[發(fā)明專利]多層布線結(jié)構(gòu)及形成多層布線結(jié)構(gòu)的方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710094487.4
• 申請日: 2007-12-13
• 公開（公告）號: CN101459150A
• 公開（公告）日: 2009-06-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 俞大立;程惠娟;劉晶;馬瑩;范禮賢
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L23/482
• 分類號: H01L23/482;H01L23/522;H01L21/60;H01L21/768
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 李 麗

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多層布線結(jié)構(gòu)及形成多層布線結(jié)構(gòu)的方法。

背景技術(shù)

眾所周知，封裝技術(shù)其實就是一種將芯片打包的技術(shù)，這種打包對于芯片來說是必須的。因為芯片必須與外界隔離，以防止由于空氣中的雜質(zhì)對芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降。另一方面，封裝后的芯片也更便于安裝和運輸。由于封裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的PCB(印制電路板)的設(shè)計和制造，因此它是至關(guān)重要的。封裝也可以說是安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼，它不僅起著安放、固定、密封、保護芯片和增強導(dǎo)熱性能的作用，而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁。簡單來說，封裝就是將芯片上的接點通過導(dǎo)線連接到封裝外殼的引腳上，這些引腳又通過印刷電路板上的導(dǎo)線與其他器件建立連接。因此，封裝技術(shù)是集成電路產(chǎn)業(yè)中非常關(guān)鍵的一環(huán)。

而在封裝技術(shù)中，較重要的一個環(huán)節(jié)就是焊盤(pad)的設(shè)計。焊盤是封裝外殼的引腳與芯片電路的連接部分。焊盤質(zhì)量的好壞也直接影響著封裝的質(zhì)量。目前，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，芯片內(nèi)部已具有了多層金屬布線結(jié)構(gòu)，一般焊盤是制作于多層金屬布線結(jié)構(gòu)的頂層的，而此多層金屬布線結(jié)構(gòu)下一般是沒有有源器件的，這樣的結(jié)構(gòu)就比較穩(wěn)定。而有時候為了節(jié)省多層金屬布線結(jié)構(gòu)的設(shè)計面積，往往將有源器件也制作于焊盤之下。例如專利號為ZL02150695.7的專利就公開了一種形成在具有電路圖形的印刷電路板上的焊盤。

目前，隨著器件的性能要求越來越高，例如，對于多層布線結(jié)構(gòu)，尤其是其下有有源器件的多層布線結(jié)構(gòu)，對于連線延遲的要求很高。而為了減小連線延遲問題，通常會對布線結(jié)構(gòu)之間的絕緣介質(zhì)層進行Low-k摻雜，而Low-k摻雜會使得布線結(jié)構(gòu)之間的絕緣介質(zhì)層變脆，致使布線結(jié)構(gòu)塌陷，并導(dǎo)致器件報廢。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種多層布線結(jié)構(gòu)及形成多層布線結(jié)構(gòu)的方法，來解決現(xiàn)有技術(shù)布線結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷，并致使器件報廢的問題。

為解決上述問題，本發(fā)明提供一種形成多層布線結(jié)構(gòu)的方法，包括：至少形成一層具有第一區(qū)域金屬布線層和第二區(qū)域金屬布線層的金屬布線層，所述第二區(qū)域金屬布線層與第一區(qū)域金屬布線層不相連；形成所述金屬布線層的上層布線結(jié)構(gòu)；將所述第一區(qū)域金屬布線層與上層布線結(jié)構(gòu)中的金屬布線層相連。

所述第二區(qū)域金屬布線層與第一區(qū)域金屬布線層的間距按設(shè)計規(guī)則中金屬之間的間距要求來確定。

將所述第一區(qū)域金屬布線層與上層布線結(jié)構(gòu)中的金屬布線層相連包括下列步驟：在所述金屬布線層上形成絕緣介質(zhì)層；在所述絕緣介質(zhì)層中鉆蝕形成通孔；在通孔中填充導(dǎo)電材料。

所述鉆蝕形成通孔采用深層反應(yīng)離子蝕刻。

所述通孔的填充材料為銅。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種多層布線結(jié)構(gòu)，至少包括一層具有第一區(qū)域金屬布線層和第二區(qū)域金屬布線層的金屬布線層，所述第一區(qū)域金屬布線層用于與上層布線結(jié)構(gòu)中的金屬布線層相連，所述第二區(qū)域金屬布線層與第一區(qū)域金屬布線層不相連。

所述第二區(qū)域金屬布線層與第一區(qū)域金屬布線層的間距按設(shè)計規(guī)則中金屬之間的間距要求來確定。

所述第一區(qū)域金屬布線層與上層布線結(jié)構(gòu)中的金屬布線層通過通孔相連。

所述通孔的填充材料為銅。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，上述所公開的多層布線結(jié)構(gòu)及形成多層布線結(jié)構(gòu)的方法具有以下優(yōu)點：上述所公開的多層布線結(jié)構(gòu)及形成多層布線結(jié)構(gòu)的方法通過在布線結(jié)構(gòu)上形成用于支撐上層布線結(jié)構(gòu)的第二區(qū)域金屬布線層，分散了上層布線結(jié)構(gòu)對下層布線結(jié)構(gòu)的壓力，增加了布線結(jié)構(gòu)之間支撐力，避免了布線結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷。

附圖說明

圖1是本發(fā)明形成多層布線結(jié)構(gòu)的方法的一種實施方式流程圖；

圖2是本發(fā)明多層布線結(jié)構(gòu)的一種實施方式示意圖；

圖3是本發(fā)明形成多層布線結(jié)構(gòu)的實施例中形成金屬布線層布圖的設(shè)計方法流程圖；

圖4是圖3所示方法對應(yīng)的金屬布線層布圖示意圖；

圖5A至圖5F是對應(yīng)圖1所示方法的工藝示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明所公開的多層布線結(jié)構(gòu)及形成多層布線結(jié)構(gòu)的方法通過在布線結(jié)構(gòu)上形成用于支撐上層布線結(jié)構(gòu)的第二區(qū)域金屬布線層，分散了上層布線結(jié)構(gòu)對下層布線結(jié)構(gòu)的壓力，增加了布線結(jié)構(gòu)之間支撐力，避免了布線結(jié)構(gòu)出現(xiàn)塌陷。

參照圖1所示，本發(fā)明形成多層布線結(jié)構(gòu)的方法的一種實施方式包括下列步驟：

步驟s1，提供半導(dǎo)體晶片；

步驟s2，在所述半導(dǎo)體晶片上形成第一絕緣介質(zhì)層；