JPH09293721A - 集積回路構造の処理のためにパターンデザインを改善するための方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 集積回路構造の処理に用いられるパターン構
成を改善することである。 【解決手段】 （ａ）半導体ウエハ、（ｂ）前記半導体
ウエハ上で回路要素を電気的に接続するために該半導体
ウエハ上に形成された導電性材料からなる動作線、およ
び（ｃ）前記半導体ウエハ上に形成され、かつ前記動作
線に隣接して設けられた１または２以上の追加の線であ
って、導電性材料からなる線からなる回路チップであっ
て、前記１または２以上の追加の線および動作線がたが
いに、少なくとも所定の量に等しい前記導電性材料の表
面領域を有してなることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラインおよびコン
タクト孔および（または）ビアを形成するために半導体
ウエハ上に集積回路の処理に用いられるパターン構成の
改善に関する。さらに詳しくは、本発明は層におけるラ
インおよびコンタクト孔および（または）ビアの分布ま
たは密度を調節するための方法であって、当該層が分布
を層全体にわたってより一様にするために集積回路構造
の部分を有する方法からなる。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】集積
回路構造の形成において、トランジスタ、ダイオードな
どの能動素子は単結晶シリコンウエハなどの半導体ウエ
ハ内および半導体ウエハ上に形成される。抵抗および容
量構造などの受動素子も、この位置に形成される。かか
る電気的接続または「配線(wiring)」は、従来、集積回
路の分野においてメタライゼーション(metallization)
と呼ばれている。しかしながら、少なくとも配線のいく
つかは、たとえばドープされたポリシリコン、金属硅化
物(metal silicide)、金属窒化物(metal nitride) など
の金属以外の導電性材料を用いてなされうる。当該メタ
ライゼーションは、１または２以上の第１絶縁層を通っ
て下のＭＯＳトランジスタのソース、ドレインおよびゲ
ート電極などの電極まで延びている（導電性材料で充填
された）コンタクト孔の形成を含んでいる。また当該メ
タライゼーションは、かかる絶縁層上のパターニングさ
れた導電層を含む。当該導電層は、金属層などの導電性
材料の層のマスキングおよび選択的エッチングによって
形成され、下側にある充填されたコンタクト孔または充
填されたビアと電気的に接触させ、かかる第１のパター
ニングされた層からさらに絶縁層を貫いて導電製材料か
らなるつぎのパターニングされた層を該充填されたビア
と電気的に接触させ、これによって導電性材料からなる
複数のパターニングされた層間に垂直方向の電気的接触
を与えている。

【０００３】コンタクト孔が、１または２以上の絶縁層
を貫いて下側に能動素子まで形成され、かつ（少なくと
もいくつかの例において）かかるコンタクト孔の、たと
えば、１または２以上の金属、ドープされたポリシコ
ン、金属硅化物などの導電性材料による充填ののち、導
電性材料（典型的には金属）の薄い層が、スパッタリン
グ、ＣＶＤ技術または真空蒸着によってウエハ上全体に
わたって形成される。この層の望まれない部分は、パタ
ーニング（すなわち、導電体からなる薄いラインによっ
て被覆された１または２以上の絶縁層の表面を残したま
まホトマスクおよびエッチング法）によって除去され
る。典型的には、１または２以上の中間層は導電性材料
の第１のパターニングされた層上に形成され、少なくと
も１つのつぎのパターニングされた金属層が、当該１ま
たは２以上の中間層上に形成される。その際、導電性材
料からなる個々のパターニングされた層同のあいだに垂
直方向の電気的な相互接続を与えるために金属が充填さ
れた孔またはビアが当該中間層上に形成される。

【０００４】このように、集積回路上にラインならびに
コンタクト孔および（または）ビアの形成する際、ライ
ン、コンタクト孔およびビアの全面的なパターニングを
構成するホトマスクおよびエッチング法が重要である。
パターニングのエラーは、最終的に望まれない電気的特
性の原因となりうる反り(warp)または不整列(misalignm
ent)を引き起こしうる。このためパターニング処理は、
満足のいく製品を保証するために重大である。整列およ
び露出がパターニングのホトマスク部の中心になるよう
に継続する。

【０００５】ホトマスク処理のあいだ、印刷を回路の一
部分から他の部分回析へと変化せしめる光学的現象、回
析が起こる。回析は、マスクの不透明なエッジを通過す
る際のエネルギーの波が曲がることに起因する。整列(a
ligner) 器の改良は、回析効果を減じる短い波長を用い
ることによって達成されてきた。しかしながら、短い波
長によってさえ、望まれない解像度および位置合わせ精
度がなおも起こる。

【０００６】たとえば、回路がコアに限定される（すな
わち、金属ラインに接続された多くのゲートを有してい
る）なら、当該回路におけるラインの印刷はホモジニア
ス(homogeneous) のままである。しかしながら、もし当
該回路が、高い密度でラインが設けられた一方の部分
と、あまり高くない密度でラインが設けられた他方の部
分（以下、「ロンリーライン」という）とを有するなら
ば、当該ラインの幅およびラインのエッジの粗さは、こ
の回析現象により該一方の部分と他方の部分とで変化し
ている。回路が小さくなるにつれて、ラインの大きさが
変化する好ましくない度合いは著しく増大する。たとえ
ば、１．０ミクロンの大きさのラインにおける回析のば
あい、おそらく約０．０５ミクロン（これは回析の大き
さの約５％である）であるが、０．５ミクロンの大きさ
のラインにおける回析のばあい、その効果の大きさはほ
ぼ同じであるが、容認しうる好ましくない度合いは回析
の大きさの約１０％である。

【０００７】光学的な解像度および位置合わせ精度は、
マスクの像が照射によって光学的に投影されるホトレジ
ストの平坦性の欠如に影響されうる。化学的／機械的研
磨法（以下、「ＣＭＰ」(chemical/mechanical polishi
ng procedures)という）を含む種々の平面化技術が提案
されている。しかしながら、数種類の材料（たとえば、
金属、酸化物および有機レジスト材料など）の化学的エ
ッチングおよび機械的研磨を同時に行うことと、集積回
路上の非ホモジニアスなラインの密度とを含むかかる方
法は、かかるＣＭＰの能力に影響を及ぼし、当該構造の
所望の平面性を生成している。

【０００８】半導体の加工におけるエッチングは、回路
の物理的レイアウトにより固有の制限を要する可能性が
ある。理想的な異方性エッチングはレジストおよび金属
層における垂直方向の壁を残す。しかしながら、エッチ
ング液が底部よりも長い時間壁の頂部を溶解するので、
結果として生じる孔は底部よりも頂部の方が広がってい
る。それゆえ、エッチングは等方性である。このエッチ
ングはレジストの下の金属層を望まれないアンダーカッ
トしており、レジストの上昇(resist lifting)やライン
間の狭窄(narrow lines)を引き起こす。反応性イオンエ
ッチングなどのドライエッチングは、アンダーカットを
減少させるが、この問題を完全に解決するものではな
い。

【０００９】ドライエッチング技術は、異方性の輪郭を
達成するために、マスク層（通常は、ホトレジスト）の
材料に部分的に依存している。これはエッチングをマス
クパターン密度に対して異方的に敏感にするサイドエフ
ェクト(side effect) を有する。したがって、分離され
たパターンにおけるロンリーラインは高い密度でなされ
たパターンよりも高い異方性のエッチングをする（なぜ
ならば、ロンリーラインを有する領域にはホトレジスト
が少ないからである）。両方のパターンは同一のチップ
構成上に存在しうる。

【００１０】叙上の過像を有効に言及されるべき他の問
題は、材料のエッチング速度がエッチングされるべき材
料の量に依存する微小負荷(microloading)の問題であ
る。

【００１１】ビアおよび（または）コンタクト孔の密度
が半導体ウエハを横切って一様でないとき、ビアおよび
（または）コンタクト孔の絶縁層を貫くエッチングにお
いて同じような問題が発生する。

【００１２】米国特許出願第０７／７３２，８４３号明
細書および米国特許出願第０８／３６２，８３９号明細
書における、「ロンリーライン」が設けられている領域
中の「ダミーライン」と呼ばれているラインの追加のた
めに設けることによって不規則なラインの離間または密
度の問題を述べている点について、本明細書に取り入れ
ている。

【００１３】パターニングのあいだ考慮すべき他の要素
は、電子移動(electromigration)である。典型的には、
回路レイアウトの設計において、ラインは、将来の使用
とは無関係に、所定の幅で構成される。このレイアウト
設計が電子移動の問題、とりわけ、大きい負荷を支持し
なければならないラインにおける電子移動の問題を生成
するかもしれない。高い電流を運搬する長く、ひじょう
に薄い金属ライン（典型的には、アルミニウムから形成
される）は、とくに電子移動の傾向がある。高い電流が
リード内で電界を起こし、熱を発生する。電流および周
波数が増加するにつれ、電子移動の抵抗が減少する。電
子移動のあいだ、リード内のアルミニウムが可動にな
り、該リードの両端に拡散し始める。極端な条件下で
は、リード自体が切断される。過去においては、最悪の
ばあい、かかる電流を支持するに充分な電流密度が見積
もられ、すべての金属ラインがワイドに作られていた。
これは、ラインの幅が小さくなり、１つのチップにより
多くの機能が載せられるので好ましくない。

【００１４】パターニングにあいだに起こる他の現象
は、層をなす構成による固有の応力である。種々の材料
からなる複数の層が回路上に印刷されるので、それぞれ
の層のいだで異なる膨脹／収縮率、硬度および固有応力
が確立する。電圧がなくても金属を無効にするこの応力
は、柔らかい材料（すなわち、一般的に金属）のリニア
な膨脹に起因する。したがって、層をなすことによる応
力は電気的な切断を生成する可能性がある。かかる応力
は、アルミニウムなどの下側の金属層の該金属層の上の
絶縁層におけるのビアへの膨脹も引き起こす。応力を受
けたアルミニウム上のビアの密度がホモジニアスでない
とき、密度の低いビアへの膨脹量は一層顕著になりうる
ものであり、火山（volcano）状の垂直方向へのアルミ
ニウムのビア内またはビアを貫く膨脹を引き起こす。

【００１５】それゆえ、本発明の目的は、集積回路構造
の処理に用いられるパターン構成を改善することであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の態様であ
る回路チップは、（ａ）半導体ウエハ、（ｂ）前記半導
体ウエハ上で回路要素を電気的に接続するために該半導
体ウエハ上に形成された導電性材料からなる動作線、お
よび（ｃ）前記半導体ウエハ上に形成され、かつ前記動
作線に隣接して設けられた１または２以上の追加の線で
あって、導電性材料からなる線からなる回路チップであ
って、前記１または２以上の追加の線および動作線が共
同して、少なくとも所定の量に等しい前記導電性材料の
表面領域を有してなることを特徴としている。

【００１７】前記半導体チップ上に形成された複数の動
作線をさらに備えてなることが好ましい。

【００１８】前記複数の動作線のうち少なくとも１つが
ロンリーラインであることが好ましい。

【００１９】前記１または２以上の追加の線が前記ロン
リーラインから所定の範囲内に設けられてなることが好
ましい。

【００２０】本発明の第２の態様である集積回路構造
は、半導体ウエハ上に形成された集積回路構造であっ
て、該集積回路構造が、（ａ）当該集積回路構造の回路
要素を電気的に接続するための導電性材料からなる複数
の動作線、および（ｂ）前記導電性材料から形成された
半導体ウエハ上の１または２以上の追加の線からなり、
前記複数の動作線および１または２以上の追加の線が、
少なくとも所定の量に等しい前記導電性材料の表面領域
を有してなることを特徴としている。

【００２１】本発明の第３の態様は、回路のレイアウト
方法であって、該方法が、（ａ）当該回路のレイアウト
において用いられる導電性材料の層の表面領域を決定す
る工程と、（ｂ）前記工程（ａ）において、決定された
表面領域を第１の所定の値と比較する工程と、（ｃ）第
１動作線と第２動作線とのあいだの距離を決定し、該第
１動作線または第２動作線がロンリーラインであるか否
かを決定する工程と、（ｄ）前記距離を第２の所定の値
と比較する工程と、（ｅ）前記距離が第２の所定の値よ
り大きいばあいに、前記ロンリーラインから所定の距離
だけ離間してダミーラインを設ける工程からなることを
特徴としている。

【００２２】本発明の第４の態様は、集積回路構造の絶
縁層にコンタクト孔および（または）ビアを形成するた
めの方法であって、該方法が、（ａ）前記集積回路構造
上に絶縁層を形成する工程、（ｂ）前記絶縁層上にエッ
チングのマスクを形成する工程であって、該マスクの開
口を貫く絶縁層のエッチングによって該絶縁層内にコン
タクト孔および（または）ビアを形成するために複数の
開口を含むマスクを形成する工程、（ｃ）前記エッチン
グされるべきマスクによって露出された絶縁層の領域の
それぞれの量の分布を評価する工程、および（ｄ）前記
絶縁層内にダミービアを形成して、絶縁層の露出された
領域をより一層一様にエッチングさせるために、前記マ
スク内に別の開口を追加する工程からなることを特徴と
している。

【００２３】

【発明の実施の形態】本発明は、種々の理由により、導
電性ラインのパターン構成、ビアのパターン構成および
（または）コンタクト孔のパターン構成からなる。前記
理由は、導電性材料のパターンの化学的研磨／機械研磨
における負荷の均一化の改良を含む。該改良は、前記ラ
イン、ビアおよび（または）コンタクト孔をエッチング
しているあいだの負荷のバランスのために、また、ビア
密度が低い領域または部分の下の金属における応力を除
去するために行われる。動作グリッドは、光学的近接効
果および非光学的近接効果のために設けられるラインま
たはビアの間隔を分析するために集積回路構造に使用さ
れうる。

【００２４】実施の形態１ 本実施の形態１において、ダミーラインは、すべての動
作線のサイズの基準化を保証するために、前記回路上に
プリントされる。ダミーラインの数および位置は、水平
および垂直両方向におけるロンリーライン間の間隔によ
って決まる。言い換えれば、水平および垂直両方向にお
ける所定のスレショルド距離を前記間隔が超えるとき、
ダミーラインが挿入される。本実施の形態１において、
水平および垂直方向における前記スレショルド距離がほ
ぼ２μｍ程度以下であるというリソグラフィーの効果を
強調する。このスレショルド距離の値は、個々にアンダ
ーカットの問題を考慮するとき変化する。たとえば、チ
ップの表面領域におけるホトレジストの割合が１００μ
ｍを超えるまで増大するとき。明らに、水平方向および
垂直方向における前記スレショルド距離は異なることで
ある。

【００２５】前記動作線およびダミーライン両方を形成
するために行われるパターニングのための負荷において
所望の均一性を保証するために、前記動作線およびダミ
ーライン両方を形成する導電性材料からなる単一の層の
パターニングを同時に行うことによって、前記動作線お
よびダミーラインは同じ材料で形成される。典型的に
は、動作線（およびダミーライン）の配線の固定部（wi
ring harness）はアルミニウムの層をパターニングする
ことにより形成されるが、前記動作線およびダミーライ
ンを形成するためにパターニングされる導電性層のため
に、非金属の導電性材料のみならず他の材料を使用する
ことは本発明の範囲内でする。そのような他の金属およ
び導電性の非金属の材料としては、金、タングステン、
チタン、タンタル、ニオブ、合金、不純物がドープされ
たポリシリコンおよび導電性化合物がある。前記合金の
例としては、チタンとタングステンの合金がある。ま
た、前記導電性化合物の例としては、ケイ化金属および
窒化金属、たとえばケイ化タングステン、ケイ化チタ
ン、窒化チタンなどがある。したがって、本明細書にお
ける「金属」および「メタライゼーション」なる用語の
使用は図示されるべきことが意図されており、「金属」
の代わりに用いられる他の導電性材料については制限が
ないことは理解されるであろう。

【００２６】図１によれば、水平方向における動作線２
と動作線３とのあいだの距離は、スレショルド距離Ｘ
（THRESH-X）を超えている。また、水平方向における動
作線５、６、７と動作線８、９、１０とのあいだの距離
は、スレショルド距離Ｙ（THRESH-Y）を超えている。し
たがって、すべての動作線の均一な印刷を保証するため
に、ダミーライン１１〜１６は、破線の領域１７によっ
て規定された領域にプリントされる。

【００２７】これらのダミーラインはフローティングの
まま残されてもよい。すなわち、短絡を回避するために
これらのダミーラインは動作線と接続されない。あるい
は、所望により、当該ダミーラインは、ラインのすべて
のパターンのうち、使用されない部分を単に有し、配線
の固定部の残りからは電気的に絶縁（フローティング）
されないようにすることもできる。通常、ダミーライン
１１、１２、１３、１４、１５、１６の寸法は一定のも
のが残る。したがって、動作線間の領域をより大きく定
めるほど、より多くのダミーラインの挿入が必要とされ
る。

【００２８】特定を促進にするためには、ダミーライン
が動作線とは別に形成されるべきである。図６は２つの
可能な方法を示す。図６において、動作線７０は２つの
ダミーライン７１および７２に隣接している。典型的に
は、ダミーライン７１はリソグラフ効果を無効にするた
めに使用され、ダミーライン７２はアンダーカットに関
する問題を解決するために用いられる。リソグラフィー
効果の解決は、距離に対する許容誤差が非常に小さいこ
とに関係する。そのため、ダミーライン７１に１つの滑
らかな面があることは、前記問題を解決するために重要
である。しかしながら、ダミーラインはさまざまな形状
を有し、閉ループにダミーラインを形成することは、望
まれないアンテナ効果を生じさせる。

【００２９】前記金属の層上のホトレジストの量を測定
する相互に作用するフィードバックは、エッチング時の
アンダーカットに関する問題を大幅に減少する。ホトレ
ジストは、とりわけ感光性の、すなわちエネルギーに敏
感なポリマーを含んでなる。ポリマーは、特定の繰返し
パターンで形成される炭素、水素および酸素を含む高分
子である。複数のラインがたがいに隣接してエッチング
されるとき、すなわち、叙上のスレッショルド距離の範
囲内で、このプロセスはアンダーカットを防止するため
にサイドウォール上にコーティングを形成するポリマー
から炭素分子を与える。したがって、前記エッチングは
だいたい異方性となる。

【００３０】しかし、エッチングされるラインが他のラ
インに隣接していないとき、必要とされるコートを形成
するために、より少ない炭素が利用される。そのため、
前記エッチングは、不完全、すなわちより等方性にな
り、アンダーカットによる絶縁破壊を回路内で生じさせ
る。

【００３１】本実施の形態１および現在の製造技術によ
れば、のちに異方性エッチングを保証する前記コーティ
ングを形成するのに充分な量の炭素を供給するために、
少なくとも前記チップの約１７％がホトレジストに覆わ
れている必要がある。事実上、ホトレジストの量がチッ
プ上のメタライゼーションの量であることを注意すべき
である。前記ホトレジスト（メタライゼーション）の量
が１７％のとき、ダミーラインの配置は、配置される領
域が少ないにもかかわらず重要視されない。そのため、
ホトレジストの範囲の決定はダミーラインの印刷を左右
する。

【００３２】電子移動の問題を解決するために、現在各
ラインが運搬する電流は、処理を行う前に電気的な設計
から決定されるようになる。本発明によれば、ラインの
幅は、各ラインの使用率および電流密度に大幅に依存す
る。本発明の一実施の形態において、大きな電流を流す
ラインは２μｍよりも幅が広くなり、また、小さな電流
を流すラインは２μｍよりも幅が狭くなる。第２すなわ
ち最後の方法は、高い電流を流すための平行なライン
（line(s)）を整えることや、どの金属のラインを流れ
る電流密度も減少させることができる。

【００３３】層にする際の応力は、金属の量および材料
の堅さ、言い換えれば、絶縁性による作用なので、その
金属の影響力を及ぼすために、使用者はチップに沿って
ひじょうに長いラインを走らせることにより電気的な断
線の蓋然性を高めている。本発明によれば、金属のライ
ンは応力除去部を備える。一実施の形態において、前記
応力除去部は図２に示されるようにライン２０上の９０
度の段部（jog）がある。前記９０度の段部は数字で表
すのが容易なので利用されている。４５度または６０度
の角度は、たとえその上層にする際の応力の問題を解決
するにせよ、ささいな変形を要求するだけであり、した
がって、出力を数字で表せるようにより長くする。応力
の除去は、１つの金属の層から別の層を貫く垂直の段部
によっても達成しうる。

【００３４】本発明の実施の形態において、前述の考え
は、アメリカ特許第５，３７９，２３３号明細書の添付
書類（Appendix）Ａに示されるソフトウエアを伴ってプ
ログラムされたコンピュータを用いるルータシステム
（router system）内で提案されており、参考までに本
明細書に取りいれていた。前記ソフトウエアのプログラ
ム内および後に詳細に説明されている様々な部分で使用
されているオプションの定義はつぎの表１に示されてい
る。この表において、文字「ＯＢ」ははっきりしない部
分を表し、文字「＃」は、もし具体的にあげられていな
ければ１０００のミクロン倍を表す。たとえば、＃＝２
００００＝＞２００μ。

【００３５】

【表１】

【００３６】図３は、ダミーラインの配置を決定するた
めおよび異方性エッチングのために利用できる炭素分子
を保証するために、コンピュータによって実行される処
理工程を示すフローチャートを示す。エッチングのあい
だウエハ上に所定の量のホトレジストがあるようにする
ために、ときにはフローチャートのループを横断するこ
とができる。ループを通り抜けた１回目のパスにおい
て、数字で表された前記金属の利用は、電気回路を実施
する際に利用されるメタライゼーションにもとづく。つ
ぎにさらに詳細に説明されているように、後に行われる
パスの第１の工程において測定される前記メタライゼー
ションの領域は、処理をするあいだに付け足されたダミ
ーラインを含む。

【００３７】工程４０においては、コンピュータはチッ
プ上の前記金属の利用を測定する。前記金属の利用は、
前記チップ表面上のホトレジストの領域に対して機能上
等しい。この測定が行われた後、コンピュータは工程４
１に向かう。

【００３８】工程４１は、金属の利用が最低の必要条件
よりも低いか否かを問う。本実施の形態において、ソフ
トウエアは、チップの表面領域の少なくとも約１７％を
前記最低の必要条件として規定している。

【００３９】金属の利用が前記最低の必要条件より低い
とき、コンピュータは網目を初期設定する工程４２に向
かう。工程４２において、初期設定は、ローカルワイヤ
とも呼ばれる網目状のダミーラインを特定のパターンで
形成することを含む。図４によれば、本実施の形態おけ
る網目Ｍは前記ローカルワイヤ１００〜１８０からな
る。前記ローカルワイヤは互いに平行に設けられる。本
実施の形態においては示されていないが、一般的に、前
記ローカルワイヤは、動作線に対して有利な方向に位置
が定められる。前記動作線は、フィジカルワイヤ（phys
ical wires）ともよばれ、検査される金属性の層として
使用される。網目Ｍは、参照符号１０１、１０２、１０
３および１０４によって図４に示されるすでに形成され
ている実際のワイヤ上に重ねられる。一実施の形態にお
いて、前記ローカルワイヤの隣接する端部間の距離が約
８〜９μｍであるのに対して、ローカルワイヤ１００〜
１８０は約８μｍの幅を有する。図４から理解されるよ
うに、図４は、他の図面と同様に、寸法を測る必要はな
い。

【００４０】工程４３に示されるパス１において、前記
実際のワイヤおよび前記ローカルワイヤ間のすべての重
なりは除去される。かかる除去により、前記ローカルワ
イヤと実際のワイヤとのあいだで短絡が生じないことが
保証される。このとき、ローカルワイヤおよび実際のワ
イヤ間の距離が、少なくとも３７「ブロート（bloat）
１」となるようにされる。「ブロート１」は、すなわち
前記フィジカルワイヤとローカルワイヤとの間の最も狭
いところである。一実施の形態において、「ブロート
１」は約１５μｍである。たとえば、破線ブロック５０
で示されるように、ローカルライン１６０〜１８０の黒
くした部分は前記網目から除去される。さらに、ローカ
ルワイヤの長さが、一実施の形態において１００μｍと
される所定のスレショルド距離よりも短くなるばあい
は、ローカルワイヤ部は除去される。

【００４１】工程４４に見られるパス２のあいだ、ロー
カルワイヤが余分であるならば、ローカルワイヤは除去
される。余分の除去は以下のように行われる。すなわ
ち、それらの距離が所定の距離Ｄよりも短いばあいは、
ローカルワイヤは実際のワイヤの左および右から形成さ
れる。通常、距離Ｄは前記スレショルド距離を引いたも
のとして定義される（「ブロート１」、前記実際のワイ
ヤおよびローカルワイヤ間の最短距離、プラス前記ロー
カルワイヤの前記幅）。距離Ｄは前記スレショルド距離
の２分の１よりもおおよそわずかに長い。たとえば、図
５に示されているように、ローカルワイヤ５９の一部５
８が、距離Ｄを保って、実際のワイヤ６０および６１の
前記左側および右側から形成されているばあい、それぞ
れ、ローカルワイヤ５９の一部５８は除去される。除去
するローカルワイヤ部が前記スレショルド値よりも小さ
いばあいは、もう一度、除去される。図５に示されてい
るように、破線６２上にまで拡張された部分６３は前記
スレショルド値よりも小さいので、除去される。

【００４２】工程４５に見られるパス３のあいだ、前記
実際のワイヤの所定の外縁部の内側のローカルワイヤ部
は印が付けられ、残される。このとき、印が付けられな
い部分は除去される。たとえば、図４に見られるよう
に、各実際のライン（１００〜１０３）の所定の外縁部
（破線の領域５０〜５３で示される）の外側のダミーラ
インまたはダミーライン部は、チップ上に追加されるダ
ミーラインメタライゼーションの量が最小になるよう
に、除去される。前記境界がローカルラインに接触して
いるばあいは、ライン１５０をともなう領域５０のよう
に、前記ローカルラインは除去されない。そのため、ダ
ミーライン１０〜１８の前記網目のハッチングされた部
分は除去される。残った前記ダミーラインは２倍の幅の
ハッチングで示されている。

【００４３】最後の工程４６のあいだ、ローカルライン
のすべての残った部分は、これらローカルライン部の特
定を促進するために区別できるパターンで形成される。
工程４６が完了した後、前記コンピュータは、前記実際
のワイヤおよび前記ローカルラインの残った部分の現在
の合計である金属の利用を測定するために最初の工程４
０に戻る。前記金属の利用がまだ最低必要条件に達して
いないばあいは、前記コンピュータは、前記金属の利用
が前記最低必要条件に達するまで工程４２〜４６を繰り
返す。これらの工程を介する第２の横断において工程４
２〜４６を繰り返す前に、工程４２〜４６の第１の横断
のあいだに形成される前記ローカルライン部は、前記第
２の横断が以前に行われたのと同様のやり方で行われる
あいだ、実際のワイヤおよび前記網目の前記形成物とし
て扱われる。第２の横断およびそののちのすべて横断に
おいて形成されるローカルラインも同様に扱われる。前
記必要条件に達したとき、前記コンピュータは工程４７
で前記プログラムを終える。そして、そのとき最終的な
配置は製造に対する準備完了状態である。

【００４４】本実施の形態は一例にすぎずこれに制限さ
れない。つぎに、金属のアンダーカットに関する問題に
ついて述べる。リソグラフィック、電子移動、および層
を形成する際の応力に関する問題において、その方法は
まったく同じではないが同様である。

【００４５】実施の形態２ 化学的／機械的研磨（以下、「ＣＭＰ」という）は、集
積回路構造の平坦化において有効な手段となっている。
前記有効な手段によって、のちのリソグラフィを正確に
実施するために必要とされる要求される程度の所望の平
らな表面がえられる。たとえば、平坦化している材料
（たとえば、ホトレジスト）が、平坦化される材料（た
とえば、酸化シリコン）のエッチング率に近似するエッ
チング率を有するようなばあい、構造を平坦化するのに
ドライエッチングが使用されうるが、材料が、同じ率で
ドライエッチングに反応しない存在であるばあい、ＣＭ
Ｐ技術が使用され、ときには好まれる。

【００４６】しかしながら、平坦化される前記材料がＣ
ＭＰ工程に同じ率で反応せず、かつそのような金属の比
が、前記平坦化される表面において、ある領域と他の領
域とで異なるばあいは、より高い率で除去できる材料の
密度が高い領域がよりはやく研磨され、その結果、所望
の平らな表面というよりもむしろへこみが生じた部分に
なる。逆に、より高い率で除去できるそのような材料が
存在しない領域、または存在の密度が低い領域は、より
低い率で研磨かれ、その結果、前記表面において高い部
分になる。たとえば、電気的導電性ラインが、該ライン
間に形成される絶縁性材料により分離されるばあい、こ
れは起こりうる。そして、前記ラインは均一な間隔で配
置された部分とはならず、すなわち、前記ラインは前記
集積回路構造において均一な密度を有しない。前記ライ
ンは、たとえば、アルミニウム、金、タングステン、チ
タン、チタン／タングステンの合金など、または、たと
えば不純物がドープされたポリシリコンのような不純物
がドープされた半導体のような他の電気的な導電性材料
からなる。また、前記絶縁性材料は、酸化シリコン（Ｃ
ＭＰ工程に対する反応が遅い）のようなものである。Ｃ
ＭＰ工程を用いた平坦化のステップ前に、酸化物の層に
形成され、かつ、電気的導電性材料で満たされるビアお
よび／またはコンタクト孔に関しては同じ効果を生じ
る。

【００４７】これに対して従来では、たとえば、図７の
Ａおよび図７のＢに示すように、タングステンライン２
０２、２０４、２０６、２１０および２１２が集積回路
構造上に形成され、図７のＡに示されているように、酸
化シリコン層２２０がライン２０２、２０４、２０６、
２１０および２１２間および上に形成されるばあい、前
記タングステンが前記酸化シリコンよりもより容易に研
磨されるので、前記構造はＣＭＰ工程に対して均一に反
応しない。そのため、タングステンライン２０２、２０
４、２０６が互いに密接して配置されて示されている領
域においては、研磨されるライン間における酸化シリコ
ン表面が少なく、そして前記研磨がより速い率で行われ
る。このとき、タングステンが広い間隔で配置された領
域は、前記ＣＭＰ処理にさらされる酸化シリコンがより
多い領域を含み、さらに、前記構造全体は低い率で研磨
される。その結果、図７のＢに示されるように、矢印２
３０で示される低い領域が生じる。前記低い領域には、
残った酸化シリコン層２２０ａのあいだに、最初のタン
グステンライン２０２、２０４および２０６の残った部
分２０２ａ、２０４ａ、２０６ａが密接して配置されて
いる。そのとき、矢印２３２で示される高い領域は、タ
ングステンライン２１０および２１２がより多く配置さ
れた部分、すなわち、研磨すべき酸化シリコンがより多
い領域を示す。

【００４８】本実施の形態によれば、図８に示されてい
るように、ＣＭＰを実施するために前記構造のより均一
な荷重を実現するために、好ましくはライン２１０およ
び２１２と同じ材料で形成されるダミーライン２１４、
２１６および２１８はライン２１０および２１２に隣接
して形成される。今度は、結果として、残った酸化シリ
コン層２２０ｂとのあいだでより等しいライン密度がえ
られ、ＣＭＰ研磨工程が全領域に渡りより均一な値で実
施されたことが示され、所望の平坦化された表面がえら
れる。電気的導電性材料がパターニングされて形成され
た層からなるワイヤ固定部に関しては、ここで「ダミー
ライン」と呼ばれている、前記追加の線２１４、２１６
および２１８は電気的に浮いていない必要があることに
注意しなくてはならない。すなわち、前記追加のダミー
ラインは前記ワイヤ固定部の残ったものに電気的に接続
している。しかし、ときには、前記追加のダミーライン
が、短絡しうることを防ぐために記ワイヤ固定部の残っ
たものに接続していないことが好ましいとされる。

【００４９】ＣＭＰ工程のあいだの荷重のバランスを保
つために前記ダミーラインをどこに形成するかの決定
は、たとえば、ＣＭＰ平坦化のあと低い部分に関して前
記構造を調べることにより、または、ワイヤ固定部を構
成する材料の前記電気的導電性層のパターニングの際の
負荷のバランスを保つための前述のような方法が用いら
れることにより、実際経験的に行われる。

【００５０】実施の形態３ 電気的導電性層のパターニングのあいだのエッチングに
よってライン（たとえば、ワイヤ固定部）を形成するあ
いだに経験する、前述の問題と同様の問題には、前記絶
縁性の層、または下の半導体ウエハ内の基礎となる能動
的または受動的なデバイスに関する層によってコンタク
ト孔を形成するための、たとえば、酸化シリコンまたは
窒化シリコンからなる絶縁性の層のエッチングのよう
な、１つまたは２以上の絶縁性の層のエッチング中、も
しくは２つのパターニングされた金属の層のあいだのよ
うな２つの電気的導電性層間のビアが形成される中間の
絶縁性の層を介するエッチング中にも直面する。

【００５１】すなわち、絶縁性の層もしくはコンタクト
孔またはビアの密度が低い層上にビアまたはコンタクト
孔を設けることは、結果として、特大のコンタクト孔ま
たはビアが形成されることとなる。その原因は、絶縁性
の層またはビアの密度が高い場所において通常起こるエ
ッチング液の消耗の不足である。したがって、そのよう
な問題は、第１の絶縁性の層、または下の半導体基板に
対するコンタクト孔が形成される層のエッチング、およ
び電気的導電性材料からなる層のあいだのビアを形成す
るための後の絶縁性の層のエッチングに共通して起こ
る。以下、前記「ビア」という語は、絶縁性の層内のビ
アおよびコンタクト孔両方に利用される。また、低い密
度で一定の間隔で配置するためにそのような一面のエッ
チングを条件とするそのようなビアは、以下、「ロンリ
ービア」という。

【００５２】前記「ロンリービア」は、同じ絶縁性の層
内のビアの平均的な直径より大きい直径を有するビアで
あると定義される。なお、前記ロンリービアの直径と平
均的な直径との差は、平均的な直径の約１０％までであ
る。たとえば、前記絶縁性の層内のビアの平均的な直径
が約０．５ミクロン（μｍ）であるばあい、ロンリービ
アは、直径と前記平均的な直径との差が少なくとも０．
０５μｍまでのビアとして定義される。たとえば、０．
５μｍの直径のビアを形成する技術において許される許
容誤差は±０．０７μｍなので、エッチング液の消耗の
不足が原因で前記一面のエッチングために０．０５μｍ
の過度の寸法をすでに有するすべてのビアは、ホトリソ
グラフィックの不正確のような他のパターニングの許容
誤差の付加的影響のために、おそらく最後には仕様を外
れて形成される。

【００５３】そのため、本発明においては、前記「ロン
リービア」が設計と一致していることが重要であり、か
つ、前記孔またはビアが前記絶縁性の層を介してエッチ
ングされるばあいのエッチング液の消耗が前記絶縁性の
層一面でより同じとなるように、前記ロンリービアに隣
接するダミービアを形成することが重要である。

【００５４】電気的導電性材料で多少ともふさいだ（こ
のとき、同様に前記能動的ビアもふさがれる）あとは、
前記ダミービアは、上にあるワイヤ固定部（前記絶縁性
の層上に形成される電気的導電性材料からなるパターニ
ングされた層）のどの部分にも電気的に接続されないの
で、前記基板、または前記絶縁性の層の下の他の層につ
いては、前記ダミービアの配置は重要でないことに注意
すべきである。しかしながら、前記ふさがれたダミービ
アが前記上のワイヤ固定部から電気的に絶縁された状態
にあると問題が生じる。これは、前記絶縁性の層の下の
絶縁性の領域上の前記ダミービアの形成によって容易に
解決することができる。たとえば、前記ダミービア、ま
たは前記基板の酸化物の領域を過度に処理する前記絶縁
性の層の一部のビアを形成することで解決することがで
きる。

【００５５】つぎに述べられているように、前記ダミー
ビア、および前記集積回路構造上へのダミービアののち
の配置の必要は、たとえば、前記構造の表面上に重ねら
れた格子を用いた、たとえば、前記絶縁性の層上のそれ
の位置によって「ロンリービア」であると考えられるビ
アの直径の、検査および測定、どちらかの見解または他
のなんらかの手段により、実際経験的に決定される。ロ
ンリービアを保証するためのロンリービアの特定および
ダミービアの対応する配置は、アメリカ特許出願第０８
／３６２，８３９号明細書および第０７／７３２，８４
３号明細書において開示され検討されているコンピュー
タ制御ルーチンシステムの変形を用いて行ってもよい。

【００５６】図１２のフローチャートに示されるよう
に、集積回路上で必要とされるダミービアの配置は、後
述の工程にしたがって行われる。第１の工程において、
任意の格子が、エッチングのためにマスクされた絶縁性
の層の表面上に形成される。第２の工程において、エッ
チングのためにマスクを用いて感光される前記絶縁性の
層の領域の相対的な面積の配置が、前記格子を使用して
評価される。第３の工程において、前記絶縁性の層内に
形成されているダミービアによってより均一にエッチン
グされるために、前記絶縁性の層の感光される領域の配
置を行うために、付加的な孔が、マスクに付加される。
さらに、第４の工程において、前記絶縁性の層の付加さ
れた前記ダミービアの大きさおよび密度が、エッチング
された領域の面積において許容誤差の所定の制限にもと
づき決定される。

【００５７】さらに、図１０に示されているように、密
集して存在するばらばらのビア２５０が絶縁性の層２４
０のある領域に形成されるとき、ロンリービア２６０は
他の場所に形成され、ビア２６０のまわりの領域でのエ
ッチング液の消耗の不足が、結果として、より大きい直
径のビア２６０を形成させる。しかしながら、ダミービ
ア２７０（図１０において黒で示される）の供給によ
り、前記荷重効果が均一になりさらにエッチング液の消
耗量がより均一になり、結果として、すべてのビアの直
径がより均一になる。

【００５８】ビアまたはコンタクト孔を形成するための
１つまたは２以上の絶縁性の層のエッチングの均一化の
制御については、ビアの密度に関係なく、より均一な直
径の使用ビアを形成するために、１つまたは２つ以上の
絶縁性の層のエッチングにより形成される他の構造の特
定を改善するために同様の技術が使用される。なお、前
記他の構造の例としては、たとえば、ダミースペーサの
配置および構成による、たとえば、ゲート電極などのサ
イドウォール（sidewall）への酸化物のスペーサの構成
がある。

【００５９】実施の形態４ ロンリービアが存在する領域へのダミービアの配置が、
エッチング液の消耗を一様にする荷重を供給するとき、
正確に配置されたならば、ビアの直径の寸法のばらつき
が少ないこと、すなわち、寸法のばらつきが１：１（理
論の目標）に近付くことで別の重要な役割を実現するこ
ととなる。

【００６０】一般的な多層相互接続系において、絶縁性
（非伝導性）の層および電気的導電性材料において、連
続して堆積されパターニングされる。通常、たとえばラ
インのような、電気的導電性材料からなるパターニング
された層は、アルミニウム、もしくはＡｌ−Ｃｕ合金ま
たはＡｌ−Ｃｕ−Ｓｉ合金のようなアルミニウムの合金
を含んでなる主要金属部からなる。通常、前記主要金属
部は、チタンの薄い下層と、チタンの薄い上層および窒
化チタンの薄い上層とのあいだにはさまれる。前記薄い
層は比較的堅く、かつ、ヒルロックを防くことや熱処理
の間のアルミニウムのラインの別の変形に対して効果的
である。

【００６１】しかしながら、前記アルミニウムのライン
において生じる応力が、アルミニウムがビアを通じて上
の方に流れでる原因となるに足りることについては考慮
されていない（酸化物のような、上に存在する絶縁性の
材料を抑制しない領域を示す）。アルミニウムの流出の
広がりによって、これはボルケーノ（volcano）および
ヒルロック（hillock）を形成させ、また、応力の増加
量に依存する。一方、多くのビアへの少しの拡張は、前
記構造の上表面に過度に影響しなければ前記応力の増加
を減少させることができるので、応力の増加量は前記ビ
アの密度に関係する。しかし、それどころか、ロンリー
ビアが配置されている領域において、ビアの密度が低い
領域は、前記絶縁性の層の上表面に前記ロンリービアを
通じてアルミニウムがより破壊的に流れ出すこととな
り、結果として、前述の望ましくないボルケーノおよび
ヒルロックが生じる。

【００６２】本発明によれば、前記応力の除去および前
記ボルケーノまたはヒルロックの形成の防止または抑制
のために、ダミービアは、計画的に、すなわちいつでも
実際のビア間または動作ビア間の距離が所定の範囲にな
るように、ロンリービア付近に配置される。前記望まし
くないボルケーノおよびヒルロックの存在に気付くため
に、走査型電子顕微鏡のような顕微鏡検査手段を用い
た、最終的な構造の光学的検査によって、前記所定の範
囲は実際経験的に決定される。

【００６３】前記ダミービアおよび該ダミービアの前記
集積回路上へののちの配置に関する必要は、以下に述べ
られるような、たとえば、前記金属層の外形の上方に重
ねられた格子に加えて、前記構造の表面上方の下金属層
の外形を予測することによって、先を見越して決定され
うる。さらに、そのとき、ダミービアが必要とされると
ころ、すなわち、ロンリービアが存在し、そのために前
記ヒルロックおよび／またはボルケーノが生じそうなと
ころを予測するために、前記金属層の外形および格子を
分析する。

【００６４】しかしながら、前述の実施の形態に似てい
ないことに気付くべきであり、前記下金属層における応
力の除去に効果的であるダミービアは、前記絶縁性の層
を通り抜け前記金属層にまで至る。すなわち、ダミービ
アは、前述の実施の形態におけるフィールド酸化物部の
ような下の絶縁性の部分上で終わらない。これは、図１
１に示されている。図１１には、集積回路構造３００
が、領域酸化物部３０２と第１の酸化物層３０４とを有
することが示されている。領域酸化物部３０２および第
１の酸化物層３０４は、金属層３０６とともに集積回路
構造３００上に形成される。金属層３０６は、第１の酸
化物層３０４上に形成される。第２の酸化物層は、金属
層３０６および領域酸化物３０２上に形成される。狭い
間隔で存在する動作ビア３１０、３１２、および３１４
は、図中、左側に示されており、このとき、ロンリービ
ア３１６は右側に示されている。下金属層３０６で生じ
る応力は、動作ビア３１０、３１２、および３１４間に
分配される。しかし、ロンリービア３１６に隣接する金
属層３０６の応力は、結果として、１つのビアのみを介
して除去されるようにされる。ロンリービア３１６のよ
うなダミービア３２０は金属層３０６にまで下り至るの
で、ロンリービア３１６に隣接するダミービア３２０の
配置は応力を除去しうる。しかしながら、金属層３０６
ではなく領域酸化物部３０２にまで下り至る、酸化物層
３０８のダミービア３２２の配置は、応力の除去を与え
ない。前記記載を参照すると、下の絶縁性の領域上では
なく、前記金属層上の前記ダミービアの配置は、前記下
金属層の外形の構造の予測によって決定される。

【００６５】本発明の他の実施の形態において、前述の
望ましくないボルケーノおよびヒルロックの発生は、各
動作ビアに隣接する１つまたは２つ以上のダミービアを
形成することにより、抑制または防止される。前記構造
の密度は、ダミービアを伴う前記動作ビアの保証範囲を
１００％許容しない。しかし、隣接する動作ビアが高密
度であるために、隣接するダミービアを供給しえない前
記動作ビアは、「ロンリービア」でなく、すなわち、前
述のヒルロックおよびボルケーノの形成に関する問題を
考慮したビアではないので、これは問題とならない。

【００６６】図１３の流れ図に示されているように、下
金属層における応力の除去のために集積回路上で必要と
されるダミービアの配置は、つぎの工程により実行され
る。第１の工程において、任意の格子が、エッチングを
するために前記マスクされる絶縁性の層の前記表面上に
形成される。第２の工程において、前記下金属層の外形
が前記格子上に重ねられる。第３の工程において、前記
絶縁性の層に前記付加的なダミービアの配置および位置
が、前記絶縁性の層の前記ビアの下の前記金属層の位
置、および前記金属層の応力の除去に関する所定の必要
性にもとづき決定される。さらに、第４の工程におい
て、ダミー孔が、前記下金属層までで前記絶縁性の層内
にダミービアを形成するために必要とされるマスクに付
加される。

【００６７】実施の形態５ 前記ダミーラインおよび／またはダミービアの配置にお
いて、前記構造の検討および正確な位置の確認両方を助
けるために、前述のあらゆる目的に対するダミーライン
の配置ならびにコンタクト孔および／またはビアの接触
が、たとえば、ソフトウエアにおいて実行され、さら
に、前記集積回路とともにＣＲＴ画面に表示されるよう
な、前記集積回路構造のイメージ（image）上に重ねら
れる格子の使用によって容易になりうる。前記あらゆる
目的とは、すなわち、前記ラインのより均一なエッチン
グの供給、パターニングする目的および化学的／機械的
研磨によって集積回路構造の平坦化を容易にするために
コンタクト孔および／またはビアの接触、または応力を
受ける下金属層に関するより均一な応力除去の供給であ
る。使用される一般的な手順が、図９の流れ図に示され
ている。

【００６８】集積回路構造の表面上に重ねられる格子の
構成は、たとえば、２つのライン、近接する２つのライ
ン、または交差する２つのラインを形成するための電気
的導電性層上のホトレジスト層のパターニングにおけ
る、光学的な近接問題に関する検討および調整のために
これまで使用されており、前記ホトレジスト上に投影さ
れたイメージを向上させ、その結果、（ポジ形レジスト
システムまたはネガ形レジストシステムを用いることに
より）金属ラインの横または縦のいずれかが等しくな
る。細かく一定の間隔で配置された格子イメージの使用
は、潜在的な（potential）問題が存在する前記集積回
路上の正確な位置を確認することを可能にし、さらに、
マスタマスク上の通常のラインに隣接する印刷されない
ライン（機構の補正として知られている）の配置の補正
手段を供給することを可能にする。前記マスタマスク
は、前記ホトレジストに投影されるイメージが結果とし
て非常に広いラインの構造となるマスクである。また、
前記保証する手段とは、たとえば前記ラインが非常に薄
いまたは狭い領域におけるより広いパターンである。潜
在的な問題およびその補正手段の他の例は、前記ホトレ
ジスト上に投影される前記イメージが非常に短いライン
構造となるマスタマスク上でのライン終端の延長、投影
されるイメージが、結果として、「角が丸い」機構の構
造になる領域の外側のすみへのセリフの付加、および投
影されるイメージが、結果として、機構が書き込まれた
構造となる領域の内側のすみでのセリフの減少が達成さ
れる。

【００６９】本発明によれば、前記細かく一定の間隔で
配置された格子は、前述のような非光学的近接問題に関
する検討および調整に使用される。前記電気的導電性材
料（ラインの構成のための）のエッチング、または絶縁
性層（ビアまたはコンタクト孔の構成のための）のエッ
チングのあいだの動作ラインまたは動作ビア（またはコ
ントクト孔）のいずれかの荷重のバランスを保つことに
関しては、エッチング液の消耗およびエッチング液の高
い集中に対する補正のために、ダミーライン、ならびに
ビアおよび／またはコンタクト孔が位置すべき正確な位
置を確認することを助けるために、前記重ねられる格子
は問題が生じるであろう領域の確認の助けとなりうる。

【００７０】同様に、前記細かく一定の間隔で配置され
た格子は、前述のように、隣接した材料で異なる研磨率
を有する材料が高密度となっている位置の確認を助ける
ことにより、ＣＭＰ手順を用いる際の潜在的な近接問題
に関する前記集積回路構造の検討の助けとなり、さら
に、ダミーラインを補正する正確な位置（addresses）
の確認の助けは、研磨の工程を均一に実行することを許
容するために設けられる。

【００７１】最後に、金属層が位置する絶縁性層の下の
領域にまで前記絶縁層を貫き下へ拡張されるダミービア
を補正するこれらの位置の正確な位置決めの供給におい
て、前記下金属層に対する応力除去を異なる方向に供給
しうるビアの欠乏または密度低下のために、前記細かく
一定の間隔で配置された格子は、応力の増加が生じるで
あろう絶縁性層の下の金属層の確認する領域において使
用されるための下金属層の前記外形のイメージを伴う組
み合わせに使用される。

【００７２】

【発明の効果】したがって、本発明によれば、前記集積
回路構造の質に影響を与える種々の効果に対する補正を
するためにダミーラインと、コンタクト孔および／また
はビアとを使用することにより、エッチング液の消耗に
関する効果、化学的／機械的における研磨の平坦化に関
する効果、さらに、前記集積回路構造の種々の部分の電
気的な相互接続のために、動作線の前記構成において使
用される金属層での応力の増加に関する効果が顕著に改
善される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の動作線のあいだに介在されたダミー線
を示す説明図である。

【図２】本発明の金属線上の応力除去点の一例を示す説
明図である。

【図３】本発明によって実行されるべきコンピュータの
処理プロセスの流れ図である。

【図４】本発明のローカルラインの網目の一部の除去後
のダミーラインの配線の一例を示す説明図である。

【図５】本発明のコンピュータプログラムのハス２にお
いて実行される余分なローカルラインの除去方法を示す
説明図である。

【図６】ダミーラインの２つの形態の説明図である。

【図７】従来の集積回路構造の一例を示す断面説明図で
ある。

【図８】本発明のロンリーラインの近傍に追加されたダ
ミーラインを示す集積回路構造の断面説明図である。

【図９】本発明の光学的および非光学的近傍効果を分析
するための集積回路構造のイメージに重ねられた格子の
イメージを用いる処理を示す流れ図である。

【図１０】本発明の絶縁層内のダミービアまたはコンタ
クト孔の穿設を示す集積回路構造の上面図である。

【図１１】本発明の金属層上に形成された絶縁層を示す
集積回路構造の断面説明図である。

【図１２】本発明の集積回路構造内のコンタクト孔およ
び（または）ビアの分布を調整する方法を示す流れ図で
ある。

【図１３】本発明の集積回路構造のビアの分布を調整す
るための方法を示す流れ図である。

【符号の説明】

２、３、５、６、７、 ８、９、１０、７０ 動作線 １１、１２、１３、１４、 １５、１６、７１、７２ ダミーライン ２５０ ビア ２６０ ロンリービア ２７０ ダミービア ３００ 集積回路構造 ３１６ ロンリービア ３２０、３２２ ダミービア

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 キース チャオ アメリカ合衆国、95129 カリフォルニア 州、サンホウゼイ、ブロードムーア ドラ イブ 719 (72)発明者 ラタン ケイ チョウドリー アメリカ合衆国、95129 カリフォルニア 州、ミルピタス、サーパ 1646 (72)発明者 ガウリ シー ダス アメリカ合衆国、95121 カリフォルニア 州、サンホウゼイ、フォースプレイン コ ート 2783 (72)発明者 ニコラス ケイ エイブ アメリカ合衆国、95120 カリフォルニア 州、サンホウゼイ、アーモンドウッド ウ ェイ 781 (72)発明者 アショック ケイ カプール アメリカ合衆国、94303 カリフォルニア 州、パロアルト、アマリロ 1056 (72)発明者 トーマス マロン アメリカ合衆国、95051 カリフォルニア 州、サンタ クララ、ウッド ダック ア ベニュー 963

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 （ａ）半導体ウエハ、（ｂ）前記半導体
   ウエハ上で回路要素を電気的に接続するために該半導体
   ウエハ上に形成された導電性材料からなる動作線、およ
   び（ｃ）前記半導体ウエハ上に形成され、かつ前記動作
   線に隣接して設けられた１または２以上の追加の線であ
   って、導電性材料からなる線からなる回路チップであっ
   て、 前記１または２以上の追加の線および動作線がたがい
   に、少なくとも所定の量に等しい前記導電性材料の表面
   領域を有してなることを特徴とする回路チップ。
2. 【請求項２】 前記半導体チップ上に形成された複数の
   動作線をさらに備えてなる請求項１記載の回路チップ。
3. 【請求項３】 前記複数の動作線のうち少なくとも１つ
   がロンリーラインである請求項２記載の回路チップ。
4. 【請求項４】 前記１または２以上の追加の線が前記ロ
   ンリーラインから所定の範囲内に設けられてなる請求項
   ３記載の回路チップ。
5. 【請求項５】 半導体ウエハ上に形成された集積回路構
   造であって、該集積回路構造が、（ａ）当該集積回路構
   造の回路要素を電気的に接続するための導電性材料から
   なる複数の動作線、および（ｂ）前記導電性材料から形
   成された半導体ウエハ上の１または２以上の追加の線か
   らなり、 前記複数の動作線および１または２以上の追加の線が、
   少なくとも所定の量に等しい前記導電性材料の表面領域
   を有してなることを特徴とする集積回路構造。
6. 【請求項６】 回路のレイアウト方法であって、該方法
   が、（ａ）当該回路のレイアウトにおいて用いられる導
   電性材料の層の表面領域を決定する工程と、（ｂ）前記
   工程（ａ）において決定された表面領域を第１の所定の
   値と比較する工程と、（ｃ）第１動作線と第２動作線と
   のあいだの距離を決定し、該第１動作線または第２動作
   線がロンリーラインであるか否かを決定する工程と、
   （ｄ）前記距離を第２の所定の値と比較する工程と、
   （ｅ）前記距離が第２の所定の値より大きいばあいに、
   前記ロンリーラインから所定の距離だけ離間してダミー
   ラインを設ける工程からなる方法。
7. 【請求項７】 半導体ウエハ上に形成された集積回路構
   造であって、該構造が、（ａ）当該集積回路構造の回路
   要素を電気的に接続するために前記半導体ウエハ上に形
   成された導電性材料からなる複数の動作線、（ｂ）前記
   導電性材料から形成された半導体ウエハ上に形成された
   １または２以上のダミーライン、および（ｃ）前記動作
   線およびダミーラインの上および該動作線およびダミー
   ラインのあいだに形成された絶縁層からなり、 前記１または２以上のダミーラインが、前記動作線に関
   して半導体ウエハ上に位置づけられて、化学的、機械的
   に研磨して当該構造の面の平坦化を可能にし、同時に平
   坦化された面上のロースポットの形成を防止してなるこ
   とを特徴とする構造。
8. 【請求項８】 前記導電性材料が、金属、導電性金属化
   合物およびドープされたポリシリコンからなる群から選
   択されてなることを特徴とする請求項７記載の構造。
9. 【請求項９】 前記絶縁層がシリコン酸化膜からなるこ
   とを特徴とする請求項７記載の構造。
10. 【請求項１０】 前記導電材料がタングステンからな
    り、かつ前記絶縁層がシリコン酸化膜からなることを特
    徴とする請求項７記載の構造。
11. 【請求項１１】 化学的／機械的研磨を用いて、導電性
    材料の複数の動作線を有する半導体ウエハと該複数の動
    作線の上およびあいだに形成された絶縁層からなる集積
    回路構造の平坦化に用いるための回路レイアウトの方法
    であって、該方法が、化学的／機械的研磨を用いる平坦
    化の工程のあいだに前記ウエハを横切る材料のホモジニ
    アスな除去を許すために該ウエハ上に導電性材料からな
    る充分多数のダミーラインを形成する工程からなること
    を特徴とする方法。
12. 【請求項１２】 前記方法が、さらに前記動作線が所定
    の量より大きい距離を離間されるウエハ上の位置を決定
    する工程と、当該位置に隣接するウエハ上に前記ダミー
    ラインを形成する工程とを含んでなることを特徴とする
    請求項１１記載の方法。
13. 【請求項１３】 半導体ウエハ上に形成された集積回路
    構造であって、（ａ）前記ウエハ上に形成された絶縁
    層、（ｂ）前記絶縁層を貫いて形成された少なくとも１
    つの動作コンタクト孔および（または）ビア、および
    （ｃ）前記絶縁層を貫いて形成された少なくとも１つの
    ダミーコンタクトおよび（または）ビアからなり、前記
    少なくとも１つの動作コンタクト孔および（または）ビ
    アに関して、該少なくとも１つの動作コンタクト孔およ
    び（または）ビアおよび少なくとも１つのダミーコンタ
    クトおよび（または）ビアの形成のあいだにエッチング
    剤の非ホモジニアスな減少を防止するために、前記少な
    くとも１つの動作コンタクト孔および（または）ビアが
    前記絶縁層に設けられてなることを特徴とする集積回路
    構造。
14. 【請求項１４】 前記少なくとも１つの動作コンタクト
    孔および（または）ビアおよび少なくとも１つのダミー
    コンタクトおよび（または）ビアのそれぞれの直径がほ
    ぼ等しいことを特徴とする請求項１３記載の集積回路構
    造。
15. 【請求項１５】 前記絶縁層がシリコン酸化膜からなる
    ことを特徴とする請求項１３記載の集積回路構造。
16. 【請求項１６】 集積回路構造の絶縁層にコンタクト孔
    および（または）ビアを形成するための方法であって、
    該方法が、（ａ）前記集積回路構造上に絶縁層を形成す
    る工程、（ｂ）前記絶縁層上にエッチングのマスクを形
    成する工程であって、該マスクの開口を貫く絶縁層のエ
    ッチングによって該絶縁層内にコンタクト孔および（ま
    たは）ビアを形成するために複数の開口を含むマスクを
    形成する工程、（ｃ）前記エッチングされるべきマスク
    によって露出された絶縁層の領域のそれぞれの量の分布
    を評価する工程、および（ｄ）前記絶縁層内にダミービ
    アを形成して、絶縁層の露出された領域をより一層一様
    にエッチングさせるために、前記マスク内に別の開口を
    追加する工程からなることを特徴とする方法。
17. 【請求項１７】 前記方法が、さらにエッチングされた
    領域の寸法における所定の許容の制限にもとづき、かか
    る追加されたダミービアの寸法および密度を決定する工
    程を含んでなることを特徴とする請求項１６記載の方
    法。
18. 【請求項１８】 半導体ウエハ上に形成された集積回路
    構造であって、（ａ）前記半導体ウエハ上に形成された
    １または２以上の金属層、（ｂ）前記１または２以上の
    金属層上に形成された１または２以上の絶縁層、（ｃ）
    前記１または２以上の金属層に電気的に接続するために
    前記絶縁層を貫いて形成された少なくとも１つの動作ビ
    ア、および（ｄ）前記１または２以上の絶縁層を貫いて
    該１または２以上の絶縁層の下の１または２以上の金属
    層まで形成された少なくとも１つのダミービアからなる
    集積回路構造であって、前記少なくとも１つの動作ビア
    に関して、前記１または２以上の絶縁層の下の１または
    ２以上の金属層内の応力のホモジニアスな応力除去を与
    えるために、前記１または２以上の絶縁層内に前記少な
    くとも１つのダミービアが位置づけられることを特徴と
    する集積回路構造。
19. 【請求項１９】 前記動作ビアのそれぞれが、該動作ビ
    アに隣接する１または２以上の金属層内の局部応力除去
    を与えるために該動作ビアに隣接する前記１または２以
    上の絶縁層内に設けられた１または２以上のダミービア
    を有し、これによって前記動作ビアを貫いて１または２
    以上の絶縁層の上面まで応力が付与されたことを特徴と
    する請求項１８記載の集積回路構造。
20. 【請求項２０】 前記１または２以上の金属層が、アル
    ミニウム、タングステン、チタン、金、タンタルおよび
    ニオブからなる群から選択された金属からなり、前記絶
    縁層がシリコン酸化膜からなることを特徴とする請求項
    １９記載の集積回路構造。
21. 【請求項２１】 １または２以上の絶縁層を有する１ま
    たは２以上の金属層であって、該１または２以上の絶縁
    層が金属層上に少なくとも１つの動作ビアと共に形成さ
    れてなる金属層にホモジニアスな応力除去を与えるため
    の方法であって、該方法が、前記少なくとも１つの動作
    ビアに関して、該１または２以上の絶縁層の下の１また
    は２以上の金属層内のホモジニアスな応力除去を与える
    ために設けられた少なくとも１つのダミービアを当該１
    または２以上の絶縁層に形成する工程を有してなる方
    法。
22. 【請求項２２】 前記動作ビアそれぞれに隣接する１ま
    たは２以上のダミービアを設ける工程を有し、これによ
    って前記動作ビアを貫いて１または２以上の絶縁層の上
    面まで応力が付与された金属の膨脹によって表面の不均
    一が防止されることを特徴とする請求項２１記載の方
    法。
23. 【請求項２３】 集積回路構造の表面上の導電性材料か
    らなる線の分配を調整する方法であって、該方法が、該
    表面上で離間している線の密度の分析を許し、線の離間
    密度が不規則な領域の位置をより正確に特定するため
    に、該表面上に格子を重ねる工程を有してなる方法。
24. 【請求項２４】 集積回路構造の１または２以上の絶縁
    層を貫くコンタクト孔および（または）ビアの分布を調
    整するための方法であって、該方法が、前記１または２
    以上の絶縁層におけるコンタクト孔および（または）ビ
    アの密度の分析を許し、コンタクト孔および（または）
    ビアの離間密度が不規則な領域の位置をより正確に特定
    するために、前記１または２以上の絶縁層の上面に格子
    を重ねる工程を有してなる方法。
25. 【請求項２５】 前記１または２以上の絶縁層を貫いて
    金属層まで延びるダミービアを設けることを許すため
    に、前記１または２以上の絶縁層の上面上で金属膜の像
    を重ねる工程を有してなる請求項２４記載の方法。