采用使用延长通孔的金属线局部互连的中段制程MOL制造的集成电路IC及相关方法技术

本公开涉及采用使用延长通孔的金属线局部互连的中段制程(MOL)制造的集成电路(IC)及相关方法。公开了采用使用延长通孔的金属线局部互连的中段制程(MOL)制造的集成电路(IC)。还公开了相关的方法。具体而言，金属层中的不同金属线可能需要在IC的MOL工艺期间被电互连。为了允许金属线被电互连而无需在金属线上方提供可能难以在例如印刷工艺中提供的此类互连，在一示例性方面中，延长或展开的通孔被提供在IC中的MOL层中。延长通孔被提供在MOL层中在该MOL层中的金属层下方并跨该MOL层的金属层中的两个或更多个毗邻金属层延伸。将互连移动到MOL层上方可简化IC的制造，特别是在低纳米(nm)节点尺寸下。

【技术实现步骤摘要】
采用使用延长通孔的金属线局部互连的中段制程MOL制造的集成电路IC及相关方法本专利技术专利申请是国际申请号为PCT/US2015/046518，国际申请日为2015年8月24日，进入中国国家阶段的申请号为201580048484.X，名称为“采用使用延长通孔的金属线局部互连的中段制程(MOL)制造的集成电路(IC)及相关方法”的专利技术专利申请的分案申请。优先权要求本申请要求于2014年9月12日提交且题为“MIDDLE-OF-LINE(MOL)MANUFACTUREDINTEGRATEDCIRCUITS(ICS)EMPLOYINGLOCALINTERCONNECTSOFMETALLINESUSINGANELONGATEDVIA,ANDRELATEDMETHODS(采用使用延长通孔的金属线局部互连的中段制程(MOL)制造的集成电路(IC)及相关方法)”的美国专利申请序列号14/484,366的优先权，其内容被整体纳入于此。
本公开的技术一般涉及集成电路(IC)的中段制程(middle-of-line，MOL)制造工艺，且尤其涉及促成金属层中的金属线之间的互连。本公开涉及采用使用延长通孔的金属线局部互连的中段制程(MOL)制造的集成电路(IC)及相关方法。
技术介绍
计算设备在社会上已变得十分普遍。这些计算设备的日益增加的存在性部分地由于这些计算设备的日益增加的功能性和多用途性而加速。功能性和多用途性的这种增加已通过在小封装中提供越来越强大的处理能力来实现，如由摩尔定律宽松地认识到的。增加处理能力而同时减小集成电路(IC)的尺寸的压力已使传统制造工艺面临压力，尤其是随着节点尺寸已减小到低纳米(nm)维度(例如，<20nm)。IC的当前半导体制造可包括前段制程(FEOL)、中段制程(MOL)和后段制程(BEOL)工艺。FEOL工艺可包括晶片制备、隔离、阱形成、栅极图案化、间隔物、扩展、源极/漏极注入、硅化物形成等等。MOL工艺可包括栅极接触部形成和IC的不同层之间的互连。BEOL工艺可包括用于将在FEOL和MOL工艺期间创建的半导体器件进行互连的一系列晶片处理步骤。现代半导体芯片产品的成功制造和鉴定涉及所采用的材料和工艺之间的相互作用。具体而言，在MOL工艺期间耦合MOLIC中的金属层中的金属线在当前的低纳米(nm)节点尺寸下越来越具有挑战性，特别是对于光刻印刷而言。随着MOL堆叠尺寸减小，金属线的间距被进一步减小，以使得由于紧间距，不可能在金属线上方的层中提供互连通孔以用于金属线互连。
技术实现思路
详细描述中公开的各方面包括采用使用延长通孔的金属线局部互连的中段制程(MOL)制造的集成电路(IC)。还公开了相关的方法。具体而言，金属层中的不同金属线可能需要在IC的MOL工艺期间被电互连。关于此，为了允许金属线被互连而不在金属线上方提供可能难以例如在印刷工艺中提供的此类互连，在一示例性方面中，在IC中的MOL层中提供延长或展开的通孔。延长的通孔在MOL层中的在该MOL层中的金属层下方提供并跨MOL层的金属层中的两个或更多个毗邻金属层延伸。因为这样的金属线通常单向且彼此平行地制造在金属层中，所以具有这样的电交互耦合允许在IC中的MOL层中对连接元件布线时有更大的设计灵活性。将互连移动到MOL层(例如，介电层上方)可简化集成电路(IC)的制造，特别是在低纳米(nm)节点尺寸下。关于此，在一个方面，公开了一种IC。该IC包括基板。该IC还包括置于基板上方的MOL层。该IC进一步包括置于MOL层上方的金属互连层，该金属互连层包括第一金属导电元件和第二金属导电元件。该IC还包括置于金属互连层和MOL层之间的延长通孔，该延长通孔被置于与第一金属导电元件和第二金属导电元件接触以将第一金属导电元件与第二金属导电元件互连。在另一方面，公开了一种IC。该IC包括基板。该IC还包括置于基板上方的MOL层。该IC进一步包括用于提供置于MOL层上方的金属互连的装置，该用于提供金属互连的装置包括金属互连层装置，该金属互连层装置包括第一金属导电装置和第二金属导电装置。该IC还包括用于将该金属互连层装置和该MOL层耦合的装置，该用于耦合的装置被定位在该MOL层上方且在该金属互连层装置下方。在另一方面，公开了一种形成IC的方法。该方法包括：作为前段制程(FEOL)工艺的一部分，提供基板。该方法还包括：作为FEOL工艺的一部分，提供置于基板上方的MOL层。该方法进一步包括：作为MOL工艺的一部分，提供置于MOL层上方的金属互连层，该金属互连层包括第一金属导电元件和第二金属导电元件。该方法还包括：作为MOL工艺的一部分，提供置于金属互连层和MOL层之间的延长通孔，该延长通孔与第一金属导电元件和第二金属导电元件接触以将第一金属导电元件与第二金属导电元件互连。附图说明图1是在上层中具有金属层的传统三维(3D)集成电路(IC)(3DIC)的简化横截面视图；图2是图1的3DIC的横截面视图的部分、更详细视图；图3是从图1和2的3DIC移除的金属层的俯视平面图；图4是根据本公开的一示例性方面的具有中段制程(MOL)层的3DIC的横截面视图，该MOL层采用使用延长通孔的、置于MOL层上方的金属线局部互连；图5是从图4的3DIC移除的、图4的3DIC中的金属层中的金属线与延长通孔耦合的俯视平面图；图6是图4中的3DIC的金属层中的被耦合的金属线的部分、更详细的横截面视图；图7是用于制造图4的3DIC的示例性制造过程的流程图，该3DIC具有MOL层，该MOL层采用使用延长通孔的、置于MOL层上方的金属线局部互连；以及图8是可包括图4的3DIC的示例性的基于处理器的系统的框图。具体实施方式现在参照附图，描述了本公开的若干示例性方面。措辞“示例性”在本文中用于表示“用作示例、实例或解说”。本文中描述为“示例性”的任何方面不必被解释为优于或胜过其他方面。详细描述中所公开的各方面包括以中段制程(MOL)制造的采用使用延长通孔的金属线局部互连的集成电路(IC)。还公开了相关的方法。具体而言，金属层中的不同金属线可能需要在IC的MOL工艺期间被电互连。关于此，为了允许金属线被电互连而无需在金属线上方提供这样的互连(例如在印刷工艺中可能难以提供这种互连)，在一示例性方面中，在IC中的MOL层中提供延长或展开的通孔。延长的通孔在MOL层中在该MOL层中的金属层下方提供并跨该MOL层的金属层中的两个或更多个毗邻金属层延伸。因为这些金属线通常单向且彼此平行地制造在金属层中，所以具有这种电交互耦合允许在对IC中的MOL层中的导电元件布线时有更大的设计灵活性。将互连移动到MOL层(例如，介电层上方)可简化集成电路(IC)的制造，尤其在低纳米(nm)节点尺寸下。在讨论本公开的具有采用使用延长通孔的、置于MOL层上方的金属线局部互连的MOL层的IC的示例性方面之前，参考图1-3提供对用于向IC中的金属线提供互连的传统工艺的缺点的详细本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种集成电路IC，包括：/n包括有源元件的基板，其中所述有源元件中的至少一个包括栅极；/n置于所述基板上方的中段制程MOL层；/n置于所述MOL层上方的金属互连层，所述金属互连层包括导电元件，其中所述导电元件垂直于所述栅极；以及/n置于所述MOL层内的延长通孔，其中所述延长通孔平行于所述栅极延伸。/n

【技术特征摘要】
20140912 US 14/484,3661.一种集成电路IC，包括：
包括有源元件的基板，其中所述有源元件中的至少一个包括栅极；
置于所述基板上方的中段制程MOL层；
置于所述MOL层上方的金属互连层，所述金属互连层包括导电元件，其中所述导电元件垂直于所述栅极；以及
置于所述MOL层内的延长通孔，其中所述延长通孔平行于所述栅极延伸。


2.如权利要求1所述的IC，其特征在于，进一步包括虚设金属层或虚设焊盘，作为所述延长通孔的着陆焊盘。


3.如权利要求1所述的IC，其特征在于，进一步包括位于所述基板和所述MOL层之间的层间电介质，所述层间电介质与所述MOL层不同且有区别。


4.如权利要求1所述的IC，其特征在于，所述MOL层包括介电层。


5.如权利要求1所述的IC，其特征在于，所述导电元件包括金属线。


6.如权利要求1所述的IC，其特征在于，所述导电元件彼此平行。


7.如权利要求1所述的IC，其特征在于，进一步包括置于金属结构下方的绝缘体，所述绝缘体将所述金属结构与关联于所述基板的所述有源元件隔离。


8.如权利要求1所述的IC，其特征在于，所述IC是三维3DIC。


9.如权利要求4所述的IC，其特征在于，所述介电层包括氮化硅SiN。


10.如权利要求1所述的IC，其特征在于，所述延长通孔包括钨工艺通孔。


11.如权利要求1所述的IC，其特征在于，所述延长通孔包括延长的穿硅通孔TSV。


12.如权利要求1所述的IC，其特征在于，所述IC被集成到半导体管芯中。


13.如权利要求1所述的IC，其特征在于，所述IC被集成到选自由以下各项组成的组的设备...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·J·朱，K·利姆，S·S·宋，J·J·徐，D·杨，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US