CN102446756A - 一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法 - Google Patents

一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法，在冗余金属填充时，通过在不同的空旷区域填充不同图形密度的金属，使曝光单元内各区域金属密度均一化，以达到在尽量降低金属连线耦合电容的情况下，实现理想的化学机械研磨平坦化效果。

Description

一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法。
背景技术
在晶圆制造中，随着制程技术的升级，导线与栅极尺寸越来越小，导致光刻(Lithography)技术对晶圆表面的平坦程度(Non-uniformity)的要求也就越来越高。在半导体集成电路生产过程中一般采用化学机械研磨（Chemical Mechanical Planarization，简称CMP）进行平坦化工艺。
金属层化学机械研磨过程要求硅片上的金属图形密度尽可能均匀，以提高产品的良率；其中，传统的做法是向版图的空白区域填入冗余金属来使版图图形密度均匀化，但是冗余金属的填充会增加金属连线的耦合电容，从而影响电路性能，所以，为了减小填充冗余金属对电路性能的影响，应尽可能的少填充冗余金属以减少其对电路性能的影响。
基于上述影响考虑的传统填充方法，即在原先版图中图形较空旷的区域填充冗余金属，但其图形密度仍比原本图形密度较高的区域低很多，这样就会导致在硅片的每个曝光单元内金属图形密度的差异很大，最终影响化学机械研磨后硅片平坦化的均一性。
发明内容
本发明公开了一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其中，包括以下步骤：
步骤S1：在一包含有金属图形和空旷区域的版图上，根据填充工艺需求设定比较长度值d； 
步骤S2：于距离金属图形大于d的空旷区域内填充图形密度为X的冗余图形； 
步骤S3：进行步骤S2的同时，于距离金属图形小于或等于d的空旷区域内填充图形密度为Y的冗余图形。
上述的提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其中，d的取值范围为0.2-100μm。
上述的提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其中，X的取值范围为20％-90％。
上述的提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其中，Y的取值范围为5％-60％。
上述的提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其中，X与Y的值不相等。
上述的提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其中，所述比较长度d的值根据需求设定为至少一个数值，以将空旷区域划分为至少两个填充区域。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法，在冗余金属填充时，通过在不同的空旷区域填充不同图形密度的金属，使曝光单元内各区域金属密度均一化，以达到在尽量降低金属连线耦合电容的情况下，实现理想的化学机械研磨平坦化效果。
附图说明
图1是传统冗余金属填充方法完成后金属的图形密度分布表；
图2是本发明提高硅片金属层图形密度均一性的方法完成后金属的图形密度分布表。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
本发明一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法：
首先，在包含有金属图形和空旷区域的版图上，根据金属冗余填充图形工艺的需求设定比较长度值5μm。 
然后，在距离金属图形大于5μm的空旷区域内填充图形密度为50％的金属冗余图形；距离金属图形小于或等于5μm的空旷区域内填充图形密度为25％的金属冗余图形。
进一步的，根据实际需求设定多个比较长度值，将空旷区域根据比较长度值划分为多个填充区域，针对不同的填充区域填充不同密度的金属冗余图形，以尽可能的将版图的金属图形密度均一化。
其中，X与Y的值不相等，即使用不同图形密度的冗余图形进行金属层冗余填充。
根据实际试验数据绘制出图1和图2，其中，图1是传统冗余金属填充方法完成后金属的图形密度分布表；其中，横轴表示设计验证数据（DV Property），纵轴表示不同填充区域中金属冗余图形的总数（result count），数据范围（data range）为（0，0.838509），金属冗余图形总数（total）为32922/32922（100％）。图2是本发明提高硅片金属层图形密度均一性的方法完成后金属的图形密度分布表。其中，横轴表示设计验证数据（DV Property），纵轴表示不同填充区域中金属冗余图形的总数（result count），数据范围（data range）为（0.0390478，0.82185），金属冗余图形总数（total）为32922/32922（100％）。 
对比图1和图2可知，在0.3-0.6的范围内，传统方法得到金属冗余图形总数为25463，占总数的77.34％，而采用本发明方法得到的金属冗余图形总是为30041，占总数的91.25％，即采用本发明一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法填充的冗余金属图形密度较传统方法填充的冗余金属图形密度分布较为集中，使得曝光单元内各区域金属密度均一化程度高，能达到在尽量降低金属连线耦合电容的情况下，实现较为理想的化学机械研磨平坦化效果。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法，在冗余金属填充时，通过在不同的空旷区域填充不同图形密度的金属，使曝光单元内各区域金属密度均一化，以达到在尽量降低金属连线耦合电容的情况下，实现理想的化学机械研磨平坦化效果。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。

Claims (6)

1.一种提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：在一包含有金属图形和空旷区域的版图上，根据填充工艺需求设定比较长度值d； 
步骤S2：于距离金属图形大于d的空旷区域内填充图形密度为X的冗余图形； 
步骤S3：进行步骤S2的同时，于距离金属图形小于或等于d的空旷区域内填充图形密度为Y的冗余图形。
2.根据权利要求1所述的提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其特征在于，d的取值范围为0.2-100μm。
3.根据权利要求1所述的提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其特征在于，X的取值范围为20％-90％。
4.根据权利要求1所述的提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其特征在于，Y的取值范围为5％-60％。
5.根据权利要求1所述的提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其特征在于，X与Y的值不相等。
6.根据权利要求1所述的提高硅片金属层图形密度均一性的方法，其特征在于，所述比较长度d的值根据需求设定为至少一个数值，以将空旷区域划分为至少两个填充区域。
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