半導体集積回路装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路装置は、半導体基板上にトランジスタ、抵抗、容量等の機能素子からなる機能回路を形成し、該機能回路の上面に絶縁層を介して配線層を形成し、該配線層内に配設される配線により、機能回路内の機能素子の間の接続、他の機能回路内の機能素子との間の接続、あるいはそれらとＩ／Ｏ端子との間の接続を行っている。このような配線層に形成される配線は、通常、半導体集積回路装置のある辺に対して平行な方向とそれに直交する方向に形成されている。
【０００３】
ところが、ある２点間を接続するとき、その２点間は半導体集積回路装置内の直交する２方向の配線の組み合わせで形成する必要があるので、特に多数の配線を必要とする場合には、各配線の独立性を確保するために、迂回等が必要となってその配線長が長くなり、動作性能を低下させる問題がある。
【０００４】
これに対しては、配線層を多層化することにより、ある程度は改善することができるが、配線途中に信号再生を行うバッファセルを介在させる場合には、該バッファセルは機能素子の配置位置と重複させることができないので、配線長の短縮化には限界がある。
【０００５】
そこで、半導体集積回路装置内において、半導体集積回路装置のある辺に対して平行な方向とそれに直角な方向に形成する配線とは別に、それら２方向の配線に斜め方向の斜め配線を配置して、配線長の短縮化を図ることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特願２００４−２２８１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように、同一の半導体集積回路装置に対して、ある辺に対して平行な方向とそれに直角な方向に配線を行い、さらにそれらに斜めの配線を行うことは、現状のＣＡＤを使用した配線設計では、その処理が困難であり、また特別に斜め配線層が必要となる。
【０００７】
本発明の目的は、現状のＣＡＤによる配線が容易で、且つ特別な斜め配線の配線層も必要なく、配線長の短縮化を実現できるようにした半導体集積回路装置およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明の半導体集積回路装置は、互いに直交するＸ方向とＹ方向の２方向の配線を持つ第１の半導体集積回路装置と、互いに直交するＸ’方向とＹ’方向の２方向の配線を持つ第２の半導体集積回路装置と、前記第１の半導体集積回路装置の前記配線の少なくとも一部と前記第２の半導体集積回路装置の前記配線の少なくとも一部とを接続するバンプとを備え、前記第１の半導体集積回路装置の前記Ｘ方向の配線と前記第２の半導体集積回路装置の前記Ｘ’方向の配線とのなす角度が、０度および９０度以外の角度となるように、前記第１の半導体集積回路装置と前記第２の半導体集積回路装置とを前記バンプを介して貼り合わせたことを特徴とする。
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の半導体集積回路装置において、前記第１の半導体集積回路装置の前記Ｘ方向の配線を前記第１の半導体集積回路装置の第１の辺に平行に配置し、前記第２の半導体集積回路装置の前記Ｘ’方向の配線を前記第２の半導体集積回路装置の第２の辺に対して０度および９０度以外の角度で配置し、前記第１の半導体集積回路装置の前記第１の辺と前記第２の半導体集積回路装置の前記第２の辺とが平行となるように、前記第１の半導体集積回路装置と前記第２の半導体集積回路装置とを貼り合わせた、ことを特徴とする。
請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の半導体集積回路装置において、前記第１の半導体集積回路装置の前記配線が前記バンプに対して第１の半導体集積回路装置に形成されたビアを介して接続され、前記第２の半導体集積回路装置の前記配線が前記バンプに対して前記第２の半導体集積回路装置に形成されたビアを介して接続されている、ことを特徴とする。
請求項４に係る発明は、請求項１、２又は３に記載の半導体集積回路装置において、前記第１の半導体集積回路装置は内部に機能回路部が形成され、前記第２の半導体集積回路装置は内部に機能回路部が形成されていないことを特徴とする。
請求項５に係る発明は、互いに直交するＸ方向とＹ方向の２方向の配線を持つ第１の半導体集積回路装置が複数形成された第１のウエハを形成する第１工程と、互いに直交するＸ’方向とＹ’方向の２方向の配線を持つ第２の半導体集積回路装置が複数形成された第２のウエハを形成する第２工程と、前記第１のウエハの前記第１の半導体集積回路装置の前記Ｘ方向の配線と前記第２のウエハの前記第２の半導体集積回路装置の前記Ｘ’方向の配線とのなす角度が、０度および９０度以外の角度となるように、且つ前記第１のウエハの前記第１の半導体集積回路装置の前記配線の少なくとも一部と前記第２のウエハの前記第２の半導体集積回路装置の前記配線の少なくとも一部とがバンプにより接続されるように、且つ前記第１の半導体集積回路装置と前記第２の半導体集積回路装置とが各対で対応するように、前記第１のウエハと前記第２のウエハを貼り合わせる第３工程と、互いに貼り合わせられた前記第１のウエハと前記第２のウエハを、前記第１および前記第２の半導体集積回路装置の前記対応する対を単位としてカッティングする第４工程と、を備えることを特徴とする。
請求項６に係る発明は、請求項５に記載の半導体集積回路装置の製造方法において、前記第１の半導体集積回路装置は内部に機能回路部が形成され、前記第２の半導体集積回路装置は内部に機能回路部が形成されていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、直交する２方向の配線が形成された第１および第２の半導体集積回路装置を、第１の半導体集積回路装置の配線と第２の半導体集積回路装置の配線とが０度および９０度以外の角度となるように貼り合わせるので、第１および第２の半導体集積回路装置の配線を適宜組み合わせることにより、所定のノード間の配線長を２方向の配線のみを組み合わせて接続する場合に比べて短縮することが可能となり、動作性能の低下を回避することができる利点がある。また、第１および第２の半導体集積回路装置内に形成する配線は直交する２方向の配線のみであり、これに加えた斜め配線は不要であるので、ＣＡＤを利用した設計が容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は本発明の半導体集積回路装置の実施例を示す説明図である。本発明の半導体集積回路装置は、同一の矩形で同一の大きさの第１の半導体集積回路装置１０と第２の半導体集積回路装置２０とを貼り合わせ、両者の所定の配線をバンプによって相互に接続することにより構成されている。
【００１１】
第１の半導体集積回路装置１０は、その辺１０ａに対して平行なＸ方向の配線とそのＸ方向と直交するＹ方向の配線が互いに異なる配線層に形成され、上面周辺にＩ／Ｏ部１４が形成されている。また、第２の半導体集積回路装置２０は、その辺２０ａに対して斜めのＸ’方向の配線とそのＸ’方向と直交するＹ’方向の配線が互いに異なる配線層にされ、Ｉ／Ｏ部は形成されていない。そして、第１の半導体集積回路装置１０と第２の半導体集積回路装置２０は、辺１０ａと辺２０ａとが一致するように、貼り合わされている。この結果、第１の半導体集積回路装置１０の直交する２方向の配線と、第２の半導体集積回路装置２０の直交する２方向の配線とは、０度および９０度以外の角度差（例えば４５度）を持つ。
【００１２】
図２は貼り合わせた第１および第２の半導体集積回路装置の一部の断面を示す図である。第１の半導体集積回路装置１０には、多層（図では４層）の配線層が形成され、各配線層にＸ方向の配線１１ａ，１１ｂ、Ｙ方向の配線１２ａ，１２ｂが形成されている。そして、ビア１３と配線１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂとの交差部分において、ビア１３と配線１１ａ，１２ａ，１１ｂ，１２ｂとの間が接続され、あるいは非接続となっている。なお、トランジスタ、抵抗、容量等の機能素子からなる機能回路部は図示していない。
【００１３】
第２の半導体集積回路装置２０には、多層（図では２層）の配線層が形成され、各配線層にＸ’方向の配線２１、Ｙ’方向の配線２２が形成されている。そして、ビア２３と配線２１，２２とのクロス部分において、ビア２３と配線２１、２２との間が接続され、あるいは非接続となっている。なお、ここでも機能回路部は図示していない。
【００１４】
第１および第２の半導体集積回路装置１０，２０の貼り合わせ面においては、相対向するビア１３とビア２３が個々のバンプ３０により接続され、そのバンプ３０をスペーサとする間隙にエポキシ系接着剤等の絶縁性接着剤４０を注入することにより、第１および第２の半導体集積回路装置１０，２０が互いに貼り合わされ、ビア１３，２３間の接続状態が保持されている。
【００１５】
次に、このような半導体集積回路装置の製造方法について説明する。第１の半導体集積回路装置１０については、上面ウエハに、従来手法と全く同様な手法により機能回路部（図示せず）の形成および辺１０ａに平行なＸ方向の配線１１（１１ａ，１１ｂ）および直交するＹ方向の配線１２（１２ａ，１２ｂ）を各配線層に分けて形成し、所定部分にトレンチを形成して、そのトレンチ内にアルミニウム等の導電材料を埋め込むことでビア１３を形成する。このビア１３の下面は上面ウエハの下面に露出させる。このようにして、第１の半導体集積回路装置１０は上面ウエハに複数個形成される。なお、Ｉ／Ｏ部１４は、この第１の半導体集積回路装置１０の上面周辺に形成される。また、機能回路部は上側に形成される（第１工程）。
【００１６】
第２の半導体集積回路装置２０については、下面ウエハに、従来手法と全く同様な手法により機能回路部（図示せず）の形成を行うが、Ｘ’方向の配線２１とＹ’方向の配線２２は各配線層に分けて辺２０ａに斜め方向（例えば４５度）となるように形成し、所定部分にトレンチを形成して、そのトレンチ内にアルミニウム等の導電材料を埋め込むことでビア２３を形成する。このビア２３の上面は下面ウエハの上面に露出させる。このようにして、第２の半導体集積回路装置２０は下面ウエハに、前記第１の半導体集積回路装置１０と同数だけ同一配置同一ピッチで形成される。なお、機能回路部は下側に形成される（第２工程）。
【００１７】
この後、上面ウエハの第１の半導体集積回路装置１０の下面に露出する各ビア１３に、あるいは下面ウエハの第２の半導体集積回路装置２０の上面に露出する各ビア２３に、半田によりバンプ３０を形成する。そして、第１の半導体集積回路装置１０が複数形成された上面ウエハの下面と、第２の半導体集積回路装置２０が複数形成された下面ウエハの上面とを、個々の第１および第２の半導体集積回路装置１０，２０とが各対で辺１０ａ，２０ａが対応するように、且つ第１および第２の半導体集積回路装置１０，２０のビア１３，２３が合致するように、位置合わせを行うことで、第１の半導体集積回路装置１０のＸ方向の配線と第２の半導体集積回路装置２０のＸ’方向の配線とのなす角度が、４５度の角度となるようにしてから、バンプ３０によって、それらビア１３，２３が接続されるように押し付ける。そして、このバンプ３０による接続状態を保持して、上面ウエハと下面ウエハの間にエポキシ系接着剤等の絶縁性接着剤４０を注入して、上面ウエハと下面ウエハとを貼り合わせる（第３工程）。
【００１８】
この後、貼り合わされた上面ウエハと下面ウエハに対して、カッティングを行い、第１の半導体集積回路装置１０と第２の半導体集積回路装置２０とが貼り合わされた複数個の半導体集積回路装置（チップ）を得る（第４工程）。
【００１９】
次に、図３を使用して、配線の短縮化について説明する。ノードＡとノードＢとの間を接続する場合、半導体集積回路装置５０のある辺５０ａに平行な配線とその配線に直交する配線のみで配線を行う従来手法では、図３(a)に示すように、配線Ｘ１と配線Ｙ１により、その接続が行われる。
【００２０】
これに対し、本実施例では、第１の半導体集積回路装置１０のノードＡをビア１３とバンプ３０を経由して第２の半導体集積回路装置２０のビア２３からノードＰに接続し、その第２の半導体集積回路装置２０のＹ’方向の配線２１Ｙ’によりノードＰからノードＱまで接続し、再度ビア２３からバンプ３０とビア１３を経由して第１の半導体集積回路装置１０のノードＣに接続する（図３(c)）。そして、そのノードＣからノードＢまでを第１の半導体集積回路装置１０のＸ方向の配線１１Ｘにより接続する（図３b)）。この結果、ノードＡからノードＢまでの配線長を、図３(a)のように配線する場合よりも短縮化することができる。また、第１の半導体集積回路装置１０において、ノードＡとノードＣの間の領域に機能回路が構成されていても、それを短距離で迂回できる。
【００２１】
なお、以上の実施例では、第２の半導体集積回路装置２０に回路機能部を作成したが、この第２の半導体集積回路装置２０には、回路機能部分作成せず、斜め配線をもつ配線層のみを作成しただけであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例の半導体集積回路装置の説明図である。
【図２】本発明の実施例の半導体集積回路装置の一部の断面図である。
【図３】本発明の実施例の使用説明図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０：第１の半導体集積回路装置、１１ａ，１１ｂ：Ｘ方向の配線，１２ａ，１２ｂ：Ｙ方向の配線、１３：ビア、１４：Ｉ／Ｏ部
２０：第２の半導体集積回路装置、２１：Ｘ’方向の配線、２２：Ｙ’方向の配線、２３：ビア
３０：バンプ
４０：絶縁性接着剤
【図１】
2008187064.tif 000003
【図２】
2008187064.tif 000004
【図３】
2008187064.tif 000005