專(zhuān)利名稱(chēng)：一種線路結(jié)構(gòu)、具有其的半導(dǎo)體集成電路及其設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體集成電路技術(shù)，且特別是有關(guān)于一種集成電路中的布線結(jié)構(gòu)及其工藝方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體技術(shù)在材料、設(shè)計(jì)、工藝等領(lǐng)域上的發(fā)展，已使得每一世代的半導(dǎo)體組件變得較以往更精細(xì)且更復(fù)雜。半導(dǎo)體電路的晶片加工工藝通過(guò)一系列的制造流程，將包含了大量晶體管與其連接路徑的幾何圖案，轉(zhuǎn)換為設(shè)置在基板上許許多多互相堆疊的半導(dǎo)體材料層、絕緣層及導(dǎo)電層。不同堆疊層之間的相互連接，可透過(guò)堆疊層所開(kāi)設(shè)的接觸孔(contact hole)或通孔 (via)之中的導(dǎo)線進(jìn)行連接。其中，接觸孔及通孔以類(lèi)似垂直插孔方式形成于導(dǎo)線所在的各個(gè)材料層中。然而，隨著晶體管的組件體積縮小借以達(dá)到更快速且更高集成度的集成電路時(shí)， 緊密相鄰的電路單元間的物理現(xiàn)象對(duì)理想的互連電路性能產(chǎn)生沖擊。以傳導(dǎo)層為例，理想的金屬布線應(yīng)具備經(jīng)設(shè)計(jì)的特定寬度，然而，有許多因素都可能影響實(shí)際的金屬線寬。 舉例來(lái)說(shuō)，某些金屬線段可能因?yàn)楣饪坦に囍械墓鈱W(xué)微影鄰近效應(yīng)(optical proximity effect)而發(fā)生收縮或膨脹的情況，或是部分金屬線段可能因?yàn)椴煌瑓^(qū)域中相異的線路密度而具有不同的表面拓?fù)洳町?，例如，在化學(xué)機(jī)械拋光(chemical mechanical polishing, CMP)工藝或蝕刻工藝中所造成的負(fù)載不平均。光刻工藝中的光學(xué)微影鄰近效應(yīng)使得疏離與緊密的不同電路分布之間存在一定的線寬偏差。工藝上的瓶頸亦局限了晶片上有效的極限尺寸(critical dimension) 0在部分情況下，較為疏離的線路實(shí)際上的印刷寬度會(huì)遠(yuǎn)大于稠密區(qū)域的同等線路的寬度，即便是在相同的寬度設(shè)計(jì)之下，線寬偏差可能在密集到疏離過(guò)渡區(qū)域(又稱(chēng)為線出?？趨^(qū)間line estuary)造成一定程度的薄膜應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生金屬坑之類(lèi)的缺陷，例如銅線空隙(copper line voids) 0在較為極端的情況下，金屬線路甚至?xí)N起或斷裂。現(xiàn)今，集成電路制造商采用許多不同的策略包括光學(xué)鄰近校正(optical proximity correction,0PC)模型和復(fù)雜的設(shè)計(jì)規(guī)則，以得到較佳的極限尺寸掌控，僅管如此，如何在過(guò)渡區(qū)域(出?？诰€)的金屬線段上避免應(yīng)力缺陷仍然是一個(gè)很棘手的課題。此外，盡管上述段落主要描述金屬布線的問(wèn)題，出?？诰€應(yīng)力問(wèn)題也普遍存在于高分子材料、 介電材料、半導(dǎo)體以及其它材料的工藝上。于是，實(shí)有必要發(fā)展有效且便于實(shí)作的技術(shù)手段，以降低集成電路制造過(guò)程中密集到疏離過(guò)渡區(qū)域的線性應(yīng)力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種線路結(jié)構(gòu)、半導(dǎo)體集成電路以及線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明的一范疇在于提供一種用于半導(dǎo)體集成電路中的線路結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，此一線路結(jié)構(gòu)是形成于基板上的層狀結(jié)構(gòu)中，本實(shí)施例中的線路結(jié)構(gòu)包括數(shù)條第一類(lèi)線(密集線)、第二類(lèi)線(疏離線)以及數(shù)條第三類(lèi)線。其中第三類(lèi)線設(shè)置于第一類(lèi)線以及第二類(lèi)線的外圍區(qū)域，這些第三類(lèi)線分別連接至第二類(lèi)線，且大致上往與第二類(lèi)線垂直的方向延伸。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，其揭露一種半導(dǎo)體集成電路包含基板、形成于基板上的絕緣層以及設(shè)置于絕緣層上且具傳導(dǎo)性的線路結(jié)構(gòu)。絕緣層中具有一連接電路(例如接觸孔或通孔)。線路結(jié)構(gòu)包含數(shù)條密集線、疏離線以及導(dǎo)電肩型阻隔線。這些密集線具有緊密排列式樣且連接到絕緣層中的連接電路。疏離線設(shè)置鄰近密集線，且疏離線亦連接到絕緣層中的連接電路。導(dǎo)電肩型阻隔線設(shè)置鄰近密集線以及疏離線，其中導(dǎo)電肩型阻隔線連接至疏離線，且大致上與疏離線的方向垂直。此外，導(dǎo)電肩型阻隔線并不直接與絕緣層中的連接電路相連(例如接觸孔或通孔)。導(dǎo)電肩型阻隔線是作為布線工藝中的一種保護(hù)結(jié)構(gòu)， 因此導(dǎo)電肩型阻隔線并不需要電性連接到絕緣層中的連接電路，本實(shí)施例中的此絕緣層可能設(shè)置于導(dǎo)線層的上方或下方。然而，此導(dǎo)電肩型阻隔線可連接至相鄰絕緣層中的假性通孔。此處的假性通孔本身通常不具功能性，僅為了制造上的方便性或工藝改良而設(shè)置。本發(fā)明的另一范疇在于提供一種線路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，用于半導(dǎo)體集成電路。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，此設(shè)計(jì)方法包含辨視鄰近疏離線以及數(shù)條密集線的出?？趨^(qū)間； 以及，添加肩型阻隔線至上述的出?？趨^(qū)間，其中肩型阻隔線與疏離線連接且大致與疏離線垂直。辨視出海口區(qū)間的動(dòng)作可進(jìn)一步包含下列步驟(1)辨視數(shù)條密集線，這些密集線分別滿(mǎn)足預(yù)定線寬限制；(2)辨視密集線之間的數(shù)個(gè)空隙；(3)將上述空隙組為一區(qū)塊；(4) 定義區(qū)塊的數(shù)個(gè)邊界作為出海口區(qū)間；( 繪制具有預(yù)定尺寸的第一方框，其中第一方框利用出?？趨^(qū)間以及疏離線作為第一方框的數(shù)個(gè)邊緣；以及(6)以第一方框的一部分繪制第二方框，其中第二方框利用疏離線作為第二方框的其中一個(gè)邊緣且與上述密集線保持一定的預(yù)定距離。本發(fā)明可以降低集成電路制造過(guò)程中密集到疏離過(guò)渡區(qū)域的線性應(yīng)力。關(guān)于本發(fā)明的進(jìn)一步實(shí)施例與精神可以通過(guò)以下的發(fā)明詳述及所附的附圖得到進(jìn)一步的了解。


為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、優(yōu)點(diǎn)與實(shí)施例能更明顯易懂，所附附圖的說(shuō)明如下圖1是一種線路結(jié)構(gòu)的上視圖；圖2是展示發(fā)生在銅線之中的金屬坑缺陷的掃描式電子顯微鏡影像圖；圖3是一種線路結(jié)構(gòu)其周?chē)O(shè)置有保護(hù)用的虛置結(jié)構(gòu)的上視圖；圖4繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中一種位于過(guò)渡區(qū)且具有例示性的假性導(dǎo)電肩型阻隔線的線路結(jié)構(gòu)的上視圖；圖5A繪示一種已知的線路特征，具有第一種保護(hù)用的虛置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的上視圖；而圖5B繪示一種線路結(jié)構(gòu)其具有假性導(dǎo)電肩型阻隔線，是根據(jù)第二種保護(hù)用的假性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的上視圖；圖6繪示根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例中具有例示性的肩型阻隔的線路結(jié)構(gòu)的上視圖；圖7A繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中具有金屬肩型阻隔線的線路結(jié)構(gòu)的上視圖，而圖7B展示在未具有保護(hù)機(jī)制情況下金屬線路結(jié)構(gòu)的掃描式電子顯微鏡影像圖；圖8A繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中具有金屬肩型阻隔線的線路結(jié)構(gòu)的上視圖， 而圖8B展示在未具有保護(hù)機(jī)制情況下金屬線路結(jié)構(gòu)的掃描式電子顯微鏡影像圖；圖9A繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中具有金屬肩型阻隔線的線路結(jié)構(gòu)的上視圖， 而圖9B展示在未具有保護(hù)機(jī)制情況下金屬線路結(jié)構(gòu)的掃描式電子顯微鏡影像圖。圖IOA繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中具有金屬肩型阻隔線的線路結(jié)構(gòu)的上視圖， 而圖IOB展示在未具有保護(hù)機(jī)制情況下金屬線路結(jié)構(gòu)的掃描式電子顯微鏡影像圖；圖11繪示根據(jù)本發(fā)明的其它可替換的實(shí)施例中一種L字型假性導(dǎo)電肩型阻隔線的上視圖；圖12A到圖12D繪示根據(jù)本發(fā)明的部分實(shí)施例中，在布線工藝中設(shè)置假性的導(dǎo)電肩型阻隔線結(jié)構(gòu)的逐一步驟方法流程示意圖。主要組件符號(hào)說(shuō)明
100 線路結(jié)構(gòu)101密集線
102 疏離線103a 密集到疏離過(guò)渡區(qū)域
103b 密集到疏離過(guò)渡區(qū)域300線路結(jié)構(gòu)
301 密集線302疏離線
305a 虛置特征結(jié)構(gòu)305b 虛置特征結(jié)構(gòu)
400 線路結(jié)構(gòu)401密集線
402 疏離線410a:導(dǎo)電肩型阻隔線
410b:導(dǎo)電肩型阻隔線410c 導(dǎo)電肩型阻隔線
410d:導(dǎo)電肩型阻隔線500線路結(jié)構(gòu)
501a 密集線501b 密集線
501c 密集線502疏離線
505a 虛置特征結(jié)構(gòu)505b 虛置特征結(jié)構(gòu)
550 線路結(jié)構(gòu)551a 密集線
551b 密集線551c 密集線
552 疏離線553a:導(dǎo)電肩型阻隔線
553b:導(dǎo)電肩型阻隔線553c:導(dǎo)電肩型阻隔線
554 線段部位600線路結(jié)構(gòu)
601a 密集線601b 密集線
602a 疏離線602b 疏離線
603 分離線段610a 導(dǎo)電肩型阻隔線
610b:導(dǎo)電肩型阻隔線610c 導(dǎo)電肩型阻隔線
700 線路結(jié)構(gòu)701a 密集線
701b 密集線701c 密集線
702a 疏離線702b 疏離線
710a:導(dǎo)電肩型阻隔線710b 導(dǎo)電肩型阻隔線
710c:導(dǎo)電肩型阻隔線710d 導(dǎo)電肩型阻隔線
800 線路結(jié)構(gòu)801a 密集線段
801b密集線段801c 密集線段
801d密集線段SOle 密集線段
802a疏離線段802b 疏離線區(qū)段
802c疏離線區(qū)段810a:導(dǎo)電肩型阻隔線
810b導(dǎo)電肩型阻隔線810c 導(dǎo)電肩型阻隔線
810d導(dǎo)電肩型阻隔線SlOe 導(dǎo)電肩型阻隔線
810f導(dǎo)電肩型阻隔線900 線路結(jié)構(gòu)
901a密集線901b 密集線
901c密集線902 疏離線段
910a導(dǎo)電肩型阻隔線910b 導(dǎo)電肩型阻隔線
903 線段部位1000 線路結(jié)構(gòu)
1001a :密集線IOOlb 接觸墊
1001c密集線1002 疏離線
1005導(dǎo)電肩型阻隔線1100 線路結(jié)構(gòu)
1101a :密集線IlOlb 密集線
1101c密集線1102a 疏離線段
1102b疏離線段1110a:導(dǎo)電肩型阻隔線
1110b導(dǎo)電肩型阻隔線IllOc 導(dǎo)電肩型阻隔線
1231空隙1232 線路
1233空隙1251 方框
1252方框1253 方框
1254方框1281 導(dǎo)電肩型阻隔線
1282導(dǎo)電肩型阻隔線1284:導(dǎo)電肩型阻隔線
具體實(shí)施例方式本發(fā)明是有關(guān)于一種半導(dǎo)體集成電路中的布線結(jié)構(gòu)及其工藝技術(shù)方法。需特別說(shuō)明的是，下列段落內(nèi)容中揭露數(shù)個(gè)不同的具體實(shí)施方式
或?qū)嵤├?，以?shí)現(xiàn)本發(fā)明的各種功能。下述特定的組件例或設(shè)置安排方式僅為了說(shuō)明上的方便，并不用以限制本發(fā)明的范圍。 此外，本揭露文件中可能在多個(gè)舉例中重復(fù)提及部分?jǐn)?shù)字或字詞，此一重復(fù)是為了解說(shuō)上的簡(jiǎn)單扼要，而非用以指出敘述中的多個(gè)舉例及/或配置方式之間存在任何特定關(guān)系。此外，當(dāng)本揭露文件提及一特征形成于另一特征上、兩特征相連接及/或兩特征相互耦接時(shí)， 在某些實(shí)施方式中兩特征可為直接接觸，在其它的實(shí)施方式中兩特征亦可能互相干預(yù)，則兩特征亦可為不直接接觸，本發(fā)明并不以此為限。此外，對(duì)相對(duì)空間字詞而言，例如“低”、“上”、“橫向，，、“垂直”、“以上”、“以下”、“上
升”、“下降”、“頂”、“底”等以及其衍生字詞(如“橫向”、“向下”、“向上”等)在本揭露文件中是用來(lái)形容發(fā)明附圖中所繪示的裝置中一組件或特征與其它組件或特征之間的相對(duì)關(guān)系。 須說(shuō)明的是，相對(duì)空間字詞應(yīng)涵蓋裝置不同的操作使用方向。例如，當(dāng)裝置被翻轉(zhuǎn)之后，某一組件被形容低于另一組件或位于其下方的描述方法，應(yīng)可對(duì)應(yīng)到某一組件是位于另一組件的上方。也就是說(shuō)，相對(duì)位置的下方可能涵蓋絕對(duì)位置的上或下等情況。此外，裝置亦可
7被旋轉(zhuǎn)一特定角度(例如90度)，相對(duì)空間字詞亦可涵蓋相對(duì)應(yīng)解釋。也就是說(shuō)，相對(duì)空間字詞可配合裝置本身不同的整體方位作各種解釋?zhuān)⒉粚?zhuān)指特定的絕對(duì)方向。關(guān)于本發(fā)明的多種實(shí)施例可以通過(guò)以下的發(fā)明詳述及所附附圖得到進(jìn)一步的了解。下述實(shí)施例的說(shuō)明當(dāng)中，將以導(dǎo)線作為舉例說(shuō)明，然而本發(fā)明并不限定于特定導(dǎo)電線材。此處的導(dǎo)線可包含金屬線(例如銅、鎢、鋁、鉬線材或其它各種合金線材)。此外， 導(dǎo)線亦可包含非冶金(non-metallurgical)線(例如半導(dǎo)體線材)。在集成電路的導(dǎo)電層中，優(yōu)良的工藝技術(shù)一般來(lái)說(shuō)應(yīng)具備制造出符合極限尺寸 (critical dimension,⑶)規(guī)格的金屬線的能力，盡管金屬線所在的鄰近區(qū)域其線路路徑密度可能存在極大差異。請(qǐng)參閱圖1，圖1中為簡(jiǎn)單的過(guò)渡區(qū)線路結(jié)構(gòu)100的示意例，圖1 繪示并行線路結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換到獨(dú)立的單一線路的俯視圖。此例中，圖1中多條并行線路結(jié)構(gòu)形成的線簇即被視為密集線101，而獨(dú)立的單一線路即被視為疏離線102。于實(shí)際應(yīng)用中，單一線路(疏離線102)經(jīng)常為鄰近區(qū)域的數(shù)條密集線101中的其中一條延伸而來(lái)。在密集線101形成的線簇(line cluster)上方的密集到疏離過(guò)渡區(qū)域103a以及線簇下方的密集到疏離過(guò)渡區(qū)域10 通常被稱(chēng)為線出海口區(qū)間(line estuary)。線出?？趨^(qū)間(line estuary)通常代表著工藝的瓶頸所在。各種不同工藝(如微影、蝕刻、拋光、材料、薄膜沉積、表面拓?fù)?上所帶來(lái)的限制，使得線出海口區(qū)域的線寬控制十分困難。舉例來(lái)說(shuō)，疏離的金屬線路實(shí)際上的印刷寬度會(huì)遠(yuǎn)大于稠密區(qū)域的同等線路的寬度，即便是在相同的寬度設(shè)計(jì)之下。線寬偏差可能在密集到疏離過(guò)渡區(qū)域(即線出海口區(qū)間)造成一定程度的薄膜應(yīng)力，進(jìn)而產(chǎn)生金屬坑之類(lèi)的缺陷，例如薄膜空隙(film voids)。在較為極端的情況下，金屬線路甚至?xí)N起或斷裂。圖2為一掃描式電子顯微鏡影像展示發(fā)生在密集銅線之中的金屬坑缺陷的實(shí)際例圖。在光刻曝光過(guò)程中，一般采用光學(xué)鄰近校正(optical proximity correction, opc)模型來(lái)改善線型印刷的一致性，但對(duì)密集到疏離過(guò)渡區(qū)域上的線條寬度變異的改良效果有限。先進(jìn)工藝設(shè)計(jì)規(guī)則是主要在電路布局中加入虛置特征結(jié)構(gòu)(dummy feature)于布線結(jié)構(gòu)周?chē)?。圖3繪示一種過(guò)渡區(qū)間的線路結(jié)構(gòu)300的上視圖，其線路結(jié)構(gòu)300具有虛置特征結(jié)構(gòu)30 ，30 設(shè)置于密集線301(線簇)以及疏離線302周?chē)?。然而，即便將虛置特征結(jié)構(gòu)設(shè)置在最接近上述密集與疏離線的位置(例如僅間隔最小工藝間距)，虛置特征結(jié)構(gòu)仍被證實(shí)不足以有效緩和密集到疏離過(guò)渡區(qū)域上的線應(yīng)力。此外，在近處設(shè)置虛置特征結(jié)構(gòu)還具有一些缺點(diǎn)，例如(1)虛置特征結(jié)構(gòu)可能干擾對(duì)電路的電氣特性及預(yù)設(shè)好的電阻-電容值；及/或⑵虛置特征圖案的緊密間距需求限制了工藝的容忍范圍。本揭露文件中所提出的假性(即為不具電氣特性的，或意指不具備電訊或電能傳輸功能等當(dāng)層電路的設(shè)計(jì)目的)肩型阻隔結(jié)構(gòu)可減輕密度過(guò)渡區(qū)間的線應(yīng)力，且不須降低工藝的容忍范圍。舉例來(lái)說(shuō)，圖4繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中一種位于過(guò)渡區(qū)且具有例示性肩型阻隔線的線路結(jié)構(gòu)400的上視圖。如圖4所示，四組假性的導(dǎo)電肩型阻隔線410a， 410b，410c及410d被設(shè)置于密集線401形成的線簇(line cluster)與疏離線402間的過(guò)渡區(qū)域(即出海口區(qū)間)。這些保護(hù)用的假性的導(dǎo)電肩型阻隔線410a，410b，410c及410d 連接到疏離線402的一端，且由疏離線402往與疏離線402大致垂直的方向延伸。然而，本發(fā)明的導(dǎo)電肩型阻隔線并不必然要與疏離線垂直，只要導(dǎo)電肩型阻隔線不直接連接到密集線或密集線附近的其它結(jié)構(gòu)，以避免引發(fā)不必要的錯(cuò)誤。每一導(dǎo)電肩型阻隔線的長(zhǎng)度需足以保護(hù)出?？趨^(qū)間，導(dǎo)電肩型阻隔線的整體尺寸可依循標(biāo)準(zhǔn)工藝中一般層狀結(jié)構(gòu)的基本尺寸或間距，以避免造成工藝上的困難或額外的制造成本。上述假性的導(dǎo)電肩型阻隔線并不具有實(shí)際的電氣功能，于是并不需要電性連接至其它層中的連接電路(如電性接觸孔或通孔等)，然而為了工藝上的方便，假性的導(dǎo)電肩型阻隔線亦可被連接到其它層中的假性連接電路上。于其中一個(gè)實(shí)施例中，導(dǎo)電肩型阻隔線的長(zhǎng)度為上述密集線401其間所夾的空隙的長(zhǎng)度的一倍以上。圖5A繪示一種線路結(jié)構(gòu)500，其中段包含密集線501a，501b, 501c以及一疏離線 502其延伸自密集線501c。虛置特征單元50 ，50 設(shè)置于上述密集線與疏離線四周。上述虛置特征結(jié)構(gòu)50 ，505b各自包含多個(gè)獨(dú)立的虛置特征單元，其經(jīng)常被設(shè)計(jì)為接近或等于相關(guān)層的臨界尺寸大小。圖5B繪示一種線路結(jié)構(gòu)550，其與圖5A中的線路結(jié)構(gòu)500相似，線路結(jié)構(gòu)550的中段包含密集線551a，551b，551c、延伸自密集線551c的疏離線552、以及一組例示性的保護(hù)用假性(意指不具備電訊或電能傳輸功能等當(dāng)層電路的設(shè)計(jì)目的)導(dǎo)電肩型阻隔線553a， 55北，553c，其設(shè)置于密集到疏離過(guò)渡區(qū)域的位置。如附圖所繪的實(shí)施例中，每一導(dǎo)電肩型阻隔線553a，553b，553c皆連接至疏離線552的線段部位，且由疏離線552的線段部位向外垂直延伸。在部分其它的實(shí)施例中，導(dǎo)電肩型阻隔線并不必然與疏離線552的線段部位垂直，只要導(dǎo)電肩型阻隔線不直接連接到密集線551a，551b或密集線附近的其它結(jié)構(gòu)，以避免引發(fā)不必要的錯(cuò)誤。線段部位554由密集線551a通過(guò)一彎角向外延伸，而線段部位554 與密集線551c之間的距離并非為此線路結(jié)構(gòu)中極限尺寸(critical dimension,⑶)的距離，因此，在此實(shí)施例中，線段部位554與密集線551c附近并不需要設(shè)置導(dǎo)電肩型阻隔線。 于另一實(shí)施例中，若線段部位陽(yáng)4與密集線551c之間距離太接近可能影響到密集線551c 的功能準(zhǔn)確性，則有必要設(shè)置相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電肩型阻隔線。每一組導(dǎo)電肩型阻隔線的長(zhǎng)度需足以保護(hù)出海口區(qū)間，導(dǎo)電肩型阻隔線的整體尺寸可依循標(biāo)準(zhǔn)工藝中一般層狀結(jié)構(gòu)的基本尺寸或間距，以避免造成工藝上的困難或額外的制造成本。上述假性的導(dǎo)電肩型阻隔線并不具有實(shí)際的電氣功能，于是并不需要電性連接至其它層中的連接電路(如電性接觸孔或通孔等)，然而為了工藝上的方便，假性的導(dǎo)電肩型阻隔線亦可被連接到其它層中的假性連接電路上。為解說(shuō)上的方便性，此段落中所述的假性的導(dǎo)電肩型阻隔線的設(shè)計(jì)規(guī)則將透過(guò)下列范例進(jìn)行說(shuō)明。圖6繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中鄰近特定的線路結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的一組導(dǎo)電肩型阻隔線的例示性上視圖。如圖6所示，此實(shí)施例中的線路結(jié)構(gòu)600包含密集線簇(由平行的密集線601a，601b組成)、兩疏離延伸線(位于密集線上方的疏離線60 及位于密集線下方的疏離線602b)以及僅相隔最小尺寸的一個(gè)分離線段603。此外，三組假性導(dǎo)電肩型阻隔線610a，610b，610c配置于此線路結(jié)構(gòu)600。其中，導(dǎo)電肩型阻隔線610a連接至疏離線 60 于其出?？趨^(qū)間，導(dǎo)電肩型阻隔線610c連接至疏離線602b于其出?？趨^(qū)間，導(dǎo)電肩型阻隔線610b連接至中段的密集線601b于分離線段603的端點(diǎn)附近。盡管分離線段603并非由密集線601b直接延伸出來(lái)，但密集線601b線寬的一致性亦會(huì)因?yàn)榧傩詫?dǎo)電肩型阻隔線610b的關(guān)系而得到改善。具有等于或接近工藝極限尺寸大小限制的線路寬度的各種的密集到疏離過(guò)渡區(qū)域，皆可利用本發(fā)明實(shí)施例揭露的假性導(dǎo)電肩型阻隔線以達(dá)到線寬保護(hù)效果。圖7、圖8、圖 9及圖10繪示根據(jù)本發(fā)明的部分實(shí)例中利用假性導(dǎo)電肩型阻隔線以保護(hù)線路結(jié)構(gòu)的數(shù)種應(yīng)用例圖，此外一并展示掃描式電子顯微鏡(SEM)影像其顯示在出?？趨^(qū)域附近的缺陷線路，其中此缺陷線路因過(guò)渡區(qū)間的薄膜應(yīng)力而具有坑洞及空隙。圖7A繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中具有保護(hù)用的假性導(dǎo)電肩型阻隔線的一種線路結(jié)構(gòu)700其上視示意圖。如圖7A所示，此一需受保護(hù)的線路結(jié)構(gòu)700包含位于中央?yún)^(qū)域的密集線701a，701b，701c、一條自密集線701c往上延伸的疏離線70 以及另一條自密集線701c往下延伸的疏離線702b。此外，根據(jù)本發(fā)明的部分實(shí)施例，一組假性導(dǎo)電肩型阻隔線710a，710b，710c，710d配置至密集到疏離過(guò)渡區(qū)域。其中，導(dǎo)電肩型阻隔線710a, 710b, 710c，710d連接至疏離線70 , 702b的一端，并由該處向外延伸且方向大致與疏離線70 , 702b垂直。由于密集線701a與701b并非齊平，故導(dǎo)電肩型阻隔線710a與710b或?qū)щ娂缧妥韪艟€710c與710d之間亦不對(duì)齊。然而，假性的導(dǎo)電肩型阻隔線并不必然需要和疏離線70h，702b垂直，只要導(dǎo)電肩型阻隔線不直接連接到密集線701a，701b或密集線附近的其它結(jié)構(gòu)，以避免引發(fā)不必要的錯(cuò)誤。圖7B展示在未具有假性的導(dǎo)電肩型阻隔線的保護(hù)機(jī)制情況下線路結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生線型缺陷的掃描式電子顯微鏡影像。圖8A繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中具有保護(hù)用的假性導(dǎo)電肩型阻隔線的一種線路結(jié)構(gòu)800其上視示意圖。如圖8A所示，此一需受保護(hù)的線路結(jié)構(gòu)800包含位于中央?yún)^(qū)域的密集線段801a，801b, 801c, 801d, 801e、自密集線段801c往外延伸的疏離線段80 以及兩段疏離線區(qū)段802b，802c分別位于錯(cuò)開(kāi)的密集線801a，801b, 801d, 801e之間。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，利用一組假性導(dǎo)電肩型阻隔線810a，810b，810c，810d，810e，810f配置至密集到疏離過(guò)渡區(qū)域作舉例說(shuō)明。其中，假性導(dǎo)電肩型阻隔線810a，810b，810C，810d，810e， 810f分別連接到疏離線段80 或疏離線區(qū)段802b，802c等。于此實(shí)施例中，假性導(dǎo)電肩型阻隔線810a，810b，810C，810d，810e，810f大致由其中一個(gè)疏離線段的一端向外垂直延伸。 然而，假性的導(dǎo)電肩型阻隔線810a，810b，810c，810d，810e，810f并不必然需要和疏離線段 802a或疏離線區(qū)段802b，802c垂直，只要導(dǎo)電肩型阻隔線不直接連接到密集線801a，801b, 801d,801e或密集線附近的其它結(jié)構(gòu)，以避免引發(fā)不必要的錯(cuò)誤。圖8B展示在未具有假性的導(dǎo)電肩型阻隔線的保護(hù)機(jī)制情況下線路結(jié)構(gòu)上因薄膜應(yīng)力產(chǎn)生線型缺陷的掃描式電子顯微鏡影像。圖9A繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中具有保護(hù)用的假性導(dǎo)電肩型阻隔線的一種線路結(jié)構(gòu)900其上視示意圖。如圖9A所示，此一須受保護(hù)的線路結(jié)構(gòu)900包含位于中央?yún)^(qū)域的密集線簇(包含密集線901a，901b，901c)以及自密集線段901c往上延伸的疏離線段 902。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，利用一組假性導(dǎo)電肩型阻隔線910a，910b配置至密集到疏離過(guò)渡區(qū)域作舉例說(shuō)明。其中，假性導(dǎo)電肩型阻隔線910a，910b分別由相反方向連接到疏離線段902并向外垂直延伸，呈類(lèi)似十字形圖案。這類(lèi)型的十字形圖案經(jīng)?？梢?jiàn)于線路過(guò)渡區(qū)出?？谔幍膶?duì)稱(chēng)性密集線的兩側(cè)。然而，假性的導(dǎo)電肩型阻隔線910a，910b并不必然需要和疏離線段902垂直，只要導(dǎo)電肩型阻隔線不直接連接到密集線901a，901b或密集線附近的其它結(jié)構(gòu)，以避免引發(fā)不必要的錯(cuò)誤。圖9B展示在未具有假性的導(dǎo)電肩型阻隔線的保護(hù)機(jī)制情況下線路結(jié)構(gòu)上因薄膜應(yīng)力產(chǎn)生線型缺陷的掃描式電子顯微鏡影像。部分情況下，具有狹窄間隔特征的密集線簇并不必然由多數(shù)條線路構(gòu)成。圖IOA
10為一上視示意圖繪示根據(jù)本發(fā)明部分實(shí)施例中具有保護(hù)用的假性導(dǎo)電肩型阻隔線的一種線路結(jié)構(gòu)1000，其具有非常規(guī)的密集線結(jié)構(gòu)。于此例中，非常規(guī)的密集線簇包含短線段(密集線1001a)、鄰近的接觸墊IOOlb以及夾在短線段與接觸墊IOOlb之間的密集線1001c。疏離線1002由密集線IOOlc上方伸展并在過(guò)渡區(qū)間的右側(cè)形成出?？趨^(qū)。根據(jù)本發(fā)明的部分實(shí)施例，利用假性導(dǎo)電肩型阻隔線1005配置至接觸墊IOOlb的上方作舉例說(shuō)明。其中， 假性導(dǎo)電肩型阻隔線1005連接到疏離線1002并向外垂直延伸。然而，假性的導(dǎo)電肩型阻隔線1005并不必然需要和疏離線1002垂直，只要導(dǎo)電肩型阻隔線1005不直接連接到密集線1001a、密集的接觸墊IOOlb或密集特征附近的其它結(jié)構(gòu)，以避免引發(fā)不必要的錯(cuò)誤。圖 IOB展示在未具有假性的導(dǎo)電肩型阻隔線的保護(hù)機(jī)制情況下線路結(jié)構(gòu)在接觸墊附近產(chǎn)生線型缺陷的掃描式電子顯微鏡影像。此外，保護(hù)用的假性導(dǎo)電肩型阻隔線亦能以L字型、0字型、U字型或其它曲線方式形成，取代前述揭露段落中描述的直線型。圖11繪示根據(jù)本發(fā)明的其它可替換的實(shí)施例中一種L字型假性導(dǎo)電肩型阻隔線的示意例。于此實(shí)施例的上視圖中可知，線路結(jié)構(gòu)1100包含位于中央?yún)^(qū)域的密集線簇(包含密集線1101a，1101b, 1101c)、自密集線段IlOlc往上延伸的疏離線段1102a以及自密集線段IlOlc往下延伸的疏離線段1102b。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，利用一組L字型的假性導(dǎo)電肩型阻隔線1110a，1110b, IllOc配置至密集到疏離過(guò)渡區(qū)域作舉例說(shuō)明。其中，L字型假性導(dǎo)電肩型阻隔線1110a，1110b，IllOc分別連接到疏離線110 或疏離線1102b并向外垂直延伸。然而，假性的導(dǎo)電肩型阻隔線1110a，1110b， IllOc并不必然需要和疏離線110 或疏離線1102b垂直，只要L字型導(dǎo)電肩型阻隔線不直接連接到密集線1110a，IllOb或密集線附近的其它結(jié)構(gòu)，以避免引發(fā)不必要的錯(cuò)誤。圖12A到圖12D繪示根據(jù)本發(fā)明的部分實(shí)施例中在布線工藝中設(shè)置假性的導(dǎo)電肩型阻隔線結(jié)構(gòu)其逐一步驟的方法流程示意圖。圖12A(步驟1)繪示如何辨視需要設(shè)置假性的導(dǎo)電肩型阻隔線的位置。在步驟1當(dāng)中，需先辨視在相關(guān)布線層中接近工藝極限尺寸的線段(如密集線)以及其間的空隙，并將其分組為一個(gè)區(qū)塊，于此圖中該區(qū)塊包含夾在空隙 1231與空隙1233之間的一線路1232。圖12B與圖12C(步驟2)繪示如何辨視一出?？趨^(qū)間。在步驟2中，先繪制許多個(gè)具有預(yù)定尺寸的方框，其中該些方框是分別利用步驟1中的該區(qū)塊以及疏離線1232分別作為該些方框的邊緣(如圖12B)。進(jìn)而，濾除包含任何線路方框(如圖12C中的方框1253)，因其未涵蓋任何疏離線所形成的出?？诮Y(jié)構(gòu)，故不適合設(shè)置假性導(dǎo)電肩型阻隔線而必須舍棄。因此，最后挑選出方框1251，1252,12 為出?？趨^(qū)間方框。上述方框的預(yù)定尺寸是由各種工藝條件而決定，例如線路的極限尺寸、密集線間距、理想的過(guò)渡線寬修正值以及用于鄰近區(qū)域的其它工藝參數(shù)。圖12D (步驟3)繪示如何決定假性的導(dǎo)電肩型阻隔線在出?？趨^(qū)間的方框中實(shí)際繪設(shè)的位置。在步驟3中是分別形成假性導(dǎo)電肩型阻隔線1281,1282,1284于出?？趨^(qū)間的方框1251，1252，1254之中，其中假性導(dǎo)電肩型阻隔線連接到疏離線段上且大致上垂直向外延伸。其中出海口區(qū)間方框的邊緣與其它密集線至少保持間隔一預(yù)定距離，借此使其中假性導(dǎo)電肩型阻隔線結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)離其它密集線達(dá)該預(yù)定距離以上。此外，假性的導(dǎo)電肩型阻隔線并不必然需要和其它疏離線呈正好90度角的垂直關(guān)系。導(dǎo)電肩型阻隔線可為直線、曲線或彎折線(例如L字型線)。以下段落為在不同晶片上進(jìn)行類(lèi)似圖1中的線路結(jié)構(gòu)的印刷結(jié)果比較，利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明其間的差異。各個(gè)晶片之間采用不同的工藝作法，表(一)中展示不同工藝下的線寬誤差值的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。晶片A未設(shè)置任何虛置結(jié)構(gòu)作為保護(hù)用，其誤差的標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation, σ )為_(kāi)5. 7納米；晶片B在金屬線路旁100納米處設(shè)置傳統(tǒng)的虛置結(jié)構(gòu)圖案(dummification pattern)，其得到的誤差的標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation, ο)為-2.9納米；晶片C設(shè)置有本案的導(dǎo)電肩型阻隔線，其得到的誤差的標(biāo)準(zhǔn)差(standard deviation, σ)為_(kāi)1. 7納米，由此可見(jiàn)，采用如本發(fā)明的實(shí)施例所示的假性導(dǎo)電肩型阻隔線制造技術(shù)可改善布線的誤差情形。表(一)不同工藝下的線寬誤差值的實(shí)驗(yàn)結(jié)果
權(quán)利要求
1.一種線路結(jié)構(gòu)，其特征在于，用于一半導(dǎo)體集成電路中，該線路結(jié)構(gòu)包含 一基板；以及一層狀結(jié)構(gòu)，其設(shè)置于該基板上，該層狀結(jié)構(gòu)包含 數(shù)條第一類(lèi)線，其具有一緊密排列式樣； 一第二類(lèi)線，其設(shè)置鄰近該些第一類(lèi)線；以及數(shù)條第三類(lèi)線，其設(shè)置鄰近該些第一類(lèi)線以及該第二類(lèi)線，其中該些第三類(lèi)線連接至該第二類(lèi)線，且該些第三類(lèi)線形成于大致上與該第二類(lèi)線垂直的方向上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些第三類(lèi)線呈一L字型或一 U字型。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些第三類(lèi)線大致以一T字型方式或一十字型方式連接至該第二類(lèi)線。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路結(jié)構(gòu)，其特征在于，進(jìn)一步包含數(shù)個(gè)功能性導(dǎo)電通孔，該些功能性導(dǎo)電通孔設(shè)置于一絕緣層中，其中該些第三類(lèi)線不直接堆疊或覆蓋于該絕緣層中的該些功能性導(dǎo)電通孔之上或下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線路結(jié)構(gòu)，其特征在于，該些第三類(lèi)線是堆疊或覆蓋于一絕緣層中的一假性通孔之上或下。
6.一種半導(dǎo)體集成電路，其特征在于，其包含 一基板；一絕緣層，形成于該基板上，其包含一連接電路；以及一具傳導(dǎo)性的線路結(jié)構(gòu)，設(shè)置于該絕緣層上，該線路結(jié)構(gòu)包含數(shù)條密集線，其具有一緊密排列式樣，其中該些密集線連接到該絕緣層中的該連接電路；一疏離線，其設(shè)置鄰近該些密集線，其中該疏離線連接到該絕緣層中的該連接電路；以及一導(dǎo)電肩型阻隔線，其設(shè)置鄰近該些密集線以及該疏離線，其中該導(dǎo)電肩型阻隔線連接至該疏離線且大致上形成于與該疏離線垂直的方向上，其中該導(dǎo)電肩型阻隔線不直接與該絕緣層中的該連接電路相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體集成電路，其特征在于，該緊密排列式樣具有一間距， 且該導(dǎo)電肩型阻隔線具有一長(zhǎng)度大于該間距。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體集成電路，其特征在于，該些密集線、該疏離線或該導(dǎo)電肩型阻隔線分別呈一 L字型且具有一主要線段以及一附屬線段，該主要線段大致與該疏離線垂直且該附屬線段大致與該疏離線平行。
9.一種線路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，用于一半導(dǎo)體集成電路，該設(shè)計(jì)方法包含下列步驟辨視鄰近一疏離線以及數(shù)條密集線的一出?？趨^(qū)間；以及添加一肩型阻隔至該出?？趨^(qū)間，其中該肩型阻隔與該疏離線連接且大致與該疏離線垂直。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的線路結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法，其特征在于，辨視鄰近該出?？趨^(qū)間包含下列步驟辨視數(shù)條密集線，該些密集線分別具有一預(yù)定線寬；辨視該些密集線其間的數(shù)個(gè)空隙；將該些空隙組為一區(qū)塊；定義該區(qū)塊的數(shù)個(gè)邊界作為該出海口區(qū)間；繪制具有一預(yù)定尺寸的一第一方框，其中該第一方框利用該出?？趨^(qū)間以及該疏離線作為該第一方框的數(shù)個(gè)邊緣；以及以該第一方框的一部分繪制一第二方框，其中該第二方框利用該疏離線作為該第二方框的其中一個(gè)邊緣且與該些密集線保持一預(yù)定距離。
全文摘要
本發(fā)明揭露一種線路結(jié)構(gòu)、具有其的半導(dǎo)體集成電路及其設(shè)計(jì)方法，以改善半導(dǎo)體電路在線路密度過(guò)渡區(qū)域周遭的線路制造過(guò)程誤差范圍。本發(fā)明的線路結(jié)構(gòu)包含半導(dǎo)體基板以及基板上的材料層。材料層中具有緊密相鄰排列的多個(gè)密集線路、鄰近密集線路的疏離線路、以及設(shè)置于上述密集線路與疏離線路的鄰近區(qū)域中的假性(即無(wú)電氣功能的)肩型阻隔結(jié)構(gòu)。假性肩型阻隔結(jié)構(gòu)的其中一端連接至疏離線路，而另一端大致沿與疏離線路垂直的方向向外延伸。
文檔編號(hào)H01L23/522GK102214637SQ20101057058
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者何正勛, 姚志翔, 張根育, 林華泰, 羅子峻, 蔡明興, 鄭價(jià)言, 郭正誠(chéng) 申請(qǐng)人:臺(tái)灣積體電路制造股份有限公司