專利名稱：一種集成電路版圖結構及其制作方法
技術領域：
本發明涉及集成電路制造工藝和版圖設計技術領域，尤其涉及一種集成電路版圖 結構及其制作方法。
背景技術：
化學機械研磨(Chemical Mechanical Polishing，CMP)是集成電路制造中所應用 的表面平坦化工藝，是化學腐蝕和機械研磨的組合技術，它借助拋光液的化學腐蝕作用以 及超微粒子的研磨作用在被研磨的介質表面上形成光潔平坦表面，被公認為是超大規模集 成電路階段最好的材料全局平坦化方法，該方法既可以獲得較完美的表面，又可以得到較 高的拋光速率。集成電路(Integrated Circuit, IC)制造技術按照摩爾定律以每18個月 集成度提高一倍的速度發展，但當集成電路的特征尺寸降到90納米以下的時候，IC制造技 術遇到了空前的挑戰，化學機械研磨是繼光刻后又一非常重要的制造環節。為了提高化學機械研磨能力，制造工程師根據不同產品要求，選用不同的研磨液、 研磨墊、研磨壓力等工藝參數，在90納米工藝以前，通過工藝調試，都能滿足生產要求，產 品獲得很高的良率。隨著特征尺寸的減少，最小線寬與間距越來越小，在90納米以下節點， 可制造性問題開始出現細線與寬線在化學機械研磨工藝后金屬厚度不均勻，嚴重影響芯 片的電性能。僅僅依靠制造工程師優化化學機械研磨工藝，已經無法解決，因為芯片表面形 貌起伏、銅金屬互連線的蝶形及介質層的侵蝕等都與版形特征如金屬密度、金屬線寬 及線間距等緊密相關。在細線區，根據電鍍銅生長規律，銅線越細，溝槽底部與側壁分布的生長加速因子 相對越多，銅金屬生長越厚。在化學機械研磨過程中，細線溝槽上的銅不易去除。寬線情況 正好相反，銅線越寬，溝槽底部與側壁分布的生長加速因子相對越少，銅金屬生長相對薄。 在化學機械研磨過程中，寬線溝槽上的銅也容易去除。為了將細線殘留的銅完全清除干凈， 以往的解決方案都是增加化學機械研磨工藝的研磨時間，造成寬線過磨，細線與寬線金屬 厚度不均勻，可參見圖1，嚴重的造成斷路或短路，影響芯片性能。
發明內容
(一)要解決的技術問題為了解決現有技術中化學機械研磨后集成電路版圖寬線和細線銅金屬厚度不均 勻的問題，本發明的主要目的在于提供一種集成電路版圖結構及其制作方法。( 二 )技術方案為達到上述目的的一個方面，本發明提供了一種集成電路版圖結構，該結構包 括介電質；于該介電質中生長出的寬銅線，寬銅線即為寬度大于一定門限的銅線；以及于該寬銅線上打出的均勻分布的小孔。
上述方案中，所述于寬銅線上打出的小孔，其寬度采用最小線寬，且在銅線上均勻 分布。為達到上述目的的另一個方面，本發明提供了一種集成電路版圖結構的制作方 法，該方法包括在版圖布局布線時，設置寬線的寬度門限，利用布線工具將導線分類為寬線和細 線，然后根據打孔規則對寬線進行打孔。上述方案中，所述打孔規則包含孔采用最小寬度，孔在寬線上均勻分布。(三)有益效果與現有技術相比，本發明技術方案產生的有益效果為本發明通過調整版圖設計，均勻地對寬線打孔，使銅生長比較均勻，化學機械研磨 后銅金屬厚度接近細線銅線厚度，從而減輕了化學機械研磨的負擔，提高平坦化能力，避免 寬線產生的熱點問題，提高了產品的良率。
圖1為現有技術中銅生長完成后的截面示意圖；圖2為本發明提出一種集成電路版圖結構的俯視圖；圖3為本發明中一種集成電路版圖的制造方法的流程示意圖；圖4為圖例，說明采用本發明后，經過化學機械研磨后，寬線的銅金屬厚度大幅提 高，接近細線的銅金屬厚度。其中，附圖標記說明如下100 細銅線101，122 粗銅線102，121 介電質123 打在粗銅線上的孔
具體實施例方式為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照 附圖，對本發明進一步詳細說明。參見圖2，圖2為本發明提出一種集成電路版圖結構的俯視圖。本發明提供的這 種集成電路版圖結構，包括介電質；于該介電質中生長出的寬銅線，寬銅線即為寬度大于 一定門限的銅線；以及于該寬銅線上打出的均勻分布的小孔。于寬銅線上打出的小孔，其寬 度采用最小線寬，且在銅線上均勻分布。打孔的寬線使得化學機械研磨中銅的去除率降低。 此結構使經過電鍍銅后，寬線和細線的銅生長比較均勻，經過化學機械研磨后，銅的厚度比 較均勻，減少了化學機械研磨工藝后的表面起伏，提高了化學機械研磨能力，將獲得最優化 的平坦化效果。對于該集成電路版圖的結構，首先，定義寬線的寬度門限，找出超過這個門限的銅 線，并定義為寬線，然后對寬線打孔。并遵照一些規則1)、孔的寬度采用最小線寬；2)、孔在銅線上分布均勻。
此結構使寬線的銅生長厚度上升，經過化學機械研磨后銅金屬厚度增加，接近細 線銅線的厚度，減少了化學機械研磨工藝前的表面起伏，降低了化學機械研磨工藝負擔，提 高了化學機械研磨能力，將獲得最優化的平坦化效果。參見圖3，圖3為本發明中一種集成電路版圖的制造方法的流程示意圖，該方法是 在版圖布局布線時，設置寬線的寬度門限，利用布線工具將導線分類為寬線和細線，然后根 據打孔規則對寬線進行打孔。該方法在不明顯改銅線電阻的情況下，在版圖布局布線時，定義寬線的寬度門限， 通過布線工具找出這些寬線，建立打孔規則1)、孔的寬度為最小線寬；2)、孔在銅線上分布均勻。按照打孔規則，利用布線工具對寬線打孔。經過電鍍銅和化學機械研磨后，寬線的 銅金屬厚度明顯上升。在版圖布局布線時，定義寬線的寬度門限，超過這個寬度門限的銅線即為寬線。通 過布線工具對寬線打孔，孔的寬度應采用最小線寬，孔在寬線上的分布均勻，使電鍍銅工藝 銅生長更加均勻，提高了化學機械研磨能力，使工藝窗口增大，提高產品的良率。如圖4所示，在相同工藝和相同金屬密度下，采用四種線寬為1微米，10微米，40 微米和100微米的銅線，其中10微米，40微米和100微米銅線被認定為寬線，采用本發明對 其打孔，經過電鍍銅和化學機械研磨工藝模擬，寬線和細線銅金屬厚度比較均勻，表面更加 平坦。圖4表面了采用了本方法后寬線區寬線銅金屬厚度的改善。可以適當增加寬線打孔的數量，減小孔與孔之間的距離。這樣的設計使銅的厚度 進一步接近細線的銅金屬厚度，表面更加平坦，提高產品的良率。在線寬相同時，銅線打孔數量的增加可以增加寬線銅金屬的生長厚度，降低化學 機械研磨銅金屬的去除率。使化學機械研磨工藝更容易實現細線與寬線的全局平坦化。以上所述的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳 細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡 在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保 護范圍之內。
權利要求
一種集成電路版圖結構，其特征在于，該結構包括介電質；于該介電質中生長出的寬銅線，寬銅線即為寬度大于一定門限的銅線；以及于該寬銅線上打出的均勻分布的小孔。
2.根據權利要求1所述的集成電路版圖結構，其特征在于，所述于寬銅線上打出的小 孔，其寬度采用最小線寬，且在銅線上均勻分布。
3.一種集成電路版圖結構的制作方法，其特征在于，該方法包括在版圖布局布線時，設置寬線的寬度門限，利用布線工具將導線分類為寬線和細線，然 后根據打孔規則對寬線進行打孔。
4.根據權利要求3所述的集成電路版圖結構的制作方法，其特征在于，所述打孔規則 包含孔采用最小寬度，孔在寬線上均勻分布。
全文摘要
本發明涉及集成電路制造工藝和版圖設計技術領域，公開了一種集成電路版圖結構及其制作方法。為了解決現有技術中化學機械研磨后集成電路版圖寬線區銅金屬厚度過低的問題，本發明提供一種集成電路版圖結構及其制備方法，通過有規律的給寬線打孔，經過化學機械研磨后，寬線的銅金屬厚度得到大幅提高，寬線和細線銅金屬厚度均勻，從而減輕了化學機械研磨的負擔，提高平坦化能力，避免寬線產生的熱點問題，提高了產品的良率。
文檔編號H01L21/321GK101887882SQ20091008393
公開日2010年11月17日 申請日期2009年5月13日 優先權日2009年5月13日
發明者文鼎童, 李志剛, 阮文彪, 陳嵐 申請人:中國科學院微電子研究所