JPH1140562A - 半導体集積回路及びその製造方法 - Google Patents

半導体集積回路及びその製造方法

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JPH1140562A
JPH1140562A JP19573297A JP19573297A JPH1140562A JP H1140562 A JPH1140562 A JP H1140562A JP 19573297 A JP19573297 A JP 19573297A JP 19573297 A JP19573297 A JP 19573297A JP H1140562 A JPH1140562 A JP H1140562A
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JP
Japan
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dummy pattern
pattern
integrated circuit
substrate
dummy
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JP19573297A
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English (en)
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Osamu Wada
修 和田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】フローティングを採用しつつダミーパターンを
発生させても寄生トランジスタが形成されない半導体集
積回路を提供する。 【解決手段】半導体基板4上に形成された第1のダミー
パターン3と、この第1のダミーパターン3の真上に、
第1のダミーパターン3よりも内側になるように、内部
配線層で形成された第2のダミーパターン1aとを具備
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体集積回路及び
その製造方法に関し、特に、例えば、半導体基板上や内
部配線層に形成されるダミーパターンに関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置のプロセス技術はディープサ
ブミクロン時代に移行している。これに伴い、リソグラ
フィの限界に近いパターンを作成するにあたって、その
下の層の平坦化が重要になってくる。
【0003】すなわち、層に段差がある場合は、リソグ
ラフィにおいて大きな焦点深度が要求される。また、段
差のある層のパターン形成は容易ではなく膜厚不足の原
因にもなる。
【0004】そこで、このような問題を解決するため
に、現在のプロセス工程においては、CMP(Chemical
Mechanical Processing) と呼ばれる方法によってS
i基板及び層間膜等の平坦化が行われている。
【0005】ところが、この平坦化プロセスはパターン
の疎密によっていわゆるグローバル段差やディッシング
(Dishing)の問題が発生することが知られている。グロ
ーバル段差とは、半導体チップ内における広範囲に渡る
うねりのような段差のことであり、研磨パッドの変形や
研磨材のパターンの近接効果による特性の変化により生
じる現象である。また、ディッシングとは、複数の材料
を同時に平坦化する場合、その研磨レートの違いから弱
い方のパターンが削れてしまう現象である。例えば、素
子分離工程においてCMPを行なっている場合には、Si
O2膜にディッシングが発生する。
【0006】このため、このCMPを用いて平坦化を行
なう場合は、本来必要なパターンに加えて、ダミーパタ
ーンを手または計算機処理によって追加して、パターン
面積の半導体装置全体の面積に対する割合を一定にする
ことが不可欠となっている。
【0007】図7はセル周辺回路におけるレイアウトパ
ターンの一例を示す図であり、11、11’はレイアウ
トパターンであり、16a,16a’、16b、16
b’は素子領域である。図7に示すように2つの素子領
域16a(16a’)と16b(16b’)とはプロセ
ス上のルールにより所定の距離だけ分離する必要がある
が、分離させた状態で上記したCMPを行なった場合は
グローバル段差やディッシングの問題が発生するので、
Si基板上やポリSi電極層にダミーパターンが設けら
れている。3はSi基板上のダミーパターンであり、1
aはポリSi電極層のダミーパターンである。
【0008】図8は図7に示すレイアウトパターンの断
面を示す図であり、4はSi基板、5はSTI領域であ
り、2はゲート酸化膜である。図8に示すように、Si
基板4上のダミーパターン3とポリSi電極層のダミー
パターン1aとが互いに重ならないように発生される。
これは、従来のプロセスではポリSi電極層のダミーパ
ターン1aは一定の電位に固定させなければならず、電
位を固定した状態でSi基板上のダミーパターン3とポ
リSi電極層のダミーパターン1aとを重ねて形成する
と、その間の絶縁膜が破壊されてしまうためである。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】一方、近年、レイアウ
トパターン設計の容易さから、ポリSi電極層の電位を
固定しない、いわゆるフローティングを採用した設計が
主流になりつつあるが、このフローティングを採用した
設計では、ポリSi電極層のダミーパターンが何Vに帯
電しているかを特定することができない。例えばダミー
パターン形成時のエッチングプロセスの工程などにおい
て高電位に帯電した場合は、その下のフィールド領域の
極性が反転することにより、点線7で示されるような寄
生トランジスタが形成されてしまい、これによって半導
体集積回路が誤動作してしまうという問題がある。
【0010】本発明はこのような課題に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、フローティン
グを採用しつつダミーパターンを発生させても寄生トラ
ンジスタが形成されず、これによって半導体集積回路の
誤動作をなくすことができる半導体集積回路及びその製
造方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第1の発明は、半導体基板上の第1のダミーパタ
ーンの真上でかつ、この第1のダミーパターンと同一ス
ケールか又はそれよりも内側に、内部配線層で形成され
る第2のダミーパターンを形成する。
【0012】また、第2の発明は、半導体基板上に形成
された第1のダミーパターンと、この第1のダミーパタ
ーンの真上に、該第1のダミーパターンよりも内側にな
るように、内部配線層で形成された第2のダミーパター
ンとを具備する。
【0013】また、第3の発明は、第1または第2の発
明において、前記第1のダミーパターンと前記第2のダ
ミーパターンとは平坦化のために用いられるものであ
り、前記第1のダミーパターンと前記第2のダミーパタ
ーンとの間にはゲート絶縁膜が設けられている。
【0014】また、第4の発明は、第1〜第3の発明の
いずれか1つにおいて、前記第2のダミーパターンは、
その真下の前記半導体基板上の第1のダミーパターンと
同一形状で均等に重なるように形成される。
【0015】また、第5の発明は、第1〜第3の発明の
いずれか1つにおいて、前記第2のダミーパターンは、
その真下の前記半導体基板上の第1のダミーパターンに
相似な形状で重なるように形成される。
【0016】また、第6の発明は、第1〜第5のいずれ
か1つにおいて、前記第2のダミーパターンはゲート電
極である。また、第7の発明は、第1のダミーパターン
を半導体基板上に形成する工程と、前記第1のダミーパ
ターンの真上に、該第1のダミーパターンと同一スケー
ルか又はそれよりも内側になるように、内部配線層で第
2のダミーパターンを形成する工程とを具備する。
【0017】また、第8の発明は、第7の発明におい
て、前記第2のダミーパターンは、その真下の前記半導
体基板上の第1のダミーパターンと同一形状で均等に重
なるように形成される。
【0018】また、第9の発明は、第7の発明におい
て、前記第2のダミーパターンは、その真下の前記半導
体基板上の第1のダミーパターンに相似な形状で重なる
ように形成される。
【0019】
【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明の
実施形態を詳細に説明する。まず、本発明の第1実施形
態を説明する。第1実施形態のポリSi膜は図1の11
及び11’で示すようなレイアウトパターンを有してい
る。図1において、16a、16a’、16b、16
b’は素子領域を示している。
【0020】このようなレイアウトパターンを考慮し
て、例えば図2に示すような矩形のダミーパターン1a
及び3を形成する。この場合第1実施形態ではフローテ
ィングを採用することを考慮して、内部配線層で形成さ
れるポリSi電極層のダミーパターン1aを、Si基板
上のダミーパターン(点線で示す部分)3の真上に形成
するようにする。また、図2ではわかりやすいようにS
i基板上のダミーパターン(点線で示す部分)3をポリ
Si電極層のダミーパターン1aよりも大きく図示して
いるが、第1実施形態ではこれら2つのダミーパターン
の形状及びスケールは同一である。
【0021】図3はSi基板及びポリSi電極層にダミ
ーパターン3、1aを第1実施形態の方法にしたがって
それぞれ配置したときの断面図を示している。図3にお
いて、2はゲート酸化膜であり、4はSi基板、5はS
TI領域である。
【0022】このように、Si基板4上のダミーパター
ン3の真上にポリSi電極層のダミーパターン1aを形
成することで、従来のような寄生トランジスタは形成さ
れなくなり、これによって、半導体集積回路の誤動作を
防止することができる。また、このとき、2つのダミー
パターン3,1aを同一形状、同一スケールで形成する
ようにすれば、一方のレイヤー上で作成したパターンを
他方の層にそのまま反映させることができるので、設計
TATの向上にもなる。
【0023】次に、本発明の第2実施形態を説明する。
第2実施形態においても上記した第1実施形態と同様な
ダミーパターンを用いるが、ここでは他のCAD処理に
よってレイアウトパターンを形成する。
【0024】すなわち、上記した第1実施形態では図2
に示すように、ポリSi電極層のダミーパターン1aを
Si基板4上のダミーパターン3の真上に全く重なるよ
うに形成したが、第2実施形態では図4に示すように、
Si基板4上のダミーパターン3をポリSi電極層上の
ダミーパターン1aよりもΔTだけ大きくして、かつ相
似な形状でポリSi電極層上のダミーパターン1aを囲
むように形成する。
【0025】図5はSi基板及びポリSi電極層にダミ
ーパターン3、1aを上記した第2実施形態の方法にし
たがってそれぞれ配置したときの断面図を示している。
ここで、Si基板4上のダミーパターン3は、ポリSi
電極層上のダミーパターン1aの径が1であれば、ΔT
だけ大きくすることを考えると、1+2×ΔTにより計
算される大きさの径に設定される。したがって、Si基
板4上のダミーパターン3は、ポリSi電極層1aのダ
ミーパターン1aに基づいて配置させるようにすれば、
レイアウトCADまたはマスク上で発生させることがで
きる。
【0026】上記したように、第2実施形態の方法は、
第1実施形態と比較してCAD処理方法が異なっている
点を除いて、第1実施形態と同様の効果を有する。な
お、Si基板4上のダミーパターン3とポリSi電極層
のダミーパターン1aとは必ずしも同一の形状である必
要はない。例えば図6に示すように、Si基板4上のダ
ミーパターン3が短冊状であり、ポリSi電極層のダミ
ーパターン1aが四角形状である場合でも、ポリSi電
極層のダミーパターン1aをSi基板4上のダミーパタ
ーン3の真上に配置することで、前記した第2実施形態
と同様の効果を得ることができる。
【0027】上記した第1、第2実施形態からわかるよ
うに、本実施形態では、ポリSi電極層上のダミーパタ
ーン1aは、Si基板4上のダミーパターン3の真上
で、かつ、Si基板4上のダミーパターン3と同一スケ
ールか又はそれよりも内側に形成される。なお、上記し
た実施形態では矩形のダミーパターンを示したが、ダミ
ーパターンは任意の形状のものを用いることができる。
【0028】
【発明の効果】本発明によれば、フローティングを採用
しつつダミーパターンを発生させても寄生トランジスタ
が形成されず、これによって、半導体集積回路の誤動作
をなくすことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態に係るポリSi膜のレイ
アウトパターンを示す図である。
【図2】図1に示すレイアウトパターンを考慮して、本
発明の第1実施形態による方法でSi基板及びポリSi
電極層にダミーパターンを配置したようすを示す図であ
る。
【図3】Si基板及びポリSi電極層にダミーパターン
を第1実施形態の方法にしたがってそれぞれ配置したと
きの断面図である。
【図4】図1に示すレイアウトパターンを考慮して、本
発明の第2実施形態による方法でSi基板及びポリSi
電極層にダミーパターンを配置したようすを示す図であ
る。
【図5】Si基板及びポリSi電極層にダミーパターン
を第2実施形態の方法にしたがってそれぞれ配置したと
きの断面図である。
【図6】本発明の第2実施形態によるダミーパターン配
置方法の変形例を示す図である。
【図7】従来の方法によってSi基板及びポリSi電極
層にダミーパターンを配置したようすを示す図である。
【図8】Si基板及びポリSi電極層にダミーパターン
を従来の方法にしたがってそれぞれ配置したときの断面
図である。
【符号の説明】
1a…ポリSi電極層のダミーパターン、 2…ゲート酸化膜、 3…Si基板上のダミーパターン、 4…Si基板、 5…STI領域、 7…寄生トランジスタ、 11、11’…レイアウトパターン、 16a、16a’、16b、16b’…素子領域。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上の第1のダミーパターンの
    真上でかつ、この第1のダミーパターンと同一スケール
    か又はそれよりも内側に、内部配線層で形成される第2
    のダミーパターンを形成したことを特徴とする半導体集
    積回路。
  2. 【請求項2】 半導体基板上に形成された第1のダミー
    パターンと、 この第1のダミーパターンの真上に、該第1のダミーパ
    ターンと同一スケールか又はそれよりも内側になるよう
    に、内部配線層で形成された第2のダミーパターンと、
    を具備することを特徴とする半導体集積回路。
  3. 【請求項3】 前記第1のダミーパターンと前記第2の
    ダミーパターンとは平坦化のために用いられるものであ
    り、前記第1のダミーパターンと前記第2のダミーパタ
    ーンとの間にはゲート絶縁膜が設けられていることを特
    徴とする請求項1または2記載の半導体集積回路。
  4. 【請求項4】 前記第2のダミーパターンは、その真下
    の前記半導体基板上の第1のダミーパターンと同一形状
    で均等に重なるように形成されることを特徴とする請求
    項1〜3のいずれか1つに記載の半導体集積回路。
  5. 【請求項5】 前記第2のダミーパターンは、その真下
    の前記半導体基板上の第1のダミーパターンに相似な形
    状で重なるように形成されることを特徴とする請求項1
    〜3のいずれか1つに記載の半導体集積回路。
  6. 【請求項6】 前記第2のダミーパターンはゲート電極
    であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つ
    に記載の半導体集積回路。
  7. 【請求項7】 第1のダミーパターンを半導体基板上に
    形成する工程と、 前記第1のダミーパターンの真上に、該第1のダミーパ
    ターンと同一スケールか又はそれよりも内側になるよう
    に、内部配線層で第2のダミーパターンを形成する工程
    と、を具備することを特徴とする半導体集積回路の製造
    方法。
  8. 【請求項8】 前記第2のダミーパターンは、その真下
    の前記半導体基板上の第1のダミーパターンと同一形状
    で均等に重なるように形成されることを特徴とする請求
    項7記載の半導体集積回路の製造方法。
  9. 【請求項9】 前記第2のダミーパターンは、その真下
    の前記半導体基板上の第1のダミーパターンに相似な形
    状で重なるように形成されることを特徴とする請求項7
    記載の半導体集積回路の製造方法。
JP19573297A 1997-07-22 1997-07-22 半導体集積回路及びその製造方法 Pending JPH1140562A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6835985B2 (en) * 2000-12-07 2004-12-28 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. ESD protection structure
US9984192B2 (en) 2013-03-08 2018-05-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Cell having shifted boundary and boundary-shift scheme

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US6835985B2 (en) * 2000-12-07 2004-12-28 Chartered Semiconductor Manufacturing Ltd. ESD protection structure
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