在同一晶片上的不同电路形成不同的线后端布线的方法技术

公开了一种对于同一半导体产品，即晶片或芯片上的不同电路形成不同的线后端（ＢＥＯＬ）布线的方法，所述方法包括同时在第一介电层（１１０）内在第一电路（１０２）上方使用双金属镶嵌结构（１２４）形成ＢＥＯＬ布线，和在第一介电层（１１０）内在第二电路（１０４）上方使用单金属镶嵌通孔结构（１２６）形成ＢＥＯＬ布线。然后，同时在第二介电层（１５０）内在第一电路（１０２）上方使用双金属镶嵌结构（２２０）形成ＢＥＯＬ布线，和在第二介电层（１５０）内在第二电路（１０４）上方使用单金属镶嵌线布线结构（１６０）形成ＢＥＯＬ布线。所述单金属镶嵌通孔结构具有双金属镶嵌结构的通孔部的大约两倍的宽度并且所述单金属镶嵌线布线结构具有双金属镶嵌结构的线布线部大约两倍的宽度。此外还公开了对于不同电路具有不同的ＢＥＯＬ宽度的半导体产品。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术通常涉及半导体装置的制造，更具体地涉及半导体产品的局部和 全局布线的形成方法。
技术介绍
在半导体装置制造期间，可以在单个半导体产品，即芯片或晶片上形成许多不同的电路。各电路对于线后端(back-end-of_lme BEOL )布线可以具 有不同的要求，这包括用于缩放来自低层的布线的布线层。为了示出一传统 工艺，图1作为参考，这包括具有不同BEOL布线要求的两个电路(或芯片) A、 B的步骤表。电路A设计为包括6个1X 局部布线(或瘦布线) 加上4X 全局布线(或胖布线)，并且电路B设计为包括2个IX 局部布线加上2X全局布线而没有4X全局布线。局部布线是与具有宽 度X (这里，指定为IX)的第一金属层布线具有基本相同高度和宽度的任 何布线，并且在业界有时称为瘦布线，并且全局布线是比一大的例 如2X、 4X、 8X.，.等的多个第一金属层布线的任何布线，在业界有时称为胖 布线。因而，2X全局布线名义上是局部布线的高度和宽度的两倍，4X全 局布线名义上是局部布线的高度和宽度的四倍，等等。如同在图1中所示出的，将两个电路A、 B置于相同的半导体产品的传 统方法需要处理总共11个双金属镶嵌铜(也可以是铝或其它金属)层，需 要11次金属沉积和11次化学机械抛光(CMP)步骤。实质上，必须处理电 路A需要的六个局部布线，接着处理电路B需要的4个2X全局布线，接着 处理电路A需要的一个4X全局布线。另外，在完成开始的两个局部布线之 后，电路B需要线路通过电路A需要的剩下的的4个局部布线以某种方式建高(carry up)从而连接到首个2X全局布线。如果不进行重新设计， 则建高有可能通过一系列特殊的(垂直布线层)具有通孔和小的金属岛(即垂直布线)的中间掩模(reticle)完成。在制造电路B的2X层时，也需要垂直布线层中间掩模用于电路A，并且当制造电路A的4X层时，也需 要垂直布线层中间掩模用于电路B。根据上述描述，由于涉及复杂的工艺，在相同的晶片上制造具有不同 BEOL布线的两个电路(芯片)是相当麻烦且昂贵的。除了成本效率低之外， 垂直布线因为所有不同的布线需要衬垫而增加了电阻和电容。考虑到上述观点，在本领域中需要以成本效率高和性能改善的方式在相 同的晶片上形成不同电路(或芯片)的不同BEOL布线的方法。
技术实现思路
本专利技术包括在相同的半导体产品，即晶片或芯片上形成不同电路的不同 线后端(BEOL)布线的方法。在一实施例中，所述方法包括同时在第一介 电层内在第 一 电路上方使用双金属镶嵌结构形成BEOL布线，和在第 一介电 层内在第二电路上方使用单金属镶嵌通孔结构形成BEOL布线。然后，同时 在第二介电层内在第一电路上方使用双金属镶嵌结构形成BEOL布线，和在 第二介电层内在第二电路上方使用单金属镶嵌通孔结构形成BEOL布线。单 金属镶嵌通孔结构具有双金属镶嵌结构的通孔部大约两倍的宽度，并且单金 属镶嵌线布线结构具有双金属镶嵌结构的线布线部大约两倍的宽度。本专利技术 还包括具有不同电路的不同宽度的BEOL布线的半导体产品。本专利技术的第 一方面涉及一种在同 一晶片上形成不同电路的不同线后端 (B1':()L)布线的方法，所述方法包括的步骤是提供一结构，包括第一电 路和第二电路以及至少两个在其上方的金属布线层；在第一 BEOL介电层 内，第一电路上方形成具有通孔开孔宽度的第一双金属镶嵌结构；同时在第 二电路上方形成具有大约通孔开口宽度两倍的宽度的单金属镶嵌通孔结构； 在第一双金属镶嵌结构和单金属镶嵌通孔结构内形成金属；沉积包括帽层的 第二BEOL介电层；在第二BEOL介电层内，形成与第一双金属镶嵌结构的 金属接触并且在第 一电路上方的第二双金属镶嵌结构，其具有线布线开口宽 度，同时形成与单金属镶嵌通孔结构的金属接触并且在第二电路上方的单金 属镶嵌线布线结构，单金属镶嵌线布线结构具有第一线布线开口宽度大约两 倍的宽度；并且形成第二双金属镶嵌结构和单金属镶嵌线布线结构内的金 属。本专利技术的第二方面包括一种在同 一晶片上形成不同电路的不同线后端(BEOL)布线的方法，所述方法包括的步骤是同时在第一介电层内在第 一电路上方使用双金属镶嵌结构形成线后端(BEOL)布线，和在第一介电 层内在第二电路上方使用单金属镶嵌通孔结构形成BEOL布线；并且同时在 第二介电层内在第一电路上方使用双金属镶嵌结构形成BEOL布线，和在第 二介电层内在第二电路上方使用单金属镶嵌线布线结构形成BEOL布线，其 中单金属镶嵌通孔结构具有双金属镶嵌结构的通孔部的大约两倍的宽度并 且单金属镶嵌线布线结构具有大约两倍的双金属镶嵌结构的线布线部的宽 度。本专利技术的第三方面涉及包括第一电路和第二电路的半导体产品，所述产 品包括在第一电路上方的第一线后端(BEOL)介电层内的第一双金属镶 嵌金属结构，第一双金属镶嵌金属结构具有通孔开口宽度；在第一BEOL介 电层内并且在第二电路上方的单金属镶嵌金属通孔结构，单金属镶嵌通孔结 构具有所述通孔开口宽度大约两倍的宽度；在第二 BEOL介电层内第一Bl':OL层上方和第一电路上方的第二双金属镶嵌金属结构，第二双金属镶嵌 金属结构具有线布线开口宽度；连接到第二电路上方的单金属镶嵌金属通孔 结构的单金属镶嵌线布线结构，单金属镶嵌线布线结构具有第一线布线开口 宽度大约两倍的宽度。从下列对于本专利技术的实施例的更具体的描述中，本专利技术的前述和其它特 征将变得更为显见。附图说明将参考下列附图详细地描述本专利技术的实施例，其中相似的标号指示相似 的元件，其中图1示出了传统方法步骤的表。图2-7示出了根据本专利技术的一个实施例。图8示出了图2-7的方法的步骤的表。具体实施例方式参考附图，图2-7示出了在对于同一晶片上的不同电路形成不同的线 后端(BEOL)布线的方法的一个实施例。如同在图2中所示出的，第一步 包括提供包括第一电路102和第二电路104的结构100。此时，电路102、104已经制造有初始的两个局部布线金属层106。结构100可以代表包括电 路102、 104的单芯片，或以不同芯片的形式的包括电^各102、 104的晶片。 这里使用的电路可以意指任何电路系统，并且半导体产品意指半导 体晶片或芯片。第一电路102和第二电路104对于BEOL布线具有不同的要 求，即在至少两个金属层106之后的布线。还示出了具有在金属层106上方 的例如氮化硅Si3N4的帽层112的第一BEOL介电层110。图2-3示出了下一步骤，在第一BEOL介电层110内，在第一电^各102 上方形成具有第一通孔开口 124宽度X (图2)的第一双金属镶嵌结构120， 同时在第二电路104上方形成具有通孔开口 124宽度X的大约两倍宽度的 2X宽度(图2)的单金属镶嵌通孔结构126。该步骤可以包括对于第一电路 102形成具有第一通孔开口宽度X的的第一通孔开口 124,同时对于第二电 路104形成单金属镶嵌通孔结构126,并且对第一电路102形成连接到第一 通孔开口 124的第一线布线开口 130从而完成第一双金属镶嵌结构20。开 口形成步骤可以包括任何传统的工艺，例如沉积光致抗蚀剂，构图并且反应 离子蚀刻(RIE)第一 BEOL介电层110。其它的线布线结构(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对于在同一晶片上的不同电路形成不同的线后端（ＢＥＯＬ）布线的方法，所述方法包括的步骤是：提供一结构，包括第一电路（１０２）和第二电路（１０４）以及至少两条在其上的金属布线层；在第一ＢＥＯＬ介电层（１１０）内在第一电路（１ ０２）上方形成具有通孔开口宽度的第一双金属镶嵌结构（１２４），同时在第二电路（１０４）上方形成具有所述通孔开口宽度的大约两倍宽度的单金属镶嵌通孔结构（１２６）；在所述第一双金属镶嵌结构（１２４）和单金属镶嵌通孔结构（１２６）内形成金 属；沉积包括帽层的第二ＢＥＯＬ介电层（１５０）；在所述第二ＢＥＯＬ介电层（１５０）内，形成与第一双金属镶嵌结构（１２４）的金属接触并且在第一电路（１０２）上方的具有线布线开口宽度的第二双金属镶嵌结构（２２０），同时形成与所述 单金属镶嵌通孔结构（１２６）的金属接触并且在第二电路（１０４）上方的单金属镶嵌线布线结构（１６０），所述单金属镶嵌线布线结构（１６０）具有所述第一线布线开口宽度大约两倍的宽度；并且在所述第二双金属镶嵌结构（２２０）和单金属镶嵌线布线 结构（１６０）内形成金属。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-5-19 10/908,6231.一种对于在同一晶片上的不同电路形成不同的线后端(BEOL)布线的方法，所述方法包括的步骤是提供一结构，包括第一电路(102)和第二电路(104)以及至少两条在其上的金属布线层；在第一BEOL介电层(110)内在第一电路(102)上方形成具有通孔开口宽度的第一双金属镶嵌结构(124)，同时在第二电路(104)上方形成具有所述通孔开口宽度的大约两倍宽度的单金属镶嵌通孔结构(126)；在所述第一双金属镶嵌结构(124)和单金属镶嵌通孔结构(126)内形成金属；沉积包括帽层的第二BEOL介电层(150)；在所述第二BEOL介电层(150)内，形成与第一双金属镶嵌结构(124)的金属接触并且在第一电路(102)上方的具有线布线开口宽度的第二双金属镶嵌结构(220)，同时形成与所述单金属镶嵌通孔结构(126)的金属接触并且在第二电路(104)上方的单金属镶嵌线布线结构(160)，所述单金属镶嵌线布线结构(160)具有所述第一线布线开口宽度大约两倍的宽度；并且在所述第二双金属镶嵌结构(220)和单金属镶嵌线布线结构(160)内形成金属。2. 根据权利要求1的方法，其中所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯蒂芬E格雷科，西奥多勒斯E斯坦达尔特，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]