JP2005525000A - 複数膜厚を有する半導体相互接続及びその形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
この技術分野の当業者であれば、図に示す構成要素が簡潔性及び明瞭性のための例示であり、必ずしも寸法通りには描かれていないことが分かるであろう。例えば、本発明の実施形態の理解を深めるのに役立つように、図面におけるこれらの構成要素の幾つかの寸法は他の構成要素に比較して誇張して描かれている。
料である。ここで、高分子材料30以外の他の材料を使用して、自己平坦化層とすることができることに留意されたい。
である。図示の都合上、同じ番号が同じ要素に対して使用される。特に、導電層34は横方向に延びて複数の高さの導電層を含む。従って導電層34は、前に形成されている誘電体層26(図示せず)の連続開口を充填する。導電層34が充填されている連続開口は導電体20を覆う第1部分及び第1の高さを有する。連続開口はまた、第1部分に横方向で隣接する第2部分、及び第1の高さよりも高い第2の高さを有する。導電層34内の傾斜は、誘電体26が傾斜する結果として生じる。この結果、同じ層の(すなわち層内の)単一相互接続が「薄膜」領域と「厚膜」領域との間で遷移する相互接続構造が得られる。ここで、エッチング停止層24に接する導電層34の表面は平坦であることに注目されたい。さらに、導電層34及び導電体20が形成する相互接続は、両側が平坦であるのではなく片側のみが平坦である。図示の形態では、導電体20は電流を縦方向すなわち基板12に直交する方向に流し、導電層34は電流を水平方向または基板12に平行な方向に流す。
整合機能を持たせることができる。エッチングが完了すると、パターニングされたフォトレジスト層74が除去される。開口73及び開口75の形状及びサイズは再度、パターニングされたフォトレジスト層74によって変更される。
行される。ツールは、或る基準を使用することにより、導電体または相互接続に沿った所定ポイントにおいて、導電体または相互接続が集積回路内で有するべきある厚さを計算するように動作する。ステップ91では、ユーザは相互接続の基準を定義する。種々の基準及び基準の組合せ、または基準ランクを使用する。例えば、従来の回路設計は、2つのインバータをドライバとして相互接続の延びる方向に沿った所定ポイントで使用する。インバータの面積またはサイズだけでなく、導電体サイズの幅も基準に含めることができる。このような基準に関連するのは、相互接続の特定のアプリケーションに関する伝導速度及び信号エッジ遷移である。幾つかの設計では、相互接続部として選択する材料を基準パラメータとして使用する。また、相互接続に接続される負荷のサイズ及び性質(抵抗性、リアクタンス性など)が関連する基準である。設計ルール、雑音レベル、及び最大導電体遅延が、ステップ91における関連基準となり得る他のパラメータである。ステップ92では、相互接続の長さ、幅、及び厚さが抵抗、容量及び回路性能に及ぼす影響について分析を行なう。例えば、特定の一連の基準では、相互接続に沿った所定ポイントの抵抗及び容量を計算する。別の例として、最大相互接続長が、所定の速度目標に関する分析において決定される。ステップ93では、相互接続の膜厚を変えてステップ91で設定された相互接続に関する定義基準を満たすようにする。所定の許容しきい値が得られるまで、所定の相互接続の膜厚を反復計算に関連して使用することができる。方法90は設計ツールの中で自動化することができ、これにより回路設計の所定グループの導電体または相互接続のみの最適膜厚を求めることができる、または方法90は設計に使用する全ての相互接続に関して自動化することができる。雑音の多い、または放射性の導電体に対してどの距離まで近接させることができるか、のような更に別の基準を分析の要素に組み入れることができる。このように、相互接続の膜厚の効率的な自動計算を迅速に行なうことができる。
る場合には必要では無いことを理解されたい。相互接続に沿った抵抗/容量特性は、同じピッチを維持しながら最適回路性能を達成するように設計することができる。相互接続幅も相互接続深さと一緒に変えることができるが、所望の抵抗/容量特性を得るために相互接続幅を変える必要は無いことを理解されたい。同一層内で2つの金属膜厚を使用することにより、抵抗及び容量を同じ金属層で相互に独立して最適化することができるので、相互接続性能を更に最適化することができる。導電体相互接続の膜厚は、最適性能が実現されるように特定の用途に従って選択的に調整することができる。雑音を回避するルーティング(配線)方法は、相互接続の膜厚を変えることにより顧客の要求に合わせたものとすることができる。エレクトロマイグレーションの問題は低い位置の金属層を使用して対処することができ、この際、導電体の幅を単に調整するのではなく、導電体の膜厚を大きくする。導電体の膜厚を制御して最適な抵抗/容量特性が得られるように調整することにより、影響が所定ピッチの多くの配線に及ばないようにする。
Claims (10)
- 上面を有する半導体基板と、
前記半導体基板の上面を覆う第1誘電体層と、
前記第1誘電体層内に在って、第1の高さを有する第1部分及び前記第1の高さよりも高い第2の高さを有する第2部分を備える連続開口と、
前記第1部分及び前記第2部分を充填して、第1の電流搬送ラインを前記第1部分に形成し、第2の電流搬送ラインを前記第2部分に形成する導電体材料とを備え、前記第1の電流搬送ライン及び前記第2の電流搬送ラインは隣接して、電流を前記半導体基板の前記上面に平行に搬送する、半導体装置構造。 - 前記第1の電流搬送ライン及び前記第2の電流搬送ラインは、傾斜エッジで隣接する請求項1記載の半導体装置構造。
- 前記第1の電流搬送ライン及び前記第2の電流搬送ラインは、約50度以下の角度で隣接する請求項1記載の半導体装置構造。
- 前記第1部分は上面及び下面を有し、
前記第2部分は上面及び下面を有し、
前記第1部分の前記上面は前記第2部分の前記上面と同一平面に在る、請求項1記載の半導体装置構造。 - 前記第1部分は上面及び下面を有し、
前記第2部分は上面及び下面を有し、
前記第1部分の前記下面は、前記第2部分の前記下面と同一平面に在る、請求項1記載の半導体装置構造。 - 複数の厚さを有する相互接続を形成する方法であって、
基板を有する半導体構造を設ける工程と、
第1誘電体層を前記基板を覆うように形成する工程と、
連続開口を前記第1誘電体層に形成する工程であって、前記連続開口は第1部分、第2部分、及び第3部分を有し、前記第1部分は前記第2部分よりも浅く、かつ前記第2部分は前記第3部分よりも浅い工程と、
導電体層を前記連続開口に形成する工程と、
前記第1誘電体層上方の前記導電体層を除去して第1の電流搬送ラインを前記第1部分に残し、第2の電流搬送ラインを前記第1の電流搬送ラインに隣接して前記第2部分に残し、ビアを前記第3部分に残す工程とを備える、方法。 - 前記第1誘電体層は上部を有し、この上部は、前記上部の直下に在る下部とは異なるエッチング特性を有し、前記連続開口を形成する工程は、
所望位置の前記連続開口を覆う前記上部を第1のエッチャントによりエッチングする工程と、
前記所望位置の前記連続開口の前記下部を前記第1のエッチャントとは異なる第2のエッチャントによりエッチングする工程とを備える、請求項6記載の方法。 - 前記第1誘電体層をパターニングして前記第1誘電体層に第1領域及び第2領域を設ける工程であって、前記第1領域は前記第2領域よりも薄い工程と、
平坦で除去可能な層を前記第1誘電体層を覆うように形成する工程とをさらに備え、
前記連続開口を形成する工程は、
前記連続開口を形成する前に、前記除去可能な層をパターニングしてパターニングされ
た除去可能な層を形成する工程と、
前記パターニングされた除去可能な層をマスクとして使用して前記連続開口を形成する工程とをさらに備える、請求項6記載の方法。 - 前記除去可能な層は初期膜厚を有し、前記除去可能な層をパターニングする工程は、
前記初期膜厚を減少膜厚にまで減少させる工程と、
フォトレジストを前記減少膜厚を有する前記除去可能な層を覆うように形成し、前記フォトレジストをパターンに従ってパターニングする工程と、
前記パターンを前記除去可能な層に転写する工程とを備える、請求項8記載の方法。 - 前記連続開口を形成する工程が、
第2誘電体層を前記第1誘電体層の上に形成する工程と、
前記第2誘電体層をパターニングする工程と、
前記第1誘電体層をエッチングして前記連続開口の前記第1部分及び前記連続開口の前記第2部分の一部を形成する工程と、
マスクを前記連続開口の前記第1部分を覆うように形成する工程と、
前記第1誘電体層をエッチングして前記連続開口の前記第2部分の形成を完了させる工程とを備える、請求項6記載の方法。
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