DE3902693C2 - Mehrebenenverdrahtung für eine integrierte Halbleiterschaltungsanordnung und Verfahren zur Herstellung von Mehrebenenverdrahtungen für integrierte Halbleiterschaltungsanordnungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrebenenverdrahtung für eine integrierte Halbleiterschaltungsanordnung mit in mehreren Ebenen angeordneten oder mehrlagigen Verbindungsschichten, insbesondere für eine derartige Halbleiterschaltungsanordnung mit einer mehrlagigen Verbindungsstruktur, bei der obere und untere Verbindungsschichten einander schneiden. Ferner betrifft sie Verfahren zur Herstellung von Mehrebenenverdrahtungen für integrierte Halbleiterschaltungsanordnungen.

Bei einer bisher integrierten Halbleiterschaltungsanordnung ist zur Verbesserung des Integrationsgrades eine mehrlagige Verbindungsstruktur mit in mehreren Ebenen liegenden bzw. mehrlagigen Verbindungsschichten vorgesehen. Fig. 1 veranschaulicht ein herkömmliches gitterartiges Verbindungsschema, bei dem eine untere Verbindungsschicht längs vorgesehener Verbindungsleitungen auf einem Plättchen 10 ausgebildet ist. In Fig. 1 sind mit gestrichelten Linien 101-105 Gitterlinien angedeutet, längs denen die untere Verbindungsschicht ausgebildet werden kann, während strichpunktierte Linien 201-205 Gitterlinien bezeichnen, längs denen die obere Verbindungsschicht ausbildbar ist. In Fig. 1 ist nur die untere Verbindungsschicht, nicht aber die obere Verbindungsschicht dargestellt.

Die untere Verbindungsschicht ist durch ein längs der Gitterlinie 101 geformtes Muster (bzw. "Bild") 11, längs der Gitterlinie 102 ausgebildete Muster 21 und 22, längs der Gitterlinie 103 geformte Muster 31 und 32, längs der Gitterlinie 104 erzeugte Muster 41 und 42 sowie ein längs der Gitterlinie 105 ausgebildetes Muster 51 gebildet. Auf den Gitterlinien 102, 103 und 104 sind die Muster teilweise voneinander getrennt bzw. unterbrochen.

Die beschriebene mehrlagige Verbindungsanordnung ist mit den folgenden drei Problemen behaftet.

Das erste Problem liegt in der Ausge­ staltung der Oberfläche eines auf der unteren Verbin­ dungsschicht erzeugten Isolierfilms. Ein Schnitt durch eine Struktur längs der Linie 201 ist in Fig. 2A darge­ stellt. Beim Ablagern oder Aufdampfen eines Isolierma­ terials auf der Oberfläche des Plättchens mit Stufen wird im allgemeinen ein Isolierfilm praktisch gleich­ mäßiger Dicke auf Oberseiten, Flanken und Sohlen der Stufen gebildet. Wenn daher gemäß Fig. 2A Muster 11, 21, 31, 41 und 51 auf dem Plättchen 10 mit gleichen Tei­ lungsabständen erzeugt werden, entsteht ein Isolierfilm mit einer Dicke entsprechend der Hälfte oder mehr des Abstands zwischen den Mustern, so daß die Rillen in den Zwischen­ räumen der Muster durch den Isolierfilm ausgefüllt sind. Infolgedessen kann die Oberfläche des Isolierfilms im wesentlichen flach ausgebildet sein.

Wenn das Muster, wie beim Muster 31, teilweise unter­ brochen ist, sind z. B. in einer Struktur längs der Li­ nie 204 gemäß Fig. 2B in gleichen Abständen keine Muster vorhanden, vielmehr ist der Abstand oder Zwi­ schenraum zwischen den Mustern 21 und 41 größer als zwi­ schen anderen benachbarten Mustern. In dieser weiten Rille entsteht dabei in unerwünschter Weise in der Ober­ fläche des in der Rille erzeugten Isolierfilms eine Stu­ fe. Da diese Stufe praktisch senkrecht abfällt, kann bei der Ausbildung einer oberen Verbindungsschicht auf diesem Isolierfilm 60 eine Unterbrechung in der oberen Verbindungsschicht auftreten. Demzufolge ist ein Ferti­ gungs- oder Behandlungsschritt zum Abflachen oder Flach­ ausbilden des Isolierfilms 60 erforder­ lich. In diesem Fall sind die Verhältnisse von Tiefe und Breite der Rillen, d. h. die Geometrieverhältnisse, in großen und kleinen bzw. weiten und schmalen Bereichen, in denen das Muster der unteren Verbindungsschicht nicht vorhanden ist, verschieden. Demzufolge muß unter Berücksichtigung des ungünstigsten Falls als Ausgangs­ punkt eine ausreichende Abflachung vorgenommen werden, wodurch sich die Herstellungskosten erhöhen.

Das zweite Problem ist ein Lade- oder Belastungseffekt beim Ätzen zur Ausbildung einer ersten Verbindungs­ schicht. Beim normalen anisotropen Ätzen wird ein poly­ merer Film aus Kohlenstoff, Sauerstoff, Fluor und dgl. an einer Seitenwand eines geätzten Abschnitts als Ätz­ schutzfilm angebracht, wodurch ein Flanken- bzw. Sei­ tenätzen verhindert und damit eine im wesentlichen ver­ tikale Form erreicht wird. Da hierbei Kohlenstoff von einem Resistmaterial zugeführt wird, kann ein Seiten­ ätzen nahe eines dichten Resistmusters verhindert wer­ den. In einem schwach besetzten Resistmuster wird je­ doch das Seitenätzen beschleunigt, weil nicht genügend Kohlenstoff zugeführt wird. Insbesondere ist in einem in der Nähe des Umfangsabschnitts eines Chips gelegenen Abschnitt einer niedrigen Verbindungsdichte der Abstand zwischen benachbarten Verbindungsmustern groß, wobei die Verbindungsmuster voneinander getrennt werden kön­ nen. Im ungünstigsten Fall kann eine Trennung oder Un­ terbrechung der Verbindungsschicht auftreten.

Das dritte Problem besteht darin, daß sich eine Kapazi­ tät eines Verbindungsmusters abhängig vom Vorhanden­ sein/Fehlen benachbarter Verbindungsmuster verändert. Bei neueren Halbleiterelementen variiert die Arbeitsge­ schwindigkeit stark in Abhängigkeit von der Größe der Verbindungskapazität. Diese Verbindungskapazitäten lassen sich grob in eine Kapazität gegenüber Masse und eine Ka­ pazität zwischen benachbarten Verbindungsmustern eintei­ len. Wenn sich der Abstand zwischen benachbarten Verbindungsmustern mit zuneh­ mender Miniaturisierung der Elemente verkleinert, er­ höht sich das Verhältnis der Kapazität zwischen benach­ barten Verbindungsmustern.

Die Verbindungskapazität und damit die Arbeitsgeschwin­ digkeit des Elements ändert sich in starkem Maße in Ab­ hängigkeit davon, ob ein benachbartes Verbindungsmuster vorhanden ist. Die Auslegung einer integrierten Halblei­ terschaltungsanordnung muß deshalb unter Berücksichti­ gung dieses erwähnten Unterschieds erfolgen. Beim Ent­ wurf einer großintegrierten Schaltung, die ohne automa­ tische Plazierung und Verlegungsprogramme mittels eines Rechners nicht konstruiert werden kann, ist die genann­ te Berücksichtigung praktisch nicht möglich. Bei einer integrierten Schaltung gleichmäßiger Kapazitäten kann nämlich die Arbeitsgeschwindigkeit ohne weiteres abgeschätzt bzw. vorherbestimmt werden, und die Schaltung kann mit optimalen Schrittakten im Vergleich zu einer integrierten Schaltung betrieben werden, bei der eine Schal­ tung einer großen Verbindungskapazität aufgrund benach­ barter Verbindungsmuster und eine Schaltung einer klei­ nen Verbindungskapazität ohne benachbarte Verbindungs­ muster kombiniert sind.

Obgleich vorstehend beispielhaft eine Anordnungsmethode beschrieben ist, bei der eine Verbin­ dungsschicht auf gitterartig angeordneten Verbindungs­ linien geformt ist, ist eine allgemeine Anordnungsmetho­ de ohne die Anwendung der gitterartigen Verbindungsli­ nien ebenfalls mit den gleichen Problemen behaftet. Ge­ nauer gesagt: bei Anwendung einer in Fig. 3 dargestell­ ten allgemeinen Anordnungsmethode besitzt in einem Ab­ schnitt, in welchem die untere Verbindungsschichtmuster 11a und 11b in einem kleinen gegenseitigen Abstand angeordnet sind, d. h. in einem Abschnitt längs strichpunktierter Linien 201a, ein Isolierfilm 60 gemäß Fig. 4A eine flache Oberseite. In einem Abschnitt oder Bereich mit einem Teil einer kleinen Breite, d. h. im unteren Bereich des Verbindungsschichtmusters 11a, und damit eines großen Abstands zwischen dem schmalen Teil des Musters 11a und dem unteren Bereich des Verbindungsschichtmusters 11b, d. h. im Bereich längs der strichpunktierten Linie 201b, ist dagegen die Oberseite oder Oberfläche des Isolierfilms 60 uneben (vgl. Fig. 4B). Aus diesem Grund ist dabei die Ausbildung der oberen Verbindungsschichtmuster 21a und 21b schwierig.

Die EP 0 206 444 A1 beschreibt als nächstkommenden Stand der Technik eine Halbleitervorrichtung mit Zwischenver­ bindungs- und Isolierschichten, bei der eine Zwischenverbindungsschicht zusammen mit einem diese Zwischenverbindungsschicht umgebenden Blindmuster auf einem Halbleitersubstrat vorgesehen sind. Die Zwischenver­ bindungsschicht und das Blindmuster sind beide von einem Isolierfilm überdeckt.

Weiterhin beschreibt die EP 0 061 939 A2 die Herstellung von Leitern in elektronischen Vorrichtungen. Dabei werden zunächst ursprüngliche Leiter auf ein Substrat aufgebracht. Spezielle Teile dieser ursprünglichen Leiter werden abgetrennt und bleiben als elektrisch getrennte Leiter auf dem Substrat zurück.

Aus der Zeitschrift IEEE Journal of Solid-State Circuits, Bd. SC-22, Nr. 4, Aug. 1987, S. 553-557 ist eine Schaltungsanordnung mit auf einem Substrat senkrecht zueinander verlaufenden Leitungen bekannt. Zwischen den Schnittstellen dieser Leitungen sind aber keine "Blindmuster" vorgesehen.

Aus der DE 36 40 363 A1 ist ein dynamischer MOS-Randomspeicher bekannt, bei dem zwei Leiter senkrecht zueinander angeordnet sind. An den Schnitt­ stellen dieser Leiter sind aber ebenfalls keine Blindmuster vorhanden. So befinden sich etwa unterhalb der einen Leiter lediglich hochdotierte Halbleiterzonen.

Weiterhin ist aus der EP 0 026 233 A1 eine integrierte Halbleiterschaltung bekannt, die ebenfalls senkrecht zueinander verlaufende Leiterstrukturen hat. An Schnittstellen einzelner Leiter sind aber keine Blindmuster vorhanden.

Schließlich zeigt die Zeitschrift J.Vac.Sci. Technol B5 (2), März/April 1987, S. 567-574, verschiedene Verfahren zur Herstellung möglichst ebener Strukturen, bei denen Metallstreifen auf einem Substrat aufgetragen sind. Auf Kreuzungen einzelner Leiter bzw. auf Blindmuster an Kreuzungen solcher Leiter wird aber nicht eingegangen.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Mehrebenenverdrahtung sowie ein Verfahren zu deren Herstellung anzugeben, bei der mit möglichst geringer zusätzlicher Kapazität eine flache, auf einer unteren Verbindungsschicht erzeugte Isolierschicht ohne Unterbrechung einer oberen Verbindungsschicht vorgesehen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung eine Mehrebenenverdrahtung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 bzw. ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 4 oder 5 vor.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen 2, 3 und 6 bis 8.

Die Erfindung ermöglicht die Schaffung einer integrierten Halbleiter­ schaltungsanordnung, die eine flache, auf einer unteren Verbindungsschicht erzeugte Isolierschicht aufweist und bei welcher eine Trennung oder Unterbrechung einer oberen Verbindungsschicht sicher verhindert werden kann.

Das Blindmuster kann in einem Bereich ausgebildet werden, der durch Verkleinerung eines verbleibenden Bereichs infolge der Subtraktion eines unteren Verbindungsschichtmusterbereichs von einem Bereich für das obere Verbindungsschichtmuster erhalten oder festgelegt wird, so daß Seiten des verbleibenden oder Restbereichs, welche den unteren Verbindungsschicht­ mustern gegenüberliegen oder zugewandt sind, in den Restbereich mit einem Trennabstand zwischen benachbarten unteren Verbindungsschichtmustern zurückversetzt sind, und so daß die den unteren Verbindungsschichtmustern nicht zugewandten Seiten um höchstens die Hälfte des Trennabstands zwischen benachbarten unteren Verbindungsschichtmustern in den Restbereich zurück­ versetzt sind.

Indem ein Blindmuster in einem Bereich angeordnet wird, in welchem kein unteres Verbindungsschichtmuster vorhanden ist, können die unteren Verbindungsschichtmuster mit praktisch gleichmäßiger Dicke verteilt werden. Demzufolge können Zwischenräume zwischen den unteren Verbindungs­ schichten längs der Bereiche, auf denen das obere Verbindungsmuster geformt wird, einander praktisch gleich sein, so daß ein Zwischenschicht-Isolierfilm ohne weiteres flach ausge­ bildet werden kann.

Da die Verbindungsmuster nicht unterbro­ chen sind, wird ein abnormales Ätzen der Verbindungs­ muster vermieden. Da zudem alle Verbindungsmuster je­ weils benachbarte oder angrenzende Verbindungsmuster aufweisen, können die Kapazitäten aller Verbindungs­ muster gleichmäßig als eine Funktion entsprechend der Länge des Verbindungsmusters berücksichtigt werden, so daß die Schaltungsauslegung verein­ facht wird und ein genauer Arbeits­ schrittakt erzielbar ist.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Anordnung von Verbin­ dungsmustern (oder "-bildern") bei einer bisherigen integrierten Halbleiterschaltung,

Fig. 2A einen Schnitt längs der Linie 201 in Fig. 1,

Fig. 2B einen Schnitt längs der Linie 203 in Fig. 1,

Fig. 3 eine Aufsicht auf eine Anordnung von Verbin­ dungsmustern bei der bisherigen integrierten Halbleiterschaltung entsprechend einer nor­ malen Anordnungsmethode,

Fig. 4A einen Schnitt längs der Linie 201a in Fig. 1,

Fig. 4B einen Schnitt längs der Linie 201b in Fig. 1,

Fig. 5 eine Aufsicht zur Darstellung von Verbin­ dungsmustern bei einer integrierten Halblei­ terschaltung gemäß einem ersten Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

Fig. 6 eine Aufsicht zur Darstellung von Verbin­ dungsmustern bei einer integrierten Halblei­ terschaltung gemäß einem zweiten Ausführungs­ beispiel der Erfindung,

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung der Schritte einer Rechnerverarbeitung zur Fest­ legung der Verbindungsmuster nach Fig. 6,

Fig. 8 eine Aufsicht zur Darstellung von Verbin­ dungsmustern bei einer integrierten Halblei­ terschaltung gemäß einem fünften Ausführungs­ beispiel der Erfindung und

Fig. 9 ein Ablaufdiagramm zur Verdeutlichung der Schritte einer Rechnerverarbeitung zur Fest­ legung der Verbindungsmuster nach Fig. 8.

Die Fig. 1 bis 4 sind eingangs bereits erläutert wor­ den.

Die Erfindung beruht auf folgendem Grundprinzip:
Die oben angegebenen drei Probleme beruhen darauf, daß die Muster (oder "Bilder") in einer unteren Verbindungs­ schicht auf einem Halbleiter-Chip nicht in gleichmäßi­ gen Abständen vorliegen. Insbesondere beruht das bisher größte Problem bezüglich der Schwierigkeit der Abfla­ chung der Oberfläche eines zwischen den Schichten angeordneten Zwischen­ schicht-Isolierfilms auf der Ungleichmäßigkeit des Geo­ metrieverhältnisses von zwischen benachbarten Mustern in der unteren Verbindungsschicht gebildeten Rillen. Wenn eine obere Verbindungsschicht auf einem Zwischen­ schicht-Isolierfilm mit Stufen erzeugt wird, kann in unerwünschter Weise eine Trennung oder Unterbrechung in der oberen Verbindungsschicht über der jeweiligen Stufe auftreten.

Die genannten Probleme wurden unter­ sucht. Als Ergebnis hat es sich gezeigt, daß die obigen Probleme dadurch gelöst werden können, daß ein nicht elektrisch mit einer der Verbindungsschichten verbun­ denes Hilfs- oder Blindmuster auf einem Abschnitt vorgesehen wird, auf dem kein unteres Verbin­ dungsmuster vorhanden ist. Durch Anordnung des Blind­ musters kann insbesondere das Geometrieverhältnis der zwischen den benachbarten Mustern in der unteren Verbin­ dungsschicht geformten Rillen oder Zwischenraum ver­ gleichmäßigt werden. Infolgedessen wird die Oberseite des Zwischenschicht-Isolierfilms flach.

Da die genannte Anordnung nur auf Gitter-Linien vorge­ nommen wird, an denen obere Verbindungsschichtmuster vorgesehen werden, kann in praktischer Weise ein Verbin­ dungsmuster oder ein Blindmuster an allen Schnittpunk­ ten zwischen Gitterlinien der oberen und unteren Verbin­ dungsschichtmuster vorgesehen werden. Wenn zudem Gitter­ linien nicht nach einer Gittertyp-Anordnungsmethode, sondern nach einer normalen Anordnungs­ methode geformt werden, kann mit der unteren Verbin­ dungsschicht ein Blindmuster geformt werden, das da­ durch erhalten oder gebildet wird, daß ein Bereich, der durch Subtrahieren eines oberen und unteren Verbindungs­ schichtmustern gemeinsamen Teilbereichs von einem Be­ reich für das obere Verbindungsschichtmuster erhalten wird, verkleinert wird, um damit einen vorbestimmten Abstand vom unteren Verbindungsschicht­ muster einzuhalten.

Durch Anordnung des Blindmusters auf die oben angegebe­ ne Weise ist dieses Blindmuster in einem Abschnitt vor­ handen, in welchem die unteren Verbindungsschichtmuster nicht eng beabstandet ausgebildet sind. Infolgedessen wird die Dichte der unteren Verbindungsschichtmuster vergleichmäßigt, wodurch ein abnormales Ätzen für die Ausbildung der Verbindungsschichtmuster verhindert wird. Da weiterhin stets ein Verbindungsmuster oder ein Blindmuster neben einem gegebenen Verbindungsmuster vorhanden ist, ist die Kapazität zwischen benachbarten Verbindungsmustern der Länge des Verbindungsmuster pro­ portional, wodurch eine einfache Vorherbestimmung der Schaltkreisoperation ermöglicht wird.

Es werden also Blindmuster an jedem Schnitt­ punkt zwischen oberen und unteren Verbindungsschichtgit­ tern vorgesehen, bevor die Verbindungsmuster der unte­ ren und oberen Ebene ausgebildet werden. Die Blind­ muster überlappen dabei tatsächliche Verbindungsmuster, so daß die gewünschten Verbindungsmuster und Blind­ muster erhalten werden können.

Nach der Ausbildung der Verbindungsschichten der oberen und unteren Ebene können die Blindmuster automatisch unter Verwendung der Anordnungsdaten für obere und untere Verbindungsschichten im Rechner entsprechend einem Programm für die Ausführung einer geometrischen graphischen Operation bezüglich eines Zwi­ schenschicht-Anordnungsmusters und einer Größenkorrek­ tur des Musters erzeugt werden. Nach der tatsächlichen Ausbildung der Verbindungsschicht braucht daher kein Leerraum gesucht zu werden, um ein nicht mit irgendwelchen Abschnitten im Leerraum verbunde­ nes Verbindungsmuster zu erzeugen, so daß sich die Zahl der Konstruktionsschritte nicht erhöht.

In anderer Ausgestaltung der Erfindung können andere Blindmuster zwischen obersten Verbindungsmustern ge­ formt werden. Auf diese Weise können die obersten Ver­ bindungsmuster mit praktisch gleichmäßiger Dichte ver­ teilt werden.

Im folgenden ist die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung anhand von Beispielen erläutert.

Beispiel 1

In einem Verbindungsplan einer integrierten Halbleiter­ schaltungsanordnung gemäß Fig. 5 stehen gestrichelte Lini­ en 101-105 für Gitterlinien, längs denen untere Ver­ bindungsschichtmuster verlaufen. Bei 11, . . ., 51 ist eine detaillierte Auslegungs- oder Plananordnung unterer Verbindungsschichtmuster angegeben. Strichpunktierte Linien 201-205 stehen für Gitterlinien, längs denen obere Verbindungsschichtmuster verlaufen, die der Über­ sichtlichkeit halber nicht eingezeichnet sind. Die un­ teren und oberen Verbindungsschichtmuster schneiden ein­ ander orthogonal bzw. rechtwinklig.

Die beschriebene Anordnung nach Fig. 5 entspricht der Anordnung gemäß Fig. 1. Diese Ausführungsform unter­ scheidet sich von der herkömmlichen Technik dadurch, daß ein der Signalübertragung nicht zugeordnetes Blind­ muster auf einer Gitterlinie angeordnet ist, auf der kein Verbindungsmuster vorhanden ist. Genauer gesagt: das Blindmuster 20 ist in einem unbelegten oder Leerbe­ reich ausgebildet, in welchem Verbindungsmuster auf der Gitterlinie 102 voneinander getrennt sind; Blind­ muster 30a, 30b, 30c sind in einem Leerbereich auf der Gitterlinie 103 angeordnet, und ein Blindmuster 40 ist in einem Leerbereich auf der Gitterlinie 40 ausgebildet. Die Li­ nienbreiten der Blindmuster 20, 30 und 40 entsprechen denen der Verbindungsmuster. Der Abstand oder Zwischen­ raum B zwischen Verbindungs- und Blindmustern auf der gleichen Gitterlinie entspricht im wesentlichen dem Ver­ bindungsmusterabstand A.

Die Blindmuster 20, 30a, 30b, 30c und 40 sind aus demselben Materi­ al wie die Verbindungsmuster 11, . . ., 51 geformt; sie werden gleichzeitig mit der Herstellung der Verbindungs­ muster geformt. Genauer gesagt: bei der Formung der Ver­ bindungsmuster wird die Maske für das Blindmuster gleichzeitig auf einer Leiterfolie zusammen mit einer Resistmaske für das Verbindungsmuster erzeugt. Die Lei­ terfolie wird durch selektives Ätzen unter Verwendung der Resistmaske so gemustert, daß die Verbindungs- und Blindmuster gleichzeitig ausgebildet wer­ den.

Bei der beschriebenen Anordnung ist stets ein Verbin­ dungsmuster oder ein Blindmuster an jedem Schnittpunkt zwischen oberen und unteren Verbindungsschichtgitterli­ nien vorhanden. Die Abstände zwischen den unteren Ver­ bindungsschichtmustern sind daher längs aller Gitterli­ nien 201, . . ., 205, längs welchen die oberen Verbin­ dungsschichtmuster verlaufen, konstant. Insbesondere entspricht dabei nicht nur die Form der Schnitte in den Abschnitten längs der Gitterlinien 201 und 205, sondern auch die Form der Schnitte von Abschnitten längs der Gitterlinien 202, 203 und 204 der Form gemäß Fig. 2A. Demzufolge kann ein auf der unteren Verbindungsschicht erzeugter Zwischenschicht-Isolierfilm ohne weiteres flach ausgebildet werden, wodurch eine Senkung der Fer­ tigungskosten realisiert wird. Da weiterhin der Zwi­ schenschicht-Isolierfilm flach ausgebildet werden kann, kann eine Unterbrechung des oberen Verbindungsschichtmusters unter Verbesserung der Ferti­ gungs-Zuverlässigkeit von vornherein vermieden werden. Die Verteilung-Dichte der unteren Verbindungsschicht­ muster wird vergleichmäßigt, so daß ein abnormales Ät­ zen des Verbindungsmusters, ein Unabgleich einer Verbin­ dungskapazität und dgl. verhindert werden können.

Die Blindmuster sind nur an den Schnittstellen zwischen oberen und unteren Verbindungs­ schichtmustergitterlinien vorgesehen sind. Genauer ge­ sagt: das Blindmuster 20 ist in einem Leerbereich auf der Gitterlinie 102 ausgebildet; die Blindmuster 30a, 30b und 30c sind in einem Leerbereich auf der Gitterlinie 103 vorgesehen, und das Blindmuster 40 ist in einem Leerbereich auf der Gitterlinie 104 erzeugt.

Bei der Auslegung einer unteren Verbindungsschicht wer­ den Blindmuster im voraus an den Schnittstellen zwi­ schen unteren und oberen Verbindungsschichtmustergitter­ linien vorgesehen, und die Verbindungsmuster werden darauf aufgebracht. Da die Gitterlinien in unteren und oberen Verbindungsschichten im voraus vorgegeben sind, können Blindmuster an allen Schnitt­ stellen zwischen den Gitterlinien beider Schichten so geformt werden, daß sie voneinander beabstandet sind. Danach werden die Blindmuster unter Bildung eines ge­ wünschten Verbindungsmusters der tatsächlichen oder eigentlichen unteren Verbindungsschicht überlagert. Wenn dabei das für die Signalübertragung vorgesehene Verbindungsmuster auf dem Blindmuster geformt wird, ist letzteres vollständig in das Verbindungsmuster einge­ schlossen, oder es ragt geringfügig über das Verbin­ dungsmuster hinaus, um damit als Teil desselben zu die­ nen. Infolgedessen wird die Verbindungsmustererzeugung nicht behindert, und es tritt auch kein Kurzschluß auf.

Wenn ein Blindmuster am Schnittpunkt zwischen den bei­ den Gitterlinien im voraus ausgebildet wird und bei der eigentlichen Verbindungsmusterausbildung ein Fehler ge­ macht wird, kann nach der Korrektur des so ausgebilde­ ten Verbindungsmusters das korrigierte Muster wieder mit einem anderen, im voraus erzeugten Blindmuster kom­ biniert werden. Wie vorstehend beschrieben, wird je ein Blindmuster an jedem Schnittpunkt zwischen den Git­ terlinien in sowohl den unteren als auch den oberen Ver­ bindungsschichten im voraus erzeugt, so daß ein ge­ wünschtes unteres Verbindungsschichtmuster ohne Ver­ größerung der Zahl der Konstruktionsschritte erhalten werden kann. Zudem kann ein Blindmuster an der Schnitt­ stelle zwischen den beiden Gitterlinien in einem verbin­ dungsfreien Bereich vorgesehen werden. Demzufolge kann auf ein der Anordnung erzeugter Zwischenschicht-Isolier­ film einfach glatt ausgebildet werden, so daß eine Un­ terbrechung der oberen Verbindungsschichtmuster vermie­ den wird.

Mit dem beschriebenen Ausführungsbeispiel braucht ein unbeleg­ ter oder Leerbereich des Verbindungsmusters nicht ge­ sucht zu werden, so daß sich die Herstellungskosten für die untere Verbindungsschicht entsprechend verringern.

Beispiel 2

Das Verbindungsschema gemäß Fig. 6 unterscheidet sich vom bisherigen nach Fig. 3 dadurch, daß dabei für Si­ gnalübertragung nicht vorgesehene Blindmuster und Ver­ bindungsmuster ausgebildet sind. Insbesondere ist dabei ein Blindmuster 310 in einem großen Bereich, in welchem kein unteres Verbindungsschichtmuster vorliegt, und un­ terhalb des oberen Verbindungsschichtmusters 21a ausge­ bildet, während ein Blindmuster 320 in einem großen Be­ reich, in welchem kein unteres Verbindungsschichtmuster vorhanden ist, und unter dem oberen Verbindungsschicht­ muster 21b vorgesehen ist. Blindmuster 310, 320 und dgl. werden so geformt, daß sie dem vorbestimmten Kon­ struktionsstandard für untere und obere Verbindungs­ schichten entsprechen, wobei die Abstände zwischen den zugewandten Mustern 11a, 11b, 310 und 320 im wesentli­ chen einer vorbestimmten Mindestgröße entsprechen.

Fig. 7 ist ein Ablaufdiagramm zur Erläuterung einer Programmverarbeitung für die Erzeugung von Daten für das untere Schichtmuster. Obere und untere Schicht­ musterdaten sind digitalisiert und in einem Rechner gespeichert. Dabei können obere und untere Schichtmusterdaten deutlich voneinander unter­ schieden werden. In einem ersten Schritt ST1 zur Erzeu­ gung eines Blindmusters wird zunächst ein im unteren Schichtmuster nicht enthaltener Bereich aus dem oberen Schichtmuster ausgezogen. Diese Bereiche werden als Hilfs- oder Blindmuster bezeichnet. Sodann wird als Blindmuster in einem Schritt ST2 zum Korrigieren der Größe des Blindmusters verkleinert. Dabei wird das Blindmuster um die Mindestgröße, entsprechend dem vorbe­ stimmten Mindestabstand zwischen unteren Schichtmustern verkleinert, um damit den vorbestimmten Konstruktions­ standards zu entsprechen. Im nächsten Schritt ST3 wer­ den die so korrigierten Daten für das Blindmuster mit den Daten für das untere Schichtmuster verknüpft, wobei das untere Schichtmuster unter Verwendung dieser ver­ knüpften Daten als Maskierungs-Arbeitsdaten erzeugt wird.

Beispiel 3

Der Verbindungsplan gemäß Fig. 8 unterscheidet sich von dem nach Fig. 6 dadurch, daß Blindmuster 310a und 320a in Breiten- oder Querrichtung von oberen Verbin­ dungsschichtmustern 21 und 22 verbreitert bzw. erwei­ tert sind. Demzufolge kann der Bereich, in welchem kein Blindmuster und auch kein unteres Verbindungsschicht­ muster vorliegt, verkleinert sein, während die Blind­ muster konstante Abstände zu den unteren Verbindungs­ schichtmustern 11a und 11b einhalten und damit die Ab­ flachungswirkung weiter verbessert wird.

Diese Blindmuster 310a und 320a können in Übereinstim­ mung mit der in Fig. 11 dargestellten Rechnerverarbei­ tungsprozedur ausgebildet werden.

Durch die Anordnung eines Blindmusters in einem Be­ reich, in welchem kein unteres Verbindungsschichtmuster vorliegt, kann ein Zwischenschicht-Isolierfilm einfach flach ausgebildet werden. Infolgedessen wird eine Unterbre­ chung von oberen Verbindungsschichtmustern von vornher­ ein vermieden, ohne den Kostenaufwand für die Abfla­ chung des Zwischenschicht-Isolierfilms zu erhöhen. Demzufolge wird die Fertigungszuverlässigkeit verbes­ sert.

Claims (8)

1. Mehrebenenverdrahtung für integrierte Halbleiter­ schaltungsanordnung, umfassend:

• - ein Halbleitersubstrat,
• - ein längs erster paralleler Linien (101, 102, 103, 104, 105) auf dem Halbleitersubstrat ausgebildetes unteres Verbindungsschichtmuster (11, 21, 22, 31, 32, 41, 42, 51),
• - eine auf diesem unteren Verbindungsschichtmuster (11, 21, 22, 31, 32, 41, 42, 51) erzeugte Isolier­ schicht,
• - ein längs zweiter paralleler Linien (201, 202, 203, 204, 205) auf dieser Isolierschicht ausgebil­ detes oberes Verbindungsschichtmuster, wobei die zweiten parallelen Linien die ersten parallelen Linien senkrecht zueinander schneiden, und
• - eine Blindmusterschicht (20, 30a, 30b, 30c, 40) mit mehreren Blindmustern (20, 30a, 30b, 30c, 40), die aus dem gleichen Werkstoff wie das untere Verbindungsschichtmuster geformt und mit den oberen und unteren Verbindungs­ schichtmustern nicht elektrisch verbunden sind, wobei
• - die Blindmuster nur im Bereich von Schnittstellen der ersten und zweiten parallelen Linien ausgebil­ det sind, in derselben Ebene wie das untere Ver­ bindungsschichtmuster liegen und angrenzend an das untere Verbindungsschichtmuster in einem vorbe­ stimmten Abstand von diesem angeordnet sind.

2. Mehrebenenverdrahtung nach Anspruch 1, wobei die ersten und zweiten parallelen Linien Gitterlinien sind.

3. Mehrebenenverdrahtung nach Anspruch 1, wobei zwischen dem oberen Verbindungs­ muster andere Blindmuster geformt sind.

4. Verfahren zur Herstellung einer Mehrebenenverdrah­ tung für eine integrierte Halbleiterschaltungsan­ ordnung, bei dem:

• - ein unteres Verbindungsschichtmuster und ein Blindmuster, die beide aus dem gleichen Werkstoff bestehen und nicht elektrisch miteinander verbun­ den sind, auf einem Halbleitersubstrat ausgebildet werden,
• - auf diesen Mustern eine Isolierschicht geformt wird und
• - auf der Isolierschicht ein mit dem Blindmuster nicht elektrisch verbundenes oberes Verbindungs­ schichtmuster erzeugt wird,
• - wobei das Blindmuster, das in einem unterhalb des oberen Verbindungsschichtmusters gelegenen, von dem unteren Verbindungsschichtmuster nicht beleg­ ten Bereich, in welchem der Abstand zwischen be­ nachbarten unteren Verbindungsschichtmustern weit ist, in derselben Ebene wie das untere Verbindungs­ schichtmuster neben diesem in einem vorbestimmten Abstand von ihm ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
• - das Blindmuster erhalten wird, indem es in den Bereichen von Schnittstellen von ersten parallelen Linien, längs deren sich das untere Verbindungsschichtmuster er­ streckt, und senkrecht zu den ersten Linien verlau­ fenden zweiten parallelen Linien, längs deren sich das obere Verbindungsschichtmuster erstreckt, ausgebildet wird.

5. Verfahren zur Herstellung einer Mehrebenenverdrah­ tung für eine integrierte Halbleiterschaltungsanord­ nung, bei dem:

• - ein unteres Verbindungsschichtmuster (11, 12) und ein Blindmuster (310, 320), die beide aus dem glei­ chen Werkstoff bestehen und nicht elektrisch mit­ einander verbunden sind, auf einem Halbleitersub­ strat ausgebildet werden,
• - auf diesen Mustern eine Isolierschicht geformt wird und
• - auf der Isolierschicht ein mit dem Blindmuster nicht elektrisch verbundenes oberes Verbindungs­ schichtmuster (21, 22) erzeugt wird,
• - wobei das Blindmuster (310, 320), das in einem unterhalb des oberen Verbindungsschichtmusters (21, 22) gelegenen, von dem unteren Verbindungs­ schichtmuster (11, 12) nicht belegten Bereich, in welchem der Abstand zwischen benachbarten unteren Verbindungsschichtmustern weit ist, in derselben Ebene wie das untere Verbindungsschichtmuster (11, 12) neben diesem in einem vorbestimmten Abstand von ihm ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß
• - die Größe des Blindmusters (310, 320) erhalten wird, indem der von dem unteren Verbindungsschichtmuster (11, 12) belegte Bereich von dem von dem oberen Verbin­ dungsschichtmuster (21, 22) belegten Bereich sub­ trahiert und derart verkleinert wird, daß der Ab­ stand zwischen den dem unteren Verbindungsschicht­ muster (11, 12) zugewandten Seiten des durch Sub­ trahieren erhaltenen Bereichs und dem unteren Ver­ bindungsschichtmuster (11, 12) den vorbestimmten Abstand aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten parallelen Linien Gitter­ linien sind.

7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem oberen Verbindungsschichtmuster an­ dere Blindmuster ausgebildet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß den unteren Verbindungsschichtmustern zugewandte Seiten des durch Subtrahieren erhaltenen Bereichs in diesem Bereich um den vorbestimmten Abstand zwischen den benachbarten unteren Verbindungsschichtmustern zurückversetzt sind, und daß den unteren Verbindungs­ schichtmustern nicht zugewandten Seiten in diesem Bereich um höchstens die Hälfte des vorbestimmten Abstands zwischen den benachbarten unteren Verb in­ dungsschichtmustern zurückversetzt sind.