JP3104232B2 - Gate array structure and method allowing selection with only a second metal mask - Google Patents

Gate array structure and method allowing selection with only a second metal mask

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JP3104232B2
JP3104232B2 JP50473189A JP50473189A JP3104232B2 JP 3104232 B2 JP3104232 B2 JP 3104232B2 JP 50473189 A JP50473189 A JP 50473189A JP 50473189 A JP50473189 A JP 50473189A JP 3104232 B2 JP3104232 B2 JP 3104232B2
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Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 この発明は半導体構造においてメタライゼーションを
形成するための方法および構造に関する。特に、それは
半導体ゲートアレイ上にメタライゼーションを形成する
ことに関しそれでカスタム回路はより少ない時間で完了
され得る。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to methods and structures for forming metallization in semiconductor structures. In particular, it relates to forming metallization on a semiconductor gate array so that custom circuits can be completed in less time.

背景 ゲートアレイは、通常電気的相互接続が製造される点
までのいくつかの標準設計による半導体素子のサブスト
レートに形成された半導体回路エレメントのアレイであ
る。電気的相互接続はカスタムパターンに従って与えら
れ結果として生じる集積回路が特定の所望の機能を果た
すようにする。電気的相互接続は通常2つの層の金属
(または時には第1の層用の金属シリサイド)ラインを
含み、バイア(via)が2つの層の間に形成され2つの
層を選択された位置で接続する。
BACKGROUND A gate array is an array of semiconductor circuit elements formed on a substrate of semiconductor devices according to some standard design, usually up to the point where electrical interconnects are manufactured. The electrical interconnects are provided according to a custom pattern so that the resulting integrated circuit performs a particular desired function. Electrical interconnects usually include two layers of metal (or sometimes metal silicide for the first layer) lines, and vias are formed between the two layers to connect the two layers at selected locations. I do.

標準のたな上げされた品目としての半導体サブストレ
ートにおけるゲートアレイの形成は、顧客によって注文
された後、完成したセミカスタム集積回路を生産するの
に必要とされる時間を大いに減ずる。しかしながら、現
在のセミカスタム集積回路処理技術において、3つのカ
スタムマスキングステップが、カスタム集積回路が注文
された後、なお行なわれるべきである。これらの3つの
ステップは、第1の金属の層を生成しパターン化するこ
と、絶縁の層を生成しバイアをパターン化すること(第
1の金属の層上の絶縁の中の開口)、および第2の金属
の層を生成しパターン化することであり、このように集
積回路を形成する相互接続を完成する。最終のパッシベ
ーション層がエレメントからの保護のため通常与えられ
パターン化される。
The formation of a gate array on a semiconductor substrate as a standard lifted item greatly reduces the time required to produce a completed semi-custom integrated circuit after being ordered by a customer. However, in current semi-custom integrated circuit processing techniques, three custom masking steps should still be performed after the custom integrated circuit is ordered. These three steps include creating and patterning a first metal layer, creating an insulating layer and patterning vias (openings in the insulation on the first metal layer), and The creation and patterning of a layer of a second metal, thus completing the interconnect forming the integrated circuit. A final passivation layer is usually provided and patterned for protection from the elements.

概要 この発明の構造およびプロセスは第1の金属の層を与
えること、それを万能の(多くのカスタム回路で使え
る)第1の層マスクでパターン化すること、誘電体を生
成しこれを万能のバイアスマスクでパターン化するこ
と、第2の金属の層を生成することを考慮に入れ、すべ
てはゲートアレイ集積回路を生産する標準の部分の一部
である。回路を完成するカスタムマスキングステップ
は、その後第2の金属の層をパターン化することのみに
必要とされる。この発明の新規の特徴として、第2の金
属層をパターン化するステップはまた第1の金属層の中
に接続を選択的に開き、このように意図される回路機能
を生み出す。
SUMMARY The structure and process of the present invention provide a first layer of metal, pattern it with a universal first layer mask (which can be used in many custom circuits), create a dielectric and create a universal Taking into account the patterning with the bias mask and the creation of the second metal layer, all are part of the standard part of producing gate array integrated circuits. A custom masking step to complete the circuit is then only required to pattern the second metal layer. As a novel feature of the present invention, the step of patterning the second metal layer also selectively opens connections in the first metal layer, thus producing the intended circuit function.

この発明の構造および方法は、標準のゲートアレイメ
タライゼーションプロセスと比較して、注文された後、
時間および集積回路を完成するのに残されているカスタ
ムステップの数を減じる。1つのカスタムマスクだけが
必要とされるので製造の費用はまた著しく低減される。
The structure and method of the present invention, after ordered, as compared to a standard gate array metallization process
Reduces time and the number of custom steps left to complete an integrated circuit. Manufacturing costs are also significantly reduced since only one custom mask is required.

この発明の構造およびプロセスはまた、第1の金属層
ライン、バイアおよび第2の金属層ラインの相対的な位
置における整列誤差のより大きい許容差を有する。
The structures and processes of the present invention also have greater tolerance for alignment errors in the relative positions of the first metal layer lines, vias and second metal layer lines.

先行技術と対比して、バイアをそれらが接続しようと
するラインよりも広くすることにより、およびバイアを
形成する前に第1の金属上に生成された絶縁層を平坦化
することにより、第2の金属をパターン化し生成した後
のエッチングのステップは、第2の金属を望まれない領
域から除去するだけでなくまた露出した第2の金属の下
に位置するバイアの中に延在する第2の金属を除去し、
さらにこれらの露出したバイアの下に位置する第1の金
属を除去する。パターン化後の第2の金属のエッチング
がまた露出したバイアの下の第1の金属層ラインをきれ
いに切断する結果となるためにバイアが第1の層金属ラ
インよりも広いということが必要である。しかしなが
ら、それらの下の金属ラインよりも大きいバイアスを形
成するとき、これらの大きいバイアがエッチングされつ
つあるとき、金属ラインに隣り合うバイアの下のシリコ
ンサブストレートをエッチングするのを避けるように余
分の予防措置がとられなければならない。第1の金属層
上に生成される誘電体層を平坦化することは、サブスト
レートを露出することなしの第1の金属まで下の制御さ
れたバイアエッチングを考慮に入れる。この発明で、過
剰の相互接続を有する標準の第1の金属パターンが製造
され得、不必要な第1の金属相互接続が第2の金属パタ
ーン化ステップの間に切れ所望の論理関数を行なう回路
を形成する。
By making the vias wider than the lines to which they connect, as compared to the prior art, and by planarizing the insulating layer created on the first metal before forming the vias, The step of etching after patterning and forming the second metal not only removes the second metal from the undesired regions but also extends the second metal extending into the via located below the exposed second metal. Remove the metal
In addition, the first metal under these exposed vias is removed. It is necessary that the via be wider than the first layer metal line so that the etching of the second metal after patterning also results in a clean cut of the first metal layer line below the exposed via. . However, when forming biases larger than the metal lines below them, extras may be used to avoid etching the silicon substrate under the vias adjacent to the metal lines when these large vias are being etched. Precautionary measures must be taken. Planarizing the dielectric layer created over the first metal layer allows for a controlled via etch down to the first metal without exposing the substrate. With this invention, a standard first metal pattern having excess interconnects can be manufactured, and unnecessary first metal interconnects are broken during the second metal patterning step to perform the desired logic function. To form

好ましい標準レイアウトは第1の層金属を多くの可能
な回路設計のどれかで必要とされそうなところにはどこ
でも設ける。好ましい標準レイアウトはまた、第1の金
属ラインが多くの回路設計のうちいずれかのために切断
されなければならなくなりそうなところにはどこでも第
1の層金属の上に普通以上に大きいバイアを設ける。そ
の後、単一のカスタムマスクが第2の金属をパターン化
でき、また必要とされるところで第1の金属を切断する
準備をする。
A preferred standard layout provides the first layer metal wherever needed in any of many possible circuit designs. The preferred standard layout also provides unusually large vias on the first layer metal wherever the first metal line would have to be cut for any of many circuit designs. . Thereafter, a single custom mask can pattern the second metal and prepare to cut the first metal where needed.

この発明のもう1つの特徴として、第1のおよび第2
の金属は同じ材料であるか、または同じエッチャントで
エッチングされ得る材料である。好ましい実施例はアル
ミニウム、またはアルミニウム合金を使用する。代替的
に2つの異なった材料が第1の、および第2の層相互接
続に使用され得、2つの材料が順次的に順次的なエッチ
ャントでエッチングされる。
Another feature of the present invention is that the first and second
Are the same material or materials that can be etched with the same etchant. Preferred embodiments use aluminum or aluminum alloys. Alternatively, two different materials can be used for the first and second layer interconnects, and the two materials are sequentially etched with a sequential etchant.

この発明のもう1つの特徴として、もしその上にバイ
アが第2の層コンタクトのために置かれるであろう第1
の層金属の或る一定の部分を保護することが望ましいの
であれば、しかしそこで第1の層ラインが切断されるの
が望まれないのであれば、第1の層金属をエッチングす
るのに使用されるエッチャントに異なるように反応する
バリヤメタルの層が第1の層金属のこれらの部分の上に
置かれ得、それで第2の層金属をエッチングすることは
またバリヤメタルの下の第1の層金属をエッチングしな
いであろう。
As another feature of the present invention, the first will have vias thereon for the second layer contact.
If it is desired to protect certain parts of the first layer metal, but it is not desired that the first layer line be cut there, then use it to etch the first layer metal. A layer of barrier metal that reacts differently to the etchant to be deposited can be placed over these portions of the first layer metal, so etching the second layer metal also includes etching the first layer metal under the barrier metal. Will not etch.

このバリヤメタルを設けることは普通以上に大きいバ
イアを可能にする。これは、整列誤差許容差が第1の金
属ラインの代わりにバイアにより与えられ得るので、第
1の層金属のラインはより小さく作られ得るという利点
を有する。第2の金属が同様により小さく作られ得る。
このことは全体の素子が率に応じて小さくされ得るとい
うことを意味する。このようにこの発明の構造および方
法は注文と出荷との間のより速い工完だけでなく、また
所与のサイズのダイス上のより複雑な集積回路を考慮に
入れる、よりぎっしり詰まった素子の結果となる。
Providing this barrier metal allows for unusually large vias. This has the advantage that the first layer metal lines can be made smaller, as the alignment error tolerance can be provided by vias instead of the first metal lines. The second metal can likewise be made smaller.
This means that the entire device can be scaled down. Thus, the structure and method of the present invention not only allows for faster completion between order and shipment, but also allows for more compact integrated devices to take into account more complex integrated circuits on a given size die. Results.

図面の簡単な説明 第1a図および第1b図は、平面図および側面図でこの発
明の教示を用いて形成されるゲートアレイサブストレー
ト上の第1の金属相互接続パターンを図示する。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1a and 1b illustrate a first metal interconnect pattern on a gate array substrate formed using the teachings of the present invention in plan and side views.

第2図は絶縁層の付加を伴う第1b図の構造を図示す
る。
FIG. 2 illustrates the structure of FIG. 1b with the addition of an insulating layer.

第3図はフォトレジスト層の付加を伴う第2図の構造
を図示する。
FIG. 3 illustrates the structure of FIG. 2 with the addition of a photoresist layer.

第4a図は第1の金属のレベルまで平坦化された第3図
の構造を図示する。
FIG. 4a illustrates the structure of FIG. 3 planarized to a first metal level.

第4b図は誘電体層が付加された第4a図の構造を図示す
る。
FIG. 4b illustrates the structure of FIG. 4a with the addition of a dielectric layer.

第5a図および第5b図は第4図の構造の平面図および断
面図を図示し、第4b図の誘電体層がパターン化されてバ
イアを形成する。
5a and 5b show a plan view and a cross-sectional view of the structure of FIG. 4, wherein the dielectric layer of FIG. 4b is patterned to form vias.

第6図は第2の金属の層の付加を伴う第5b図の構造を
図示する。
FIG. 6 illustrates the structure of FIG. 5b with the addition of a second layer of metal.

第7図はフォトレジストのカスタム層が与えられパタ
ーン化された第6図の構造を図示する。
FIG. 7 illustrates the structure of FIG. 6 provided with a custom layer of photoresist and patterned.

第8a図および第8b図は第1のおよび第2の金属の層が
フォトレジストにより覆われないところが除去された第
7図の構造を図示する。
8a and 8b illustrate the structure of FIG. 7 in which the first and second metal layers have not been covered by the photoresist.

第9図はそれに最終の絶縁層が与えられた第8b図の構
造を図示する。
FIG. 9 illustrates the structure of FIG. 8b, provided with a final insulating layer.

第10図はバリヤメタルの層が絶縁および露出した第1
の層金属の上に与えられたパターン化された第9図のそ
れと同様の構造の側面図を図示する。
FIG. 10 shows the first insulating and exposed barrier metal layer.
FIG. 10 illustrates a side view of a patterned structure similar to that of FIG. 9 provided on the layer metal of FIG.

第11a図ないし第11e図はこの発明の教示を用いて作ら
れ得るバイアおよび相互接続の平面図レイアウトを図示
する。
FIGS. 11a-11e illustrate top view layouts of vias and interconnects that may be made using the teachings of the present invention.

詳細な説明 第1a図および第1b図はそれぞれ平面図および断面図を
図示し、第1b図の断面は第1a図のラインA−Aに沿って
取られ、それはゲートアレイサブストレートの上に生成
された第1のメタライゼーション層を図示する。同じ数
の指示は説明および図面を通して同じエレメントを表わ
す。
DETAILED DESCRIPTION FIGS. 1a and 1b show a plan view and a cross-sectional view, respectively, the cross-section of FIG. 1b being taken along line A--A of FIG. 1a, which is formed on a gate array substrate. Figure 3 illustrates a first metallization layer that has been applied. Like numbers indicate like elements throughout the description and figures.

第1a図に図示されるレイアウトは、AND、OR、NAND、N
ORおよび他の論理関数を実現するのに有用な4つのトラ
ンジスタのグループを有するCMOS構造を形成するのに通
常使用される。第1b図はP型サブストレート51を図示
し、それはその中にN型ウェル51aを形成している。メ
タライゼーション層53の形成の前に、酸化絶縁層52がサ
ブストレートの表面上に形成されているであろうし、た
とえばゲート24(第1a図)のようなゲートが形成され、
パターン化され、自己整列したソース領域(第1b図の断
面で図示されない)、ウェル51aの中のP+ドレイン領
域51b、およびサブストレート51の中のN+ドレイン領
域51cを形成するのに使用されているであろう。第1b図
により表わされた処理の点で、メタライゼーション層53
(第1の金属)がこのパターン化された酸化物層の上に
生成されて、たとえば53a、53b、53c、および53dのよう
な位置でソースおよびドレイン領域コンタクトをなし、
パターン化されて金属の相互接続を生み出す。酸化物領
域52aおよび52cはこのように露出される。
The layout illustrated in FIG. 1a is AND, OR, NAND, N
It is commonly used to form CMOS structures with groups of four transistors useful for implementing OR and other logic functions. FIG. 1b illustrates a P-type substrate 51 which forms an N-type well 51a therein. Prior to the formation of the metallization layer 53, an oxide insulating layer 52 will have been formed on the surface of the substrate, and a gate such as gate 24 (FIG. 1a) will be formed,
A patterned, self-aligned source region (not shown in cross section in FIG. 1b), used to form a P + drain region 51b in well 51a, and an N + drain region 51c in substrate 51. Will. In terms of the process represented by FIG. 1b, the metallization layer 53
(A first metal) is formed over the patterned oxide layer to make source and drain region contacts at locations such as 53a, 53b, 53c and 53d,
Patterned to create metal interconnects. Oxide regions 52a and 52c are thus exposed.

たとえば第1a図に図示されるゲート24のような単一の
ゲートが隣り合うNチャネルおよびPチャネルトランジ
スタを制御する。Nチャネルトランジスタはドレインコ
ンタクト53c、53dを有する。Pチャネルトランジスタは
ドレインコンタクト53a、53bを有する。第1a図の例にお
いて、多結晶シリコンゲート24は2つのサブストレート
チャネルを通る電子流れを制御し、たとえばコンタクト
53eの下に位置するソース領域とコンタクト53dの下に位
置するドレイン領域との間である。各ソース、ドレイ
ン、チャネル、およびゲートは1つのMOSトランジスタ
を含む。
A single gate, such as gate 24 shown in FIG. 1a, controls adjacent N-channel and P-channel transistors. The N-channel transistor has drain contacts 53c and 53d. The P-channel transistor has drain contacts 53a and 53b. In the example of FIG. 1a, the polysilicon gate 24 controls electron flow through the two substrate channels, for example, a contact
This is between the source region located under 53e and the drain region located under contact 53d. Each source, drain, channel, and gate includes one MOS transistor.

特定の論理関数は第1のおよび第2の金属接続のパタ
ーン化による。この発明により、非常に様々の論理関数
を達する第1のおよび第2の金属の両方のカスタムパタ
ーン化は、記述されるであろうように、単一のステップ
で達せられ得る。
The particular logic function depends on the patterning of the first and second metal connections. With the present invention, custom patterning of both the first and second metals that achieves a wide variety of logic functions can be achieved in a single step, as will be described.

次に、メタライゼーション層53を平坦化するために、
第1b図に図示された構造の表面に、絶縁の層54が与えら
れる(第2図を参照されたい)。それから、フォトレジ
スト層55が、第3図に図示されるように、絶縁層54に与
えられる。
Next, in order to planarize the metallization layer 53,
On the surface of the structure illustrated in FIG. 1b, an insulating layer 54 is provided (see FIG. 2). Then, a photoresist layer 55 is applied to the insulating layer 54, as shown in FIG.

第4図に図示されるように、フォトレジスト層55およ
び絶縁層54は、絶縁層54を除去するのと実質上同じ速度
でフォトレジスト55を除去するプロセスによりエッチン
グされる。エッチングは、絶縁層54の上の方の部分54a
が除去され第1のメタライゼーション層53が露出される
まで続けられる。エッチングはすべてのフォトレジスト
が除去される、より早い時点で終えられてもよいし、し
たがって平坦な一番上の層を生じ、または好ましくは、
第1のメタライゼーション層53が露出されることのより
遅い時点で終えられてもよい。第1の金属が露出される
とき終えるのが有利であり、なぜならそれは誘電体の層
を第1の金属の上に予測できる厚さまで再び生成するこ
とを考慮に入れるからである。いずれの場合にも上部の
表面は平坦である。重要なことには、第4a図が図示する
ように、サブストレート51はどこも露出されていない。
それから、第4b図に図示されるように、誘電体が再び層
56として全体の表面上に生成される。
As shown in FIG. 4, photoresist layer 55 and insulating layer 54 are etched by a process that removes photoresist 55 at substantially the same rate as removing insulating layer 54. Etching is performed on the upper portion 54a of the insulating layer 54.
Is removed until the first metallization layer 53 is exposed. The etching may be completed earlier, when all the photoresist is removed, thus producing a flat top layer, or preferably,
It may be terminated at a later point in time when the first metallization layer 53 is exposed. It is advantageous to finish when the first metal is exposed, because it allows for the re-formation of a layer of dielectric over the first metal to a predictable thickness. In each case, the upper surface is flat. Importantly, as FIG. 4a illustrates, no substrate 51 is exposed.
The dielectric is then layered again, as shown in FIG. 4b.
Generated on the entire surface as 56.

代替的に、絶縁層54の平坦化を達するのに、ポリイミ
ドの層が、フォトレジスト55を与える代わりに、絶縁層
54に与えられてもよい。ポリイミドはそれ自体で平面に
なり、フォトレジストと、それにプラズマ酸化物を除去
し、それからプラズマ酸化物を再び生成しなければなら
ないというステップを避ける。しかしながら、ポリイミ
ドはもし露出しておかれると水分を吸収するであろう
し、したがってプラズマ酸化物の層で表面処理される必
要があるかもしれない。
Alternatively, to achieve planarization of the insulating layer 54, a layer of polyimide may be used instead of providing a photoresist 55.
May be given to 54. The polyimide is planar by itself, avoiding the step of having to remove the photoresist and the plasma oxide from it, and then regenerate the plasma oxide. However, polyimides will absorb moisture if exposed, and may therefore need to be surface treated with a layer of plasma oxide.

さらに代わりとして、絶縁層54を形成するのに塗布ガ
ラスを用いることは水平化を生じ得る。このように塗布
ガラスは絶縁層54が直接に平坦化されることを可能にす
る。過去において、入手可能な塗布ガラスの不純物準位
が十分に高くなかったので、塗布ガラスは好まれなかっ
た。
Further alternatively, using coated glass to form insulating layer 54 can result in leveling. Thus, the coated glass allows the insulating layer 54 to be directly planarized. In the past, coated glass was not preferred because the available impurity levels of the coated glass were not high enough.

平坦化ステップのため、第1の金属53の上面より下の
54aおよび54bの位置における誘電体はほとんどエッチン
グされ去ってしまわない。
Due to the planarization step, the lower part of the upper surface of the first metal 53
The dielectric at locations 54a and 54b is hardly etched away.

この平坦化ステップはこの発明の重要な特徴である。
それなしでは、この発明の普通以上に大きいバイアを設
けることは、第1の金属53の上部の表面がバイアエッチ
ングの間に露出されるようになるのとほぼ同時にシリコ
ンサブストレート51をエッチングする結果となるであろ
う。
This planarization step is an important feature of the present invention.
Without that, providing an unusually large via of the present invention would result in etching the silicon substrate 51 at about the same time that the top surface of the first metal 53 became exposed during the via etch. It will be.

第5a図は平面図を図示し、第5b図は断面図を図示し、
その中で絶縁層56は生成されて、バイア56a、56b、56
c、56d、および56eは、第2の金属を第1の金属に接続
する、またはより早くに形成された第1の金属において
コンタクトを中断することが後に望ましいかもしれない
すべての位置で形成された。第5b図はラインA−Aに沿
ってとられた第5a図の断面図である。第5b図に図示され
るように、絶縁層56がメタライゼーション層53および絶
縁層54を含む平坦化された層の上面の上へ生成される。
パッシベーション層56はその後パターン化され、たとえ
ば56a、56b、56c、56d、および56eのようなバイアを形
成する。次に、第6図に図示されるように、第2のメタ
ライゼーション層57が半導体ウエハの上面の上へ生成さ
れ、絶縁層56の中に形成されたバイアの中にコンタクト
領域57a、57b、57c、57d、および57eを形成する。
FIG. 5a illustrates a plan view, FIG. 5b illustrates a cross-sectional view,
Insulating layer 56 is formed therein, and vias 56a, 56b, 56
c, 56d, and 56e are formed at all locations where it may be desirable later to connect the second metal to the first metal or to break the contact at the earlier formed first metal. Was. FIG. 5b is a cross-sectional view of FIG. 5a taken along line AA. As shown in FIG. 5b, an insulating layer 56 is created over the top surface of the planarized layer including the metallization layer 53 and the insulating layer 54.
Passivation layer 56 is then patterned to form vias such as 56a, 56b, 56c, 56d, and 56e. Next, as shown in FIG. 6, a second metallization layer 57 is formed over the top surface of the semiconductor wafer, and contact regions 57a, 57b, are formed in vias formed in insulating layer 56. Form 57c, 57d, and 57e.

すべてのこれらのステップは多数のカスタム回路に使
用され得る万能の半導体構造を形成する一部であり、第
2の金属層57のパターン化に使用されるマスタ次第であ
る。
All these steps are part of forming a universal semiconductor structure that can be used for many custom circuits, depending on the master used to pattern the second metal layer 57.

第7図、第8a図、第8b図、および第9図は、顧客によ
り明示される回路を生産するのに必要な最終のカスタム
化ステップを図示する。第7図に図示されるように、フ
ォトレジスト層58が第2の金属層57の上へ生成され、こ
の発明で使用され得る単一のカスタムマスクを用いて領
域58a、58b、58c、および58dにパターン化される。この
パターン化は、第2の、およびまたいくらかの第1の金
属が除去されるべき位置を露出する。第8b図に図示され
るように、これらの露出した部分は除去される。残余の
フォトレジストもまた除去される。プラズマまたは反応
性イオンエッチング処理が、第1のおよび第2の金属の
下を切り取るのを避けるために選択され得る。
FIGS. 7, 8a, 8b, and 9 illustrate the final customization steps required to produce the circuit specified by the customer. As shown in FIG. 7, a layer of photoresist 58 is created over the second metal layer 57 and regions 58a, 58b, 58c, and 58d are formed using a single custom mask that can be used in the present invention. Is patterned into This patterning exposes locations where the second and also some first metal is to be removed. These exposed portions are removed, as shown in FIG. 8b. Residual photoresist is also removed. A plasma or reactive ion etching process may be selected to avoid cutting under the first and second metals.

第8b図において、第2の金属57の一部、第2の金属コ
ンタクトのいくらか、および第1の金属の一部が除去さ
れた。結果として生じる回路が第8a図に平面図で図示さ
れる。第9図に図示されるように、第1のおよび第2の
金属の望まれない部分の除去の後、最終のパッシベーシ
ョン層59が形成される。
In FIG. 8b, a portion of the second metal 57, some of the second metal contacts, and a portion of the first metal have been removed. The resulting circuit is illustrated in plan view in FIG. 8a. After removal of the undesired portions of the first and second metals, as shown in FIG. 9, a final passivation layer 59 is formed.

第8b図に図示されるように、パターン化するステップ
は第2の金属領域57g(第7図に図示される)の除去を
結果として生じて、それによって第2の金属領域57fと5
7eとの間の接続を切断する。パターン化はまた第2の金
属コンタクト領域57c、第2の金属コンタクト領域57bお
よび57dの一部の除去と、さらに第1の金属領域53h、53
j、および53lの除去を結果として生じた(第8b図を参照
されたい)。したがって接続は第2の金属領域57aと第
1の金属領域53iとの間で切断された。いかなるフォト
レジストも第1の金属領域53aの上の第2の金属を保護
しなかったという事実にもかかわらず、接続は第2の金
属領域57aと第1の金属領域53aとの間で切断されなかっ
た。これは絶縁層56の中のバイアが第1の金属領域53a
の上に形成されなかったからである。このようにこの発
明の構造および方法は、セミカスタム回路の設計の弾力
性と単一のカスタムマスキングステップの速度および低
コストとの両方を考慮に入れ、低コストと顧客への速い
配達を結果として生じる。
As shown in FIG. 8b, the patterning step results in the removal of the second metal region 57g (shown in FIG. 7), whereby the second metal regions 57f and 5g are removed.
Disconnect the connection to 7e. The patterning also removes the second metal contact region 57c, a portion of the second metal contact regions 57b and 57d, and further removes the first metal region 53h, 53
Removal of j and 53l resulted (see FIG. 8b). Therefore, the connection was broken between the second metal region 57a and the first metal region 53i. Despite the fact that no photoresist protected the second metal over the first metal region 53a, the connection was broken between the second metal region 57a and the first metal region 53a. Did not. This is because the vias in the insulating layer 56 are the first metal regions 53a.
Because it was not formed on Thus, the structure and method of the present invention take into account both the resiliency of semi-custom circuit design and the speed and low cost of a single custom masking step, resulting in low cost and fast delivery to customers. Occurs.

第7図に図示される単一のマスキングおよびパターン
化ステップは、このように全体の回路のカスタム化を結
果として生じる。先行技術において、典型的に3つのカ
スタムマスキング/パターン化ステップがセミカスタム
回路を生産するのに必要とされ、1つは第1の金属をパ
ターン化するためであり、1つはバイアをパターン化す
るためであり、1つは第2の金属をパターン化するため
であった。対照してみると、この発明の方法で、第2の
金属を生成した後の単一のカスタムパターン化ステップ
だけがセミカスタム回路を形成するのに必要とされる。
The single masking and patterning step illustrated in FIG. 7 thus results in customization of the entire circuit. In the prior art, typically three custom masking / patterning steps are required to produce a semi-custom circuit, one for patterning a first metal and one for patterning vias. One was to pattern the second metal. By contrast, with the method of the present invention, only a single custom patterning step after the creation of the second metal is required to form a semi-custom circuit.

第1の金属のパターン化およびパターン化された領域
の絶縁(たとえば、領域54aおよび54b)後に与えられる
平坦化ステップは、第2の金属コンタクトのためのバイ
アは周囲の金属ラインよりも小さくある必要がないとい
うことを意味する。したがってバイアは第1の金属と第
2の金属との間のコンタクトを考慮に入れるという、お
よび隣り合う第1の金属領域の間のコンタクトを中断す
るという二重の機能で役に立つことができる。
The planarization step provided after patterning the first metal and isolating the patterned regions (eg, regions 54a and 54b) requires that the vias for the second metal contact be smaller than the surrounding metal lines Means that there is no Thus, vias can serve the dual function of taking into account the contact between the first and second metals and interrupting the contact between adjacent first metal regions.

所与のこの発明のもう1つの特徴として、バイアが第
1の金属ラインの境界の範囲内に含まれる必要は全くな
く、第1の金属ラインは、バイアのための十分な整列誤
差許容差を維持すると同時に、先行技術の設計基準の下
のものよりも狭く作られ得る。第1の金属の上の絶縁層
を平坦化しない先行技術の素子は、バイアが第1の金属
と重なり合うのを妨げなければならず、なぜなら平坦化
なしでは、エッチングステップはシリコンサブストレー
トをエッチングするか、または少なくとも露出するであ
ろうからである。設計基準は、第1の金属ラインの上
に、バイアの各々の側に1ミクロンの空間を必要とし、
整列誤差を考慮に入れバイアに第1の金属ラインの上に
掛からせるのを避ける。このように3ミクロンバイアに
対して先行技術のライン幅は5ミクロンでなければなら
ない。バイアが第1の金属の上に掛からないという先行
技術の要求を除くことは、第1の金属が少なくとも2ミ
クロン小さくなることを可能にし、もしバイアが第1の
金属の上に掛かるのが許される(または望まれる)ので
あれば、第1の金属ラインは、我々の実例において、5
ミクロン幅から1または2ミクロン幅に縮まされ得る。
このように設計基準は著しく縮められ得、全体の素子は
著しくより小さく作られ得る。この同じ原理が、もし将
来許容差がより厳しくなり、ライン幅がさらに減少され
得るならば、適用されるであろう。
As another feature of a given invention, the via does not need to be included within the boundaries of the first metal line at all, and the first metal line has sufficient alignment error tolerance for the via. While maintaining, it can be made narrower than under prior art design criteria. Prior art devices that do not planarize the insulating layer over the first metal must prevent vias from overlapping the first metal, because without planarization, the etching step etches the silicon substrate Or at least it will be exposed. The design criteria requires 1 micron of space on each side of the via above the first metal line,
Taking the vias over the first metal line to account for alignment errors is avoided. Thus, for a 3 micron via, the prior art line width must be 5 microns. Eliminating the prior art requirement that vias do not hang over the first metal allows the first metal to be at least 2 microns smaller, and allows vias to hang over the first metal. If desired (or desired), the first metal line would be 5 in our example.
It can be reduced from one micron wide to one or two microns wide.
In this way, design criteria can be significantly reduced and the entire device can be made significantly smaller. This same principle would be applied if tolerances became tighter in the future and line width could be further reduced.

或る場合において、バイアを介して第1の金属と第2
の金属との間にコンタクトを提供し、しかし第1の金属
ラインが中断されるのを許すことなく、第1の金属と第
2の金属との間のコンタクトが中断されるのを許すこと
が望ましいかもしれない。
In some cases, the first metal and the second
Providing contact between the first metal and the second metal, but allowing the contact between the first metal and the second metal to be interrupted without allowing the first metal line to be interrupted. It might be desirable.

この場合、第1の金属層を形成しパターン化し、その
上に絶縁層を形成しパターン化した後、第2の金属層が
生成される前にバリヤメタルの薄い層が生成されパター
ン化される。バリヤメタル形成は構造を形成するのに必
要とされるステップの数を増加するが、しかしながらこ
れらの余分のステップは万能の構造の形成の間に起こ
り、カスタム化プロセスを長くしない。必要とされるカ
スタムマスクの数は1つのままである。バリヤメタルは
第1のおよび第2の金属ラインをエッチングするのに使
用されるエッチャントに耐えるように選択される。バリ
ヤメタルはパターン化され、バイアの下の第1の金属層
を中断しないことが望ましい絶縁層の中のバイアの上に
位置する。第10図はバリヤメタルが使用された構造の端
面図を図示する。第10図に図示されるように、第1の金
属の2つの領域61および62が形成された。平坦化酸化物
層63に酸化物層64の形成およびパターン化が続いた。こ
れらの酸化物層の形成の後に、バリヤメタルの層65が形
成されパターン化された。第10図に図示されるように、
バリヤメタル領域65は、それが保護しなければならない
第1の金属領域61aおよび61bよりも大きい。このよう
に、整列は臨界的ではない。
In this case, after forming and patterning a first metal layer, forming and patterning an insulating layer thereon, a thin layer of barrier metal is generated and patterned before the second metal layer is generated. Barrier metal formation increases the number of steps required to form the structure, however, these extra steps occur during the formation of the universal structure and do not lengthen the customization process. The number of custom masks needed remains one. The barrier metal is selected to withstand the etchant used to etch the first and second metal lines. The barrier metal is patterned and located above the via in the insulating layer where it is desirable not to interrupt the first metal layer below the via. FIG. 10 illustrates an end view of a structure using barrier metal. As shown in FIG. 10, two regions 61 and 62 of the first metal have been formed. The formation and patterning of the oxide layer 64 followed the planarization oxide layer 63. After formation of these oxide layers, a barrier metal layer 65 was formed and patterned. As illustrated in FIG.
Barrier metal region 65 is larger than first metal regions 61a and 61b that it must protect. Thus, alignment is not critical.

第10図の構造をカスタム化することにおいて、目標は
第1の金属領域61aを第1の金属領域62aに接続する第2
の金属の領域66bを残すことであり、また第2の金属領
域66aから第1の金属領域61aまたは61bへの接続を切断
し、第1の金属領域62aと62bとの間の接続を切断し、し
かし領域61aと領域61bとの間の接続を切断しないことで
ある。第10図に図示されるように、バリヤメタル65はパ
ターン化されて、第1の金属領域61aおよび61bを覆う
が、しかし第1の金属領域62aおよび62bを覆わない。
In customizing the structure of FIG. 10, the goal is to connect the first metal region 61a to the first metal region 62a.
And disconnect the connection from the second metal region 66a to the first metal region 61a or 61b, and disconnect the connection between the first metal regions 62a and 62b. However, the connection between the region 61a and the region 61b is not cut. As shown in FIG. 10, barrier metal 65 is patterned to cover first metal regions 61a and 61b, but not to first metal regions 62a and 62b.

カスタムパターン化の前に、第2の金属層はバリヤメ
タル65およびバイア68aを介して第1の金属領域61aおよ
び61bにコンタクトする。第2の金属層はバイア68bを介
して領域62aおよび62bにコンタクトする。単一のカスタ
ムマスクはフォトレジストをパターン化し、開口が領域
69aおよび69bで第2の金属においてエッチングされるよ
うにする。開口69aのエッチングはバリヤメタル65によ
り止められるが、開口69bのエッチングは、領域62aおよ
び62bが分離されるまで、領域69cにおいて進む。プロセ
スのこの点で、バリヤメタル層65は第2の金属領域66a
を第1の金属領域61aおよび61bへ接続する。このバリヤ
メタルのその後のエッチング(さらに進んだマスキング
およびパターン化を必要としない)はバリヤメタル65の
露出された部分を除去し、したがって第2の金属領域66
aから第1の金属領域61aおよび61bへの接続を切断す
る。
Prior to custom patterning, the second metal layer contacts first metal regions 61a and 61b via barrier metal 65 and vias 68a. The second metal layer contacts regions 62a and 62b through via 68b. A single custom mask patterns the photoresist, leaving openings in the area
Etch in the second metal at 69a and 69b. Etching of opening 69a is stopped by barrier metal 65, but etching of opening 69b proceeds in region 69c until regions 62a and 62b are separated. At this point in the process, the barrier metal layer 65 has a second metal region 66a.
Are connected to the first metal regions 61a and 61b. Subsequent etching of this barrier metal (which does not require further masking and patterning) removes the exposed portions of the barrier metal 65 and thus the second metal area 66
Disconnect the connection from a to the first metal regions 61a and 61b.

バリヤメタルの整列における許容差は臨界的ではな
く、なぜならバリヤメタル領域はそれが覆うことになっ
ているバイアよりも十分に大きく作られてもよいからで
ある。また、バリヤメタルを設けることはカスタムマス
クのための整列許容差をさらに制限はしない。第2の金
属領域66aと66bとの間の開口69aは、これらの隣り合っ
た第2の金属領域の間の分離を確実にするのに十分広い
ということだけを必要とする。カスタムマスクとカスタ
ム化されるべきセルとの間の整列はただ、領域66bが領
域61aおよび62aとコンタクトし、領域62aと62bとの間の
第1の金属ギャップが確かな分離に十分であり、領域66
aが領域61bから分離されるのに十分であらなければなら
ないだけである。
The tolerance in the alignment of the barrier metal is not critical, because the barrier metal area may be made much larger than the via it is to cover. Also, providing a barrier metal does not further limit alignment tolerances for the custom mask. The opening 69a between the second metal regions 66a and 66b need only be large enough to ensure the separation between these adjacent second metal regions. The alignment between the custom mask and the cell to be customized is simply that region 66b contacts regions 61a and 62a, and that the first metal gap between regions 62a and 62b is sufficient for reliable isolation; Area 66
It only has to be enough for a to be separated from the region 61b.

シリコンサブストレート、シリコン酸化物絶縁、およ
びアルミニウムの第1のおよび第2の金属とうまく使用
されたバリヤメタルはチタン−タングステンである。こ
の材料の組合わせが使われるとき、チタン−タングステ
ンバリヤは絶縁層の下よりもむしろ上に置かれ、なぜな
ら酸化物の中にバイアを形成するのに好んで使用される
フッ素がベースのエッチャントがまたチタン−タングス
テンを除去するであろうからである。
A successfully used barrier metal with silicon substrate, silicon oxide insulation, and first and second metals of aluminum is titanium-tungsten. When this combination of materials is used, the titanium-tungsten barrier is placed above the insulating layer rather than below, because a fluorine-based etchant that is preferably used to form vias in the oxide is Also, it will remove titanium-tungsten.

第11a図ないし第11e図は、この発明の単一のカスタム
マスクを用いて種々の接続パターンを達する第1の金
属、バイア、および第2の金属パターン化の数個のジオ
メトリを図示する。第11b図において、第1の金属層11
は生成の後にパターン化されて、輪郭11−3により示さ
れるような十字状のパターンを残す。パターン化された
第1の金属の十字状のパターンの上に絶縁層を形成した
後、バイア12が絶縁層の中へのパターン化され、したが
って第1の金属十字11−3の中央を露出する。ウエハの
上部の表面の上への第2の金属13の生成は第2の金属13
がバイア12の輪郭の範囲内で第1の金属十字11−3にコ
ンタクトするようにする。第11b図は第2の金属13のパ
ターン化後の残っている構造を図示し、第2の金属13の
L字状の部分だけが残っている。領域12−1において、
バイア12が位置する第2の金属13の除去は最初の十字状
の第1の金属パターン11−3から第1の金属11を除去す
る結果となって、したがって第1の金属領域11−1と第
1の金属領域11−2および11−4との間の電気的接続を
切断する。第1の金属領域11−1および11−2の上の絶
縁層の存在は、第2の金属13のその後の除去がまた第1
の金属領域11−1および11−2を除去することから妨げ
る。領域13−1において、第2の金属は第1の金属の上
に残るが、しかし絶縁層12により第1の金属から分離さ
れる。領域13−2において、それはバイア12の範囲内で
あるが、第2の金属13が第1の金属11とコンタクトして
いる。このように、第11b図で選択された第2の金属パ
ターンは第1の金属領域11−4と11−5との間の電気的
接続を保持し、同時に第1の金属領域11−1および11−
2への接続を切断する結果となったということが理解さ
れ得る。
FIGS. 11a to 11e illustrate several geometries of first metal, via, and second metal patterning using a single custom mask of the present invention to reach various connection patterns. In FIG. 11b, the first metal layer 11
Are patterned after generation, leaving a cross-shaped pattern as indicated by outline 11-3. After forming the insulating layer over the patterned first metal cross pattern, vias 12 are patterned into the insulating layer, thus exposing the center of first metal cross 11-3. . The formation of the second metal 13 on the upper surface of the wafer is the second metal 13
Contact the first metal cross 11-3 within the outline of the via 12. FIG. 11b illustrates the remaining structure after patterning of the second metal 13, only the L-shaped portion of the second metal 13 remains. In the area 12-1,
The removal of the second metal 13 where the via 12 is located results in the removal of the first metal 11 from the first cross-shaped first metal pattern 11-3, and thus the first metal region 11-1. Disconnect the electrical connection between the first metal regions 11-2 and 11-4. The presence of the insulating layer over the first metal regions 11-1 and 11-2 is such that subsequent removal of the second metal 13 also
From removing the metal regions 11-1 and 11-2. In region 13-1, the second metal remains over the first metal, but is separated from the first metal by insulating layer 12. In region 13-2, it is within via 12, but second metal 13 is in contact with first metal 11. Thus, the second metal pattern selected in FIG. 11b maintains the electrical connection between the first metal regions 11-4 and 11-5, while at the same time the first metal regions 11-1 and 11-1 11−
It can be seen that this has resulted in the disconnection to connection 2.

他のパターンが第11a図、第11c図、第11d図、および
第11e図において図示される。第11d図において、バイア
がその上に位置する第1の金属ラインは第2の金属パタ
ーン化の間に切断された。第11c図において、第1の金
属領域15−2の金属領域15−3から切断されて、同時に
第2の金属領域15−1に接続されたままでいる。第11a
図において、第2の金属領域17−1は領域16−1および
16−3をお互いに接続するが、しかし領域16−2を切断
された状態に残す。もちろん多くの他のジオメトリが当
業者に明らかであるであろう。この発明で使用されるよ
うな第2の金属は絶縁層により覆われる第1の金属領域
の上をまた通り得、第1の金属の隔たった部分の間、ま
たは半導体サブストレートの隔たった部分の間にジャン
パを設ける。このように回路をカスタム化することにお
ける優れた弾力性がこの発明で使用される単一のパター
ン化ステップを介して達せられ得るということが明らか
である。
Other patterns are illustrated in FIGS. 11a, 11c, 11d, and 11e. In FIG. 11d, the first metal line on which the via is located has been cut during the second metal patterning. In FIG. 11c, the first metal region 15-2 has been cut from the metal region 15-3, and at the same time remains connected to the second metal region 15-1. No. 11a
In the figure, a second metal region 17-1 is a region 16-1 and
Connect 16-3 to each other, but leave region 16-2 disconnected. Of course, many other geometries will be apparent to those skilled in the art. The second metal as used in the present invention may also pass over the first metal region covered by the insulating layer, and between the first metal separated portions or between the separated portions of the semiconductor substrate. Install jumpers between them. It is clear that excellent resilience in customizing the circuit in this way can be achieved through a single patterning step used in the present invention.

これはこの発明の十分な完全な開示を提供する。この
発明の教示を組入れる付加的な実施例がこの開示に照ら
して当業者に明らかになるであろう。特に、第3の金属
の層を含む実施例が形成され得、それで第3の金属の層
の生成後に行なわれる単一のパあターン化ステップが3
つの金属層を有するセミカスタム回路を結果として生じ
得るということが明らかであろう。その後のカスタムス
テップが、2つ以上の金属の層の一部を除去する単一の
カスタムステップを行なった後になされ得るということ
もまた明らかであろう。そのような変化はこの発明の範
囲に入るように意図される。
This provides a full and complete disclosure of the present invention. Additional embodiments incorporating the teachings of the present invention will be apparent to those skilled in the art in light of this disclosure. In particular, embodiments can be formed that include a third metal layer, so that a single patterning step performed after the formation of the third metal layer is three times.
It will be clear that a semi-custom circuit with two metal layers can result. It will also be apparent that subsequent custom steps may be performed after performing a single custom step that removes portions of two or more layers of metal. Such changes are intended to fall within the scope of the present invention.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−78789(JP,A) 特開 昭62−35537(JP,A) 特開 昭57−106146(JP,A) 特開 昭58−37933(JP,A) 特開 昭61−168244(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/82 H01L 27/118 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-53-78789 (JP, A) JP-A-62-35537 (JP, A) JP-A-57-106146 (JP, A) JP-A 58-78 37933 (JP, A) JP-A-61-168244 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/82 H01L 27/118

Claims (13)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体構造が形成された半導体サブストレ
ートと、 前記サブストレート上に形成されパターン化され、前記
サブストレートの一部を露出する第1の絶縁層と、 前記第1の絶縁層および前記サブストレートの前記露出
した部分上に形成される第1の導電性層とを備え、前記
第1の導電性層は、当該第1の導電性層の一部を除去し
第1のライン幅を有する第1の導電性ラインを残すよう
にパターン化され、 前記第1の導電性層の上に形成されかつパターン化され
複数のバイアを形成し、前記バイアの少なくともいくつ
かは前記第1の導電性ラインの前記第1のライン幅と少
なくとも同じかそれよりも広く、それによって前記第1
の導電性ラインの一部の全幅を露出する、平坦化された
絶縁層と、 前記平坦化された絶縁層上に形成された第2の導電性層
とを含み、 前記第2の導電性層のその後のパターン化は前記第2の
導電性層と前記第1の導電性層との両方の一部を除去し
得、その結果前記第2の導電性層をパターン化し、前記
第2の導電性層と前記第1の導電性層との間の選択され
た接続を遮断し、前記第1の導電性層の選択された部分
の間の接続を遮断し、 前記第1の導電性層上に形成されたバリヤ導電性層をさ
らに含む、半導体構造。
A semiconductor substrate on which a semiconductor structure is formed; a first insulating layer formed and patterned on the substrate, exposing a portion of the substrate; A first conductive layer formed on the exposed portion of the substrate, wherein the first conductive layer is formed by removing a part of the first conductive layer and forming a first line width. Patterned to leave a first conductive line having a first conductive layer formed thereon and patterned to form a plurality of vias, at least some of the vias being the first conductive line. The width of the first line of the conductive line is at least equal to or greater than the width of the first line;
And a second conductive layer formed on the flattened insulating layer, exposing the entire width of a part of the conductive line, and the second conductive layer. Subsequent patterning can remove a portion of both the second conductive layer and the first conductive layer, thereby patterning the second conductive layer and removing the second conductive layer. Blocking a selected connection between a conductive layer and the first conductive layer, blocking a connection between a selected portion of the first conductive layer, and on the first conductive layer. The semiconductor structure further comprising a barrier conductive layer formed on the substrate.
【請求項2】前記バイアは前記第1の導電性ラインの前
記第1のライン幅よりも広く、それによって前記バイア
と前記第1の導電性ラインとの間の整列における許容差
を許す、請求項1に記載の半導体構造。
2. The method of claim 1, wherein the via is wider than the first line width of the first conductive line, thereby allowing a tolerance in alignment between the via and the first conductive line. Item 2. The semiconductor structure according to item 1.
【請求項3】前記バリヤ導電性層がパターン化され前記
第2の導電性層の前記その後のパターン化が前記バリヤ
メタルの下に位置する前記第1の金属の完全な部分を残
すようにする、請求項1に記載の半導体構造。
3. The barrier conductive layer is patterned such that said subsequent patterning of said second conductive layer leaves a complete portion of said first metal underlying said barrier metal. The semiconductor structure according to claim 1.
【請求項4】前記バリヤ導電性層が前記平坦化された絶
縁層上に形成される、請求項1に記載の半導体構造。
4. The semiconductor structure of claim 1, wherein said barrier conductive layer is formed on said planarized insulating layer.
【請求項5】前記サブストレートがシリコンであり、前
記絶縁層がシリコン酸化物であり、前記第1および第2
の導電性層がアルミニウムであり、前記バリヤ導電性層
がチタン−タングステンである、請求項4に記載の半導
体構造。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said substrate is silicon, said insulating layer is silicon oxide,
5. The semiconductor structure of claim 4, wherein said conductive layer is aluminum and said barrier conductive layer is titanium-tungsten.
【請求項6】半導体構造が形成された半導体サブストレ
ートを形成するステップと、 前記半導体サブストレート上に第1の絶縁層を形成する
ステップと、 前記第1の絶縁層をパターン化し前記サブストレートの
一部を露出するステップと、 前記第1の絶縁層および前記サブストレートの前記露出
した部分上に第1の導電性層を形成するステップと、 前記第1の導電性層をパターン化し第1のライン幅を有
する第1の導電性ラインを残し、かつ前記サブストレー
トにコンタクトするコンタクトを残すステップと、 前記第1の導電性ラインおよび前記第1の絶縁層上に第
2の絶縁層を形成するステップと、 前記第1の導電性層が除去された領域上に浸漬を避ける
ために前記第2の絶縁層を平坦化するステップと、 前記第2の絶縁層をパターン化しバイアを形成するステ
ップとを含み、前記バイアの少なくともいくつかは前記
第1の導電性ラインの前記第1のライン幅と少なくとも
同じかそれよりも広く、その結果前記第1の導電性ライ
ンの一部の全幅を露出し、さらに 前記第2の絶縁層および前記第1の導電性ラインの前記
露出した部分上に第2の導電性層を形成するステップを
含み、 前記第2の導電性層のその後のパターン化が前記第2の
導電性層と前記第1の導電性層との両方の一部を除去し
得、前記第2の導電性層の選択された部分の間の電気的
接続、前記第2の導電性層と前記第1の導電性層との間
の選択された接続、および前記第1の導電性層の選択さ
れた部分の間の選択された接続を遮断し、 前記第2の導電性層と前記第2の絶縁層との間にバリヤ
メタル層を形成するステップをさらに含む、半導体構造
を形成するための方法。
6. A step of forming a semiconductor substrate on which a semiconductor structure is formed, a step of forming a first insulating layer on the semiconductor substrate, and patterning the first insulating layer to form a semiconductor substrate. Exposing a portion; forming a first conductive layer on the first insulating layer and the exposed portion of the substrate; patterning the first conductive layer to form a first conductive layer; Leaving a first conductive line having a line width and leaving a contact for contacting the substrate; and forming a second insulating layer on the first conductive line and the first insulating layer. Flattening the second insulating layer to avoid immersion on the area where the first conductive layer has been removed; and patterning the second insulating layer. Forming vias, at least some of the vias are at least as wide as or wider than the first line width of the first conductive line, such that the first conductive line has Exposing a part of the entire width, further comprising forming a second conductive layer on the second insulating layer and the exposed portion of the first conductive line, wherein the second conductive layer Subsequent patterning may remove portions of both the second conductive layer and the first conductive layer, and provide electrical connections between selected portions of the second conductive layer. Blocking a selected connection between the second conductive layer and the first conductive layer, and a selected connection between a selected portion of the first conductive layer; Forming a barrier metal layer between the second conductive layer and the second insulating layer; Step further comprises a method for forming a semiconductor structure.
【請求項7】前記第2の導電性層を形成した後、前記半
導体構造をパターン化し前記第1のおよび第2の導電性
層の一部を除去するステップをさらに含み、それによっ
てセミカスタム集積回路を形成する、請求項6に記載の
半導体構造を形成するための方法。
7. After forming the second conductive layer, the method further includes patterning the semiconductor structure and removing a portion of the first and second conductive layers, thereby providing semi-custom integration. 7. The method for forming a semiconductor structure according to claim 6, wherein the method forms a circuit.
【請求項8】前記バイアは前記第1の導電性ラインの前
記第1の幅よりも広く、それによって前記バイアと前記
第1の導電性ラインとの間の整列における許容差を許
す、請求項6に記載の半導体構造を形成するための方
法。
8. The device of claim 1, wherein the via is wider than the first width of the first conductive line, thereby allowing a tolerance in alignment between the via and the first conductive line. 7. A method for forming a semiconductor structure according to claim 6.
【請求項9】前記バリヤメタル層をパターン化し前記第
1の導電性層の一部を露出するステップをさらに含む、
請求項6に記載の半導体構造を形成するための方法。
9. The method further comprising patterning the barrier metal layer to expose a portion of the first conductive layer.
A method for forming a semiconductor structure according to claim 6.
【請求項10】半導体サブストレートと、 前記半導体サブストレート上に形成されて、選択された
位置で前記サブストレートとコンタクトする第1の金属
層とを備え、前記第1の金属層は、パターン化されてど
のセミカスタム回路においても前記第1の金属層の一部
分が前記第1の金属層の別の部分に接続されることがで
きなければならないすべての位置において第1の金属ラ
インを形成し、 前記第1の金属層上に形成された第2の金属層と、 前記第1の金属層と前記第2の金属層との間に、どんな
セミカスタム回路も形成するために切断され得なければ
ならない前記第1の金属ラインのすべての部分、および
第2の金属層に接続されなければならない第1の金属層
のすべての部分上でバイアがパターン化される平坦化さ
れた絶縁層とを含み、前記バイアは十分に大きく前記バ
イアの範囲内に位置する前記第2の金属層の中の金属を
除去するためのプロセスがまた前記バイアの下の位置に
おいて前記第1の金属ラインを切断する結果となり、 前記第1の金属層上に形成されたバリヤ導電性層をさら
に含み、 単一のマスクが前記セミカスタム回路を生産するために
前記第1の金属層と前記第2の金属層との両方をパター
ン化するのに役立ち得る、セミカスタム回路を形成する
ための半導体ゲートアレイ構造。
10. A semiconductor substrate, comprising: a first metal layer formed on the semiconductor substrate and in contact with the substrate at a selected location, wherein the first metal layer is patterned. Forming a first metal line at every location where a portion of said first metal layer must be able to be connected to another portion of said first metal layer in any semi-custom circuit; A second metal layer formed on the first metal layer and between the first metal layer and the second metal layer cannot be cut to form any semi-custom circuit. And a planarized insulating layer in which vias are patterned over all portions of the first metal layer that must be connected to a second metal layer. The process for removing metal in the second metal layer located within the via is sufficiently large that the via also results in cutting the first metal line at a location below the via And further comprising a barrier conductive layer formed on the first metal layer, wherein a single mask is formed between the first metal layer and the second metal layer to produce the semi-custom circuit. A semiconductor gate array structure to form a semi-custom circuit that can help pattern both.
【請求項11】前記パターン化された第1の金属層の上
部の表面および平坦化する絶縁層の上部の表面がおおよ
そ同一平面であるような前記パターン化された第1の金
属層に隣り合って位置する前記平坦化する絶縁層をさら
に含む、請求項10に記載の半導体ゲートアレイ構造。
11. Adjacent to said patterned first metal layer such that an upper surface of said patterned first metal layer and an upper surface of a planarizing insulating layer are approximately coplanar. 11. The semiconductor gate array structure according to claim 10, further comprising the planarizing insulating layer located at a distance.
【請求項12】半導体サブストレートと、 前記半導体サブストレート上に形成されて、選択された
位置で前記サブストレートにコンタクトし、選択された
パターンでパターン化された第1の金属層と、 前記第1の金属層上に形成される第2の金属層とを備
え、前記第2の金属層はパターン化されてどんなセミカ
スタム回路においても前記第2の金属層の一部分が前記
第2の金属層の別の部分に接続されることができなけれ
ばならないすべての位置において第2の金属ラインを形
成し、 前記第1の金属層と前記第2の金属層との間に、パター
ン化されて前記第1の金属層の一部を前記第2の金属層
に接続するバイアを有する第1の平坦化された絶縁層
と、 前記第2の金属層上に形成された第3の金属層と、 前記第2の金属層と前記第3の金属層との間に、どんな
セミカスタム回路も形成するために切断されることがで
きなければならない前記第2の金属ラインのすべての部
分の上にバイアを有する第2の平坦化された絶縁層とを
含み、前記バイアは十分に大きく前記バイアの範囲内の
位置における前記第3の金属層から金属を除去するため
のプロセスがまた前記バイアの下の位置において前記第
2の金属ラインを切断する結果となり、 前記第2の金属層上に形成されたバリヤ導電性層をさら
に含み、 単一のマスクが前記セミカスタム回路を生じるために前
記第2の金属層と前記第3の金属層との両方をパターン
化するのに役立ち得る、セミカスタム回路を形成するた
めの半導体ゲートアレイ構造。
12. A semiconductor substrate, a first metal layer formed on the semiconductor substrate, contacting the substrate at a selected position, and patterned with a selected pattern; A second metal layer formed on the first metal layer, wherein the second metal layer is patterned such that in any semi-custom circuit a portion of the second metal layer is the second metal layer. Forming a second metal line at every location that must be able to be connected to another part of the first metal layer and between the first metal layer and the second metal layer; A first planarized insulating layer having vias connecting a portion of the first metal layer to the second metal layer; a third metal layer formed on the second metal layer; The second metal layer and the third gold A second planarized insulating layer having vias over all portions of said second metal line that must be able to be cut to form any semi-custom circuits between the layers; Wherein the via is sufficiently large that the process for removing metal from the third metal layer at a location within the via also results in cutting the second metal line at a location below the via. And further comprising a barrier conductive layer formed on the second metal layer, wherein a single mask combines both the second metal layer and the third metal layer to produce the semi-custom circuit. Semiconductor gate array structure for forming a semi-custom circuit, which can help pattern the semiconductor device.
【請求項13】前記パターン化された第1の金属層の上
部の表面および第1の平坦化する絶縁層の上部の表面が
おおよそ同一平面であるような前記パターン化された第
1の金属層の隣り合って位置する前記第1の平坦化する
絶縁層と、 前記パターン化された第2の金属層の上部の表面および
第2の平坦化する絶縁層の上部の表面がおおよそ同一平
面であるような前記パターン化された第2の金属層に隣
り合って位置する前記第2の平坦化する絶縁層とをさら
に含む、請求項12に記載の半導体ゲートアレイ構造。
13. The patterned first metal layer, wherein the top surface of the patterned first metal layer and the top surface of the first planarizing insulating layer are approximately coplanar. The first planarizing insulating layer and the upper surface of the patterned second metal layer and the upper surface of the second planarizing insulating layer are approximately flush with each other. 13. The semiconductor gate array structure of claim 12, further comprising: said second planarizing insulating layer positioned adjacent to said patterned second metal layer.
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