[發(fā)明專利]一種提取互連線方塊電阻的方法和裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210009449.5
• 申請(qǐng)日: 2012-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN102522354A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬天宇;陳嵐;楊飛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院微電子研究所
• 主分類號(hào): H01L21/66
• 分類號(hào): H01L21/66
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 逯長(zhǎng)明;李玉秋

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成電路制造和電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域，具體涉及一種互連線方塊電阻提取的方法和裝置。

背景技術(shù)

在集成電路(Integrated?Circuit，IC)制造過程中，金屬、電介質(zhì)和其他材料被采用如物理氣相沉積、化學(xué)氣相沉積在內(nèi)的各種方法制作在硅片的表面，以形成分層的金屬結(jié)構(gòu)，每一層金屬之間又用多個(gè)金屬填充的通孔相連，使得電路具有很高的復(fù)雜性和電路密度。集成電路性能的一個(gè)重要指標(biāo)是路徑延時(shí)，即從一個(gè)輸入到一個(gè)輸出所需要的時(shí)間，集成電路的路徑延時(shí)包括器件延時(shí)以及器件之間的互連線延時(shí)。互連線的寄生參數(shù)由互連線的材料、幾何信息如寬度長(zhǎng)度高度等以及互連線間參數(shù)如距離、正對(duì)長(zhǎng)度等決定。隨著工藝節(jié)點(diǎn)的減小以及器件數(shù)量的增加，互連線的延時(shí)在總延時(shí)中所占比例越來越大。互連線的延時(shí)主要決定于互連線的寄生參數(shù)，如電阻、電容、電感等，通常在布線過程后利用寄生參數(shù)提取工具對(duì)集成電路進(jìn)行提取。提取互連線寄生電阻時(shí)，通常采用集成電路代工廠提供的方塊電阻值按照下式計(jì)算，

R=RSLW]]>

其中R為互連線寄生電阻，Rs為互連線方塊電阻，L為互連線長(zhǎng)度，W為互連線寬度。代工廠提供的方塊電阻值通常在一定的版圖圖形中測(cè)量得到，認(rèn)為互連線的厚度均勻。

但是，在每一層金屬結(jié)構(gòu)的制造中，為了保證金屬層表面的平整度，通常使用化學(xué)機(jī)械拋光(Chemical?Mechanical?Polishing，CMP)工藝，借助拋光液的化學(xué)腐蝕作用以及超微粒子的研磨作用來平坦化金屬和介質(zhì)層。當(dāng)集成電路工藝節(jié)點(diǎn)降低到90nm以下，尤其到65nm和45nm以下時(shí)，CMP過程之后的金屬層厚度對(duì)底層金屬形貌的依賴問題凸顯出來，由于底層金屬形貌不同而產(chǎn)生的金屬層厚度變化可大于30％。同時(shí)CMP工藝還帶來金屬和介質(zhì)層表面形貌變化的問題，形成金屬碟形和介質(zhì)層侵蝕，這些問題也與集成電路版圖中金屬互連線寬和線間距有關(guān)。因此，CMP過程中的版圖不同位置的互連線具有不同的厚度，互連線的厚度依賴于線寬、線間距等版圖信息。而互連線的方塊電阻為電阻率與互連線厚度的比值，因此，CMP過程中的互連線圖形依賴性會(huì)使得版圖不同位置的互連線具有不同的厚度，從而具有不同的方塊電阻值，即互連線的方塊電阻依賴于線寬、線間距等版圖信息。這就意味著如在不同的版圖位置采用代工廠提供的單一方塊電阻值，就會(huì)導(dǎo)致不準(zhǔn)確的方塊電阻值預(yù)測(cè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明考慮CMP工藝過程中互連線的厚度依賴于線寬、線間距等信息，使提取的互連線方塊電阻更準(zhǔn)確。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種提取互連線方塊電阻的方法，包括步驟：

設(shè)計(jì)并制造測(cè)試版圖，所述測(cè)試版圖包括若干個(gè)區(qū)域，所述若干個(gè)區(qū)域中每個(gè)區(qū)域的互連線線寬和/或線間距不同；

測(cè)量所述測(cè)試版圖每個(gè)區(qū)域的表面形貌信息和電阻；

根據(jù)所述表面形貌信息提取所述測(cè)試版圖每個(gè)區(qū)域的等效厚度；

根據(jù)所述電阻值和等效厚度提取所述測(cè)試版圖每個(gè)區(qū)域的等效電阻率；

提取待提取版圖不同區(qū)域的互連線厚度，所述待提取版圖與測(cè)試版圖采用相同工藝制造，所述待提取版圖不同區(qū)域的互連線線寬和/或線間距不同；

根據(jù)所述待提取版圖不同區(qū)域的互連線厚度與測(cè)試版圖相應(yīng)區(qū)域的等效電阻率提取所述待提取版圖不同區(qū)域的互連線方塊電阻。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供一種提取互連線方塊電阻的裝置，包括：

版圖提供模塊，所述版圖提供單元包括測(cè)試版圖提供單元和待提取版圖提供單元；所述測(cè)試版圖提供單元提供包括若干個(gè)區(qū)域的版圖，所述若干個(gè)區(qū)域的互連線線線寬和/或線間距不同；

測(cè)量模塊，所述測(cè)量模塊包括形貌測(cè)量單元和電阻測(cè)量單元，用于對(duì)測(cè)試版圖提供單元提供的測(cè)試版圖中的若干個(gè)區(qū)域進(jìn)行形貌測(cè)量和電阻測(cè)量；

參數(shù)提取模塊，所述參數(shù)提取模塊包括等效厚度提取單元、等效電阻率提取單元和互連線厚度提取單元，其中，所述等效厚度提取單元用于根據(jù)所述形貌測(cè)量單元提供的表面形貌測(cè)量結(jié)果提取測(cè)試版圖中每個(gè)區(qū)域的等效厚度；所述等效電阻率提取單元用于根據(jù)所述電阻測(cè)量單元的測(cè)量結(jié)果和等效厚度提取單元提取的等效厚度提取測(cè)試版圖中每個(gè)區(qū)域的等效電阻率；所述互連線厚度提取單元用于提取待提取版圖中不同區(qū)域的互連線厚度；