JP2001007107A - 高密度アレイ用ダミーパターン - Google Patents

高密度アレイ用ダミーパターン

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JP2001007107A
JP2001007107A JP11165424A JP16542499A JP2001007107A JP 2001007107 A JP2001007107 A JP 2001007107A JP 11165424 A JP11165424 A JP 11165424A JP 16542499 A JP16542499 A JP 16542499A JP 2001007107 A JP2001007107 A JP 2001007107A
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Gakuchu Chin
學忠 陳
Ekimei Ko
益名 黄
Meisei Yo
名聲 楊
Juan-Yuan Wu
俊元 呉
Katetsu Ro
火鐵 盧
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高密度アレイ用ダミーパターンを提供する。 【解決手段】 金属で構成されるダミーパターンを高密
度アレイ内の配線の周囲に配設する。ダミーパターン内
の金属ラインは、少なくとも高密度アレイ内の配線と同
じ幅を有するとともにその配線に平行に延出することが
好ましい。また、ダミーパターンは、平行実線でなる細
長金属ライン、平行な点線でなる金属ライン、あるいは
ドットの互い違い配列を有する平行な点線でなる金属ラ
インで構成することが好ましい。ダミーパターンの形成
により、化学機械研磨時における高密度パターン内での
過度浸食の発生を防ぐことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高密度アレイ用ダ
ミーパターン、特にデュアルダマシーン(dual damascen
e)プロセス中に高密度アレイの過度浸食の発生を防ぐた
めに使用されるダミーパターンに関するものである。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】半導
体デバイスの寸法が1/4ミクロンの線幅に近づくにつ
れて、デュアルダマシーンプロセスはプラグあるいは配
線を製造するための一般的な方法になりつつある。図1
に示すように、デュアルダマシーンプロセスは半導体基
板102上に形成した酸化物層100内にヴィアホール
および溝を形成するために利用される。金属材料が酸化
物層100上に供給され、ヴィアホール及び溝はその金
属材料で満たされる。次に、化学機械研磨(CMP)によ
り酸化物層100上の金属材料の一部が除去される。こ
のようにして、ヴィア104b及び配線104a、10
4cが形成され、内部接続構造が完成する。
【0003】CMPの実施においては、酸化物層100
上の余剰金属を滑らかに研磨するのにスラリーが必要で
ある。研磨粒子以外に、スラリーはアルカリ性溶液ある
いは酸性溶液、酸化剤、及び有機溶剤を含んでいる。し
たがって、この研磨工程は高密度アレイ内のある配線、
例えば図1に示す配線104a上に過度に浸食された領
域106を形成しやすい。これにより、配線の厚みが減
少して配線104aの電気抵抗が増加する。さらに、過
度の浸食は酸化物層100上に形成される材料を配線1
04aから剥離させる。結果的に、プラグや配線から金
属が酸化物層100内に拡散する恐れがあり、また湿気
による汚染が起こる恐れもある。これらは半導体デバイ
スの信頼性の低下および故障につながる。
【0004】
【課題を解決するための手段】したがって、高密度アレ
イ内の配線をCMPによる過度浸食から保護するダミー
パターンを高密度アレイ内に提供する必要がある。
【0005】上記問題点を鑑みて、ここに具体的かつ包
括的に述べるように、本発明の目的は高密度アレイ用ダ
ミーパターンを提供することである。ダミーパターンは
高密度アレイの周囲に配設され、金属で構成される。高
密度アレイを囲むダミーパターンはCMPによる過度浸
食から高密度アレイ内の金属を保護する。このように、
ダミーパターンは高密度アレイ内の配線の過度浸食を避
けるためのバッファ材料として機能する。
【0006】高密度アレイが複数の平行細長配線を含む
場合、高密度アレイの周囲に配設されたダミーパターン
を細長配線に平行に延出するとともに細長配線と少なく
とも同じ幅を有する1本あるいはそれ以上の金属ライン
で構成することが好ましい。さらに、ダミーパターンを
複数の金属ラインで構成する場合は、金属ラインを点線
の配列で構成することが好ましく、特にその点線配列を
複数の平行な点線で構成することが好ましい。あるい
は、点線配列を複数の平行な点線で構成し、平行な点線
の一本を構成するドットとそれに隣接して平行に延出す
る点線を構成するドットを互い違いに配置することも好
ましい。尚、ドットの寸法、ドット間の距離は高密度ア
レイ内における過度浸食の度合いに応じて変更可能であ
る。
【0007】本発明に関する上記の記載内容および以下
に記載される本発明の詳細な説明はともに例示的なもの
であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、請
求項に基づいて解釈されるべきである。
【0008】
【実施例】添付の図面を使用して本発明の実施例を以下
に詳細に説明する。尚、図面およびその説明においては
同等あるいは類似の部材に対して可能な限り同じ参照番
号を使用する。
【0009】化学機械研磨(CMP)は、研磨工程に最適
なスラリーの使用によってもたらされる化学反応と機械
的な研磨作用の原理を利用している。デュアルダマシー
ンプロセス中、CMPはヴィアあるいは配線を形成する
際に蒸着された過剰な金属材料を除去するために実施さ
れる。高密度アレイ内の外側付近に位置する配線の過度
浸食を避けるために、ダミーパターンが高密度アレイの
周囲に配設される。
【0010】図2に本発明のダミーパターン構造の概略
断面図を示す。ここに見られるように、高密度アレイ2
06を作成するために半導体基板202上の誘電体層2
04内に開口200a及び溝200bが形成される。例
えば、誘電体層204は化学気相合成法(CVD)によっ
て形成される酸化物層である。開口200a及び溝20
0bを形成する時、溝200bの外側に別の開口208
も同時に形成する。この開口208はダミーパターンを
形成するために使用される。
【0011】開口200aおよび溝200bに金属が充
填される際、同時に開口208にも金属が充填される。
金属はこれらの箇所以外の誘電体層の表面にも付着する
ので、CMPを実施して余剰金属を研磨除去し、誘電体
層204の所定の領域を露出させる必要がある。このよ
うにして、ヴィア212、高密度アレイ206内の配線
214a、214b、ダミーパターン210内の金属ラ
イン216が形成される。研磨中、ダミーパターン21
0の金属ライン216は高密度アレイの外側に位置して
いるので、金属ライン216は高密度アレイ206の外
側の配線214bの代りとなって浸食されることにな
る。このように、金属ライン216は配線214a,2
14bが過度に浸食されるのを防ぐバッファ材料して機
能する。ダミーパターン210内の金属ライン216、
ヴィア212、配線214a、214bは同じマスクを
使用してパターン形成され、それらへの金属材料の充填
も同時に実施されるので、製造プロセスにダミーパター
ン形成のための工程を追加する必要はない。これによ
り、製造コストの上昇を招くことなく高密度アレイの保
護を達成できる。
【0012】ダミーパターン210内の金属ライン21
6のレイアウトは、金属ラインの形成に先立って高密度
アレイ206の浸食の度合いに基づいて決定される。図
3に示すように、高密度アレイ206が平行な配線21
4で構成される場合、この配線に平行な一本あるいはそ
れ以上の実線でなる金属ラインが高密度アレイ206の
周囲のダミーパターン210内に配設される。高密度ア
レイ206の各サイドに必ずしも同じ細長金属ライン2
16を設ける必要はない。図3において、金属ラインの
幅"w"は配線214の線幅に等しいかあるいはそれより
も広くすることができる。また、隣接する金属ライン2
16間の距離は配線214のそれと同じにすることがで
きる。さらに、この距離は高密度アレイ内の浸食、金属
ライン216の本数、金属ライン216の幅等の要因に
基づくレイアウトの要請に応じて変更可能である。金属
線216の幅が配線214の幅と同じかあるいはそれよ
りも大きい場合、配線214および金属線216のパタ
ーン形成が容易であり、それらの間の幅の差はより少な
くなる。したがって、配線214と同じ幅を有する金属
ライン216の使用はこのプロセスのためのよりシンプ
ルなレイアウトとなるだろう。
【0013】ダミーパターン210の別のレイアウトを
図4に示す。このダミーパターン210は高密度アレイ
206の周囲に配設される平行な点線パターンを含む。
この点線パターンは、点線でなる複数の金属ラインで構
成される。ダミーパターン210内の点線218a、2
18bはともに高密度アレイ206内の配線214に平
行であり、またそれらは互いに平行関係にある。点線の
各ドットの長さ"l"および幅"m"あるいはドット間の距
離"d"、"d’"は個々のケースにおけるレイアウトの要
請に基づいて設定される。
【0014】ダミーパターン210のさらなる別のレイ
アウトを図5に示す。このダミーパターンはクロスドッ
トラインパターン(cross dotted line pattern)と呼ば
れるものである。点線220a,220bは配線214
に平行であり、点線220aを構成するドットとそれに
隣接して平行に延出する点線220bを構成するドット
を図5に示すように互い違いに配置してある。これによ
り、異なるレベルにおける配線の接続への影響はない。
点線の各ドットの長さ及び幅あるいはドット間の距離は
実用的な要請に基づいて設定可能である。さらに、ドッ
トの形状に関しても特に限定はない。図4及び図5に示
されているドットは矩形であるが、高密度アレイ206
内の配線214の保護を提供できるともに円滑に製造可
能であるという要請を満たすようなドット形状であれば
良い。
【0015】結果的に、本発明は高密度アレイの近傍に
金属で形成されるダミーパターンを形成し、それにより
高密度アレイ内の配線を過度の浸食から保護するための
ものである。これにより、配線の電気抵抗の増加を防ぐ
ことができ、得られる半導体デバイスの信頼性を向上す
ることができる。
【0016】本発明を実施例に基づいて説明したが、本
発明はこれらの実施例によって限定されない。むしろ、
本発明の技術思想から逸脱しないかぎりにおいて種々の
変更および改良を加えることが可能であるだろう。した
がって、本発明の請求項はそのような変更および改良等
を含むように広く解釈されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図1】高密度アレイ内における過度浸食を示す概略図
である。
【図2】本発明に基づく実施例における高密度アレイ内
での過度浸食の発生を防ぐためのダミーパターンの概略
断面図である。
【図3】本発明に基づく実施例における高密度アレイ内
での過度浸食の発生を防ぐための複数の平行な実線でな
るダミーパターンの上面図である。
【図4】本発明に基づく実施例における高密度アレイ内
での過度浸食の発生を防ぐための複数の平行な点線でな
るダミーパターンの上面図である。
【図5】本発明に基づく実施例における高密度アレイ内
での過度浸食の発生を防ぐためのドットの互い違い配列
を有する複数の平行な点線でなるダミーパターンの上面
図である。
【符号の説明】
202 半導体基板 204 誘電体層 206 高密度アレイ 208 開口 210 ダミーパターン 200a 開口 200b 溝 212 ヴィア 214a 配線 214b 配線 216 金属ライン
フロントページの続き (72)発明者 盧 火鐵 台湾台北市復興北路513號3樓 Fターム(参考) 5F033 JJ01 KK01 MM01 MM02 NN01 QQ09 QQ48 RR04 SS11 UU03 VV01 WW01 XX00 XX01 XX03 XX33 XX34

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高密度アレイ、及び該高密度アレイの周
    囲に配設されるダミーパターンを含んでなる高密度アレ
    イ用ダミーパターン。
  2. 【請求項2】 前記高密度アレイは、複数の平行配線を
    含むことを特徴とする請求項1のダミーパターン。
  3. 【請求項3】 前記ダミーパターンは、前記配線に平行
    な一本の金属ラインを含むことを特徴とする請求項2の
    ダミーパターン。
  4. 【請求項4】 前記金属ラインは、点線で構成されるこ
    とを特徴とする請求項3のダミーパターン。
  5. 【請求項5】 前記金属ラインの幅は、少なくとも前記
    配線の一本と同じ幅であることを特徴とする請求項2の
    ダミーパターン。
  6. 【請求項6】 前記ダミーパターンは、前記配線に平行
    な複数の金属ラインを含むことを特徴とする請求項2の
    ダミーパターン。
  7. 【請求項7】 前記金属ラインの各々は、少なくとも前
    記配線の一本と同じ幅を有することを特徴とする請求項
    6のダミーパターン。
  8. 【請求項8】 前記複数の金属ラインは、点線の配列で
    構成されることを特徴とする請求項6のダミーパター
    ン。
  9. 【請求項9】 前記点線配列は、複数の平行な点線で構
    成されることを特徴とする請求項8のダミーパターン。
  10. 【請求項10】 前記点線配列は、複数の平行な点線で
    構成され、前記複数の点線の一本を構成するドットとそ
    れに隣接して平行に延出する点線を構成するドットを互
    い違いに配置することを特徴とする請求項8のダミーパ
    ターン。
  11. 【請求項11】 以下の構成に特徴を有するデュアルダ
    マシーン(dual damascene)プロセスにおける過度浸食か
    ら高密度アレイを保護するためのダミーパターン構造:
    誘電体層内に配設される複数の配線;前記誘電体層内に
    形成される少なくとも一本の金属ラインを含むダミーパ
    ターン、該金属ラインは前記配線の外側に配設され、化
    学機械研磨を前記配線に実施するデュアルダマシーンプ
    ロセスにおいて前記配線の過度浸食の発生を防ぐために
    使用される。
  12. 【請求項12】 前記金属ラインは、前記配線に平行で
    あることを特徴とする請求項11のダミーパターン。
  13. 【請求項13】 前記金属ラインは、少なくとも前記配
    線の内の一本と同じ幅を有することを特徴とする請求項
    11のダミーパターン。
  14. 【請求項14】 前記ダミーパターンは複数の金属ライ
    ンを有し、前記複数の金属ラインは点線の配列で構成さ
    れることを特徴とする請求項11のダミーパターン。
  15. 【請求項15】 前記点線配列は、複数の平行な点線で
    構成されることを特徴とする請求項14のダミーパター
    ン。
  16. 【請求項16】 前記点線配列は、複数の平行な点線
    で構成され、前記複数の点線の一本を構成するドットと
    それに隣接して平行に延出する点線を構成するドットを
    互い違いに配置することを特徴とする請求項14のダミ
    ーパターン。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6784548B2 (en) 2001-06-15 2004-08-31 Renesas Technology Corp. Semiconductor device having dummy patterns for metal CMP
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