降低应力迁移的多重金属内连线布局制造技术

一种降低应力迁移（Ｓｔｒｅｓｓ　　Ｍｉｇｒａｔｉｏｎ）的多重金属内连线（Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ　　Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｓ）布局，其可在大面积金属层上加入扩散阻障（Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　　Ｂｌｏｃｋ）或孔洞槽（Ｖａｃａｎｃｙ　　Ｓｉｎｋ），以避免微小孔洞因热应力聚集而导致电路产生断路。也可在大面积金属层与小面积金属突出部之间以渐缩方式进行连接，以减低两者的热应力差异。或者，增加小面积金属突出部的介层窗的数量，以增加对热应力迁移的抵抗能力。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种多重金属内连线(Multilevel Interconnects)的布局设计，特别涉及一种可降低多重金属内连线的热应力迁移(Stress Migration)的布局。
技术介绍
随着半导体技术的进步，集成电路元件的尺寸也持续微缩化，当集成电路的集成度(Integration)增加时，芯片的表面无法提供足够的面积来制作所需的内连线。因此，为了配合元件缩小后所增加的内连线，目前超大规模集成电路(Very LargeScale Integration；VLSI)的结构大都采用多重金属内连线的设计。在多重金属内连线结构中，每一层的内连线层通常包括有数条金属导线，而金属导线间则填有介电材料来隔离金属导线。另外，相邻的两内连线层之间也利用介电材料层予以隔开。由于金属内连线与介电材料的热膨胀系数差异相当大，因此当多重金属内连线所处的环境的温度产生较大的变化时，金属内连线与介电材料所受到的热应力差异也非常大，而使多重金属内连线结构内产生了所谓的应力迁移。由于材料层的尺寸大小同样会影响材料层因热变化所引发的膨胀与收缩，因此热应力迁移也常见于大面积的金属层100与相邻内连线层的小面积的金属突出部(Metal Tab)102的接合上，如图1所示。请一并参照图2，图2绘示沿图1的I-I剖面线所获得的剖面图，并且在图1中仅绘示出金属层、金属突出部以及介层窗之间的对应关系。金属突出部102具有介层窗104，用来电性连接另一内连线层的金属层108，其中介层窗104与金属层108位于介电层110中，如图2所示。当图2的金属连线结构暴露在温度急遽变化的环境下而产生膨胀时，金属层100膨胀的程度远大于金属突出部102膨胀的程度，而将金属突出部102往外推移；而当图2的金属连线结构因热变化而产生收缩时，金属层100收缩的程度远大于金属突出部102收缩的程度，而将金属突出部102向金属层100的方向拉扯。这样一来，极易减低金属突出部102上的介层窗104与金属层108的接合力，情况严重的话，甚至会导致介层窗104与金属层108分离，从而造成内连线结构的电路断路。此外，金属层100的温度上升时，金属层100内部的微小孔洞(未绘示)会扩散并聚集在介层窗104与金属突出部102的接合处，当微小孔洞聚集的数量增加到一定程度时，会使介层窗104与金属突出部102的接合处裂开，甚至导致介层窗104与金属突出部102完全分开，而形成电路断路，严重影响内连线结构的电性可靠度。
技术实现思路
鉴于上述的
技术介绍
中，由于大面积的金属层与小面积的金属突出部间的面积差异过大，而使两者之间存在相当大的热应力差异，进而产生应力拉扯，造成金属层与介层窗分离而产生断路。此外，受到热应力的影响，金属层所产生的微小孔洞极易聚集在金属层与介层窗的介面并产生裂缝，而使金属层与介层窗分开，进而造成多重金属内连线的电路形成断路。因此，本技术的一目的就是提供一种降低热应力迁移的多重金属内连线布局，其在金属层上设置例如介电沟槽，来作为微小孔洞扩散阻障或孔洞槽。这样一来，可有效避免微小孔洞因热应力的驱使而聚集在介层窗与金属层间进而导致裂缝的产生，甚至造成电路断路。因此，可提升产品可靠度。本技术的另一目的就是提供一种多重金属内连线布局，其利用面积渐缩方式连接大面积金属层与小面积金属突出部。由于材料面积大小会影响热应力的大小，因此可减小大面积金属层与小面积金属突出部之间的热应力差异，进而有效降低热应力迁移。根据以上所述的目的，本技术提供了一种降低应力迁移的多重金属内连线布局，至少包括一金属层；一金属突出部，其中此金属突出部与上述金属层的一边缘接合；以及一阻障区位于上述金属层上，并且此阻障区邻近上述金属层的与金属突出部接合的边缘。其中，阻障区为一介电沟槽，其内填充有介电材料。借由金属层上的阻障区，可阻隔金属层因热所产生的微小孔洞，并可使这些微小孔洞聚集在此阻障区旁。这样一来，可有效防止这些微小孔洞聚集在金属层与介层窗的介面，而避免在金属层与介层窗之间产生裂缝，进而达到改善多重金属内连线的电性可靠度的目的。根据以上所述的目的，本技术提供了一种降低应力迁移的多重金属内连线布局，至少包括一金属层；以及一金属突出部与上述金属层的一边缘接合，其中此金属突出部的面积小于金属层的面积，并且此金属突出部的面积从与上述金属层接合的边缘逐渐递减。由于金属突出部的面积从与上述金属层接合的边缘逐渐递减，因此可减缓金属层与金属突出部之间的热应力差异，这样一来，可避免金属层与介层窗因热应力拉扯而分离造成电路断路，可确保多重金属内连线的电性可靠度。根据以上所述的目的，本技术提供了一种降低应力迁移的多重金属内连线布局，至少包括一金属层；以及一金属突出部与上述金属层的一边缘接合，其中此金属突出部的面积远小于上述金属层的面积，并且此金属突出部至少包括数个介层窗。这些介层窗可用来电性连接上述金属层与另一金属层。借由在金属突出部上增加多个介层窗，可大幅提高金属突出部抗应力迁移的能力。因此，可避免因应力拉扯而导致金属层与介层窗分离，从而可达到提升多重金属内连线的电性可靠度以及产品合格率的目的。附图说明图1绘示现有内连线层布局的部分布局的俯视示意图；图2绘示沿图1的I-I剖面线所获得的剖面图，在图1中仅绘示出金属层、金属突出部以及介层窗之间的对应关系；图3绘示本技术的第一较佳实施例的内连线层布局俯视示意图；图4a绘示沿图3的II-II剖面线所获得的第一种剖面图，在图3中仅绘示出金属层、金属突出部、介层窗以及阻障区之间的对应关系；图4b绘示沿图3的II-II剖面线所获得的第二种剖面图；图4c绘示本技术第一较佳实施例的具有多重阻障区的内连线层布局的剖面图；图4d绘示本技术第一较佳实施例的具有多重阻障区的内连线层布局的剖面图；图5绘示本技术的第二较佳实施例的内连线层布局的俯视示意图；图6绘示沿图5的III-III剖面线所获得的剖面图，在图5中仅绘示出金属层、金属突出部以及介层窗之间的对应关系；图7绘示本技术的第三较佳实施例的内连线层布局的俯视示意图；以及图8绘示沿图7的IV-IV剖面线所获得的剖面图，在图7中仅绘示出金属层、金属突出部以及介层窗之间的对应关系。具体实施方式本技术揭露一种降低应力迁移的多重金属内连线布局，可在大面积的金属层上设置微小孔洞的扩散阻障，以避免微小孔洞聚集在介层窗与金属层的接合面上。或者可用渐缩方式形成小面积金属突出部，以缓和大面积金属层与金属突出部的面积差异。另外，还可在小面积金属突出部上增加介层窗的数量，用来将应力的冲击分散。因此，可增加多重金属内连线的可靠度，进而达到提升产品合格率的目的。为了使本技术的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图3至图8的图示。请参照图3，图3绘示本技术的第一较佳实施例的内连线层布局的俯视示意图。此内连线布局的制作方式，请一并参照图4a，首先提供内连线层208，而此内连线层208至少包括金属突出部202以及金属层200，并且金属突出部202与金属层200的一边连接。其中，金属层200的面积远比金属突出部202的面积大。接着，形成介电层212覆盖在内连线层208的金属层200与金属突出部202上。再在金属本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低应力迁移的多重金属内连线布局，其特征在于：所述的连线布局至少包括，　　　　一金属层；　　　　一金属突出部，其中该金属突出部与该金属层的一边缘接合；以及　　　　一阻障区位于该金属层上。

【技术特征摘要】
1.一种降低应力迁移的多重金属内连线布局，其特征在于所述的连线布局至少包括，一金属层；一金属突出部，其中该金属突出部与该金属层的一边缘接合；以及一阻障区位于该金属层上。2.根据权利要求1所述的降低应力迁移的多重金属内连线布局，其特征在于所述的金属突出部上还至少包括一介层窗，并且该介层窗可用来电性连接另一金属层。3.根据权利要求1所述的降低应力迁移的多重金属内连线布局，其特征在于所述的金属突出部上具有数...

【专利技术属性】
技术研发人员：范淑贞，胡顶达，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：71[中国|台湾]