(57)【要約】金属相互接続（140）を提供する半導体構造物ならびに半導体構造上の金属層を電解研磨する方法。半導体構造物には、窪み領域（151r）と非窪み領域（151n）を有する絶縁層（151）、相互接続線を形成するように窪み領域を充填するその構造物上に形成される金属層、および相互接続線に隣接して配置される複数のダミー構造物（130）が含まれる。この方法には、半導体ウェーハ上に窪みおよび非窪み領域を有する絶縁層を形成するステップ、窪み領域に隣接してダミー構造物を形成するステップ、ならびに絶縁層およびダミー構造物を覆うように金属層を形成するステップが含まれる。次いでこの金属層を電解研磨して非窪み領域を露出させる。
2005501412.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属層と絶縁層を備え、
前記絶縁層が、
窪みおよび非窪み領域のパターンであって、前記金属層が前記非窪み領域から電解研磨により除かれ、かつこの金属層が複数本の相互接続線を形成するように前記窪み領域を充填するパターンと、
前記絶縁層の前記非窪み領域中に配置される複数個のダミー構造物とを含む、半導体構造。
【請求項２】
電解研磨装置で生成される電解液の流れの直径が距離を規定し、かつ
前記複数個のダミー構造物の一部を前記窪み領域から前記距離以内に配置する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項３】
前記複数個のダミー構造物の一部を前記複数本の相互接続線の少なくとも1本に隣接して配置する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項４】
前記複数個のダミー構造物を前記複数本の相互接続線の長手方向の端部に隣接して配置する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項５】
前記複数個のダミー構造物の一部を前記複数本の相互接続線の少なくとも2本の間に配置する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項６】
前記複数個のダミー構造物を前記複数本の相互接続線の高密度域に隣接して配置する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項７】
前記複数個のダミー構造物を低密度域に配置された前記複数本の相互接続線の一部に隣接して配置する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項８】
前記複数個のダミー構造物を絶縁分離されるラインの両側に隣接して配置する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項９】
前記複数個のダミー構造物の一部を、設計標準によって2つの窪み領域間に許容される最低間隔以上の前記窪み領域からの距離のところに配置する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項１０】
前記複数個のダミー構造物の一部を、設計標準によって2つの窪み領域間に許容される最低間隔の少なくとも2倍の前記窪み領域からの距離のところに配置する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項１１】
前記複数個のダミー構造物を金属で充填する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項１２】
前記複数個のダミー構造物が連続した線である、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項１３】
前記複数個のダミー構造物が金属ラインを囲い込む、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項１４】
前記複数個のダミー構造物の幅が前記複数本の相互接続線の幅以上である、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項１５】
前記複数個のダミー構造物の密度が前記複数本の相互接続線の密度以上である、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項１６】
前記複数個のダミー構造物を前記複数本の相互接続線に隣接した区域に均等に分配する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項１７】
前記複数個のダミー構造物を前記複数本の相互接続線の少なくとも一部内の窪みが低減するように配列する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項１８】
前記複数個のダミー構造物を前記半導体構造の少なくとも一部において前記構造物の平均密度が増すように配列する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項１９】
前記複数個のダミー構造物を、前記複数本の相互接続線を覆って形成される前記金属層の非水平域が低減するように配列する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項２０】
前記金属層を電解研磨して前記複数本のトレンチを電気的に絶縁分離する、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項２１】
前記導電層と前記絶縁層の間に配置されるバリア層をさらに備える、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項２２】
前記導電層と前記絶縁層の間に配置されるシード層をさらに備える、請求項1に記載の半導体構造。
【請求項２３】
絶縁層と金属層を備え、
前記絶縁層が、この絶縁層によって分離される複数本のトレンチと複数個のダミー構造物とを有し、かつ
前記金属層が前記トレンチを充填して金属相互接続線を形成する、半導体構造。
【請求項２４】
前記金属層を電解研磨して前記複数本のトレンチを電気的に絶縁分離する、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項２５】
電解研磨装置で生成される電解液の流れの直径が距離を規定し、
前記複数個のダミー構造物の少なくとも1個を前記複数本のトレンチの少なくとも1本から前記距離以内に配置する、請求項23記載の半導体構造。
【請求項２６】
前記複数個のダミー構造物の一部を前記複数本のトレンチの少なくとも1本に隣接して配置する、請求項23記載の半導体構造。
【請求項２７】
前記複数個のダミー構造物を前記複数本のトレンチの長手方向の端部に隣接して配置する、請求項23記載の半導体構造。
【請求項２８】
前記複数個のダミー構造物の一部を前記複数本のトレンチの少なくとも2本の間に配置する、請求項23記載の半導体構造。
【請求項２９】
前記複数個のダミー構造物を前記複数本のトレンチの高密度域に隣接して配置する、請求項23記載の半導体構造。
【請求項３０】
前記複数個のダミー構造物を前記複数本のトレンチの低密度域に隣接して配置する、請求項23記載の半導体構造。
【請求項３１】
前記複数個のダミー構造物を絶縁分離されたトレンチに隣接して配置する、請求項23記載の半導体構造。
【請求項３２】
前記複数個のダミー構造物の一部を、設計標準によって2本のトレンチ間に許容される最低間隔以上の前記トレンチからの距離に配置する、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項３３】
前記複数個のダミー構造物の一部を、設計標準によって2本のトレンチ間に許容される最低間隔の少なくとも2倍の前記トレンチからの距離に配置する、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項３４】
前記複数個のダミー構造物を導体材料で充填する、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項３５】
前記複数個のダミー構造物を銅で充填する、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項３６】
前記複数個のダミー構造物が連続した線である、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項３７】
前記複数個のダミー構造物が金属ラインを囲い込む、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項３８】
前記複数個のダミー構造物それぞれの幅が前記複数本のトレンチの幅以上である、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項３９】
前記複数個のダミー構造物の密度が前記複数本のトレンチの密度以上である、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項４０】
前記複数個のダミー構造物を前記複数本のトレンチに隣接した区域に均等に分配する、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項４１】
前記複数個のダミー構造物を前記複数本のトレンチの少なくとも一部内の窪みが低減するように配列する、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項４２】
前記複数個のダミー構造物を前記構造物の少なくとも一部において金属構造物の平均密度が増すように配列する、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項４３】
前記複数個のダミー構造物を、前記複数本のトレンチを覆って形成される前記金属層の非水平域が低減するように配列する、請求項23に記載の半導体構造。
【請求項４４】
複数本のトレンチを有する絶縁層、および
前記トレンチを充填して相互接続線を形成する金属層
を含む複数個の半導体ダイスと、
前記複数個の半導体ダイスに隣接して形成される複数個のダミー構造物と
を備える半導体構造。
【請求項４５】
電解研磨装置で生成される電解液の流れの直径が距離を規定し、
前記複数個のダミー構造物の一部を前記トレンチの一部から前記距離以内に配置する、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項４６】
前記複数個のダミー構造物を金属で充填する、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項４７】
前記複数個のダミー構造物を銅で充填する、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項４８】
前記金属層が前記ダイと前記ダミー構造物を覆って同時に形成される、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項４９】
前記複数個のダミー構造物が連続した線である、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項５０】
前記複数個のダミー構造物が前記複数本のトレンチの少なくとも一部に隣接して形成される金属ラインを囲い込む、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項５１】
前記複数個のダミー構造物が、
電解研磨装置で生成される電解液の流れの直径に等しい間隔、または
2個の隣接するダイス間の距離に等しい間隔の小さい方の間隔以上の距離に広がる半導体ダイスに隣接した区域に配置される、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項５２】
前記複数個のダミー構造物の幅が前記複数本のトレンチの幅以上である、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項５３】
前記複数個のダミー構造物を分離する間隔が前記複数本のトレンチを分離する最低間隔以上である、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項５４】
前記複数個のダミー構造物を前記複数個のダイスに隣接した区域に均等に分配する、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項５５】
前記複数個のダミー構造物を前記複数本のトレンチの少なくとも一部において窪みが低減するように配列する、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項５６】
前記複数個のダミー構造物を半導体ウェーハの少なくとも一部上の金属構造物の平均密度が増すように配列する、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項５７】
前記金属層を電解研磨して前記複数本のトレンチを電気的に絶縁分離する、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項５８】
前記金属層と前記絶縁層の間に配置されるバリア層をさらに備える、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項５９】
前記金属層と前記絶縁層の間に配置されるシード層をさらに備える、請求項44に記載の半導体構造。
【請求項６０】
窪みおよび非窪み領域を含む絶縁層を形成するステップと、
前記非窪み領域に複数個のダミー構造物を形成するステップと、
金属層を形成して前記絶縁層および前記ダミー構造物を覆うステップと、
前記導電層を電解研磨して前記非窪み領域を露出させるステップと
を含む、半導体構造体の製造方法。
【請求項６１】
金属層を形成するステップが前記金属層を堆積するステップを含む、請求項60に記載の方法。
【請求項６２】
金属層を形成するステップが前記金属層を電気メッキするステップを含む、請求項60に記載の方法。
【請求項６３】
前記複数個のダミー構造物それぞれの幅が前記窪み領域の幅以上である、請求項60に記載の方法。
【請求項６４】
前記複数個のダミー構造物それぞれを等しい間隔で互いに離して配置する、請求項60に記載の方法。
【請求項６５】
前記ダミー構造物と前記窪み領域の最低間隔が前記窪み領域に対する設計標準以上である、請求項60に記載の方法。
【請求項６６】
前記窪み領域が、前記金属層で充填したときに相互接続線を形成するように配列される、請求項60に記載の方法。
【請求項６７】
前記複数個のダミー構造物を金属で充填する、請求項60に記載の方法。
【請求項６８】
前記電解研磨の作用が電解液の流れを前記金属層の表面に向けることを含む、請求項60に記載の方法。
【請求項６９】
パターン形成されて相互接続線を形成する絶縁層を形成するステップと、
前記相互接続線に隣接した複数個のダミー構造物を形成するステップと、
前記パターン形成された絶縁層および前記ダミー構造物を覆うように金属層を形成するステップと、
前記金属層を電解研磨して前記相互接続線を絶縁分離するステップと
を含む、相互接続構造の製造方法。
【請求項７０】
金属層を形成するステップが前記金属層を堆積するステップを含む、請求項69に記載の方法。
【請求項７１】
金属層を形成するステップが前記金属層を電気メッキするステップを含む、請求項69に記載の方法。
【請求項７２】
前記複数個のダミー構造物それぞれの幅が前記相互接続線の幅以上である、請求項69に記載の方法。
【請求項７３】
前記複数個のダミー構造物それぞれを等しい間隔で互いに離して配置する、請求項69に記載の方法。
【請求項７４】
前記ダミー構造物と前記相互接続線の最低間隔が前記窪み領域に対する設計標準以上である、請求項69に記載の方法。
【請求項７５】
前記複数個のダミー構造物を金属で充填する、請求項69に記載の方法。
【請求項７６】
電解研磨の作用が電解液の流れを前記金属層の表面に向けることを含む、請求項69に記載の方法。
【請求項７７】
半導体ウェーハ上に複数のダイスを形成するステップであって、この各ダイスを形成するステップが、
窪み領域と非窪み領域を有する絶縁層を形成する工程、および
前記絶縁層を覆い、前記非窪み領域を充填する金属層を形成する工程
を含むステップと、
前記絶縁層の前記非窪み領域中に少なくとも1個のダミー構造物を形成するステップと、
前記金属層を電解研磨して前記非窪み領域を露出させるステップと
を含む、半導体構造の形成方法。
【請求項７８】
金属層を形成する工程が前記金属層を堆積する工程を含む、請求項77に記載の方法。
【請求項７９】
金属層を形成する工程が前記金属層を電気メッキする工程を含む、請求項77に記載の方法。
【請求項８０】
前記複数個のダミー構造物それぞれの幅が前記非窪み領域の幅以上である、請求項77に記載の方法。
【請求項８１】
前記複数個のダミー構造物それぞれを等しい間隔で互いに離して配置する、請求項77に記載の方法。
【請求項８２】
前記ダミー構造物と前記窪み領域の最低間隔が前記窪み領域に対する設計標準以上である、請求項77に記載の方法。
【請求項８３】
前記窪み領域が、前記金属層で充填されたときに相互接続線を形成するように配列されたトレンチを画定する、請求項77に記載の方法。
【請求項８４】
前記複数個のダミー構造物が金属を含む、請求項77に記載の方法。
【請求項８５】
前記複数個のダミー構造物が前記半導体ウェーハと同じ材料を含む、請求項77に記載の方法。
【請求項８６】
前記複数個のダミー構造物が前記絶縁層と同じ材料を含む、請求項77に記載の方法。
【請求項８７】
電解研磨の作用が電解液の流れを前記金属層の表面に向けることを含む、請求項77に記載の方法。
【請求項８８】
前記ダミー構造物が、電解液の流れの直径以上の前記ダイからの距離、または隣接するダイス間の間隔に等しい距離に広がる、請求項77に記載の方法。
【請求項８９】
請求項60に記載の方法により半導体ウェーハ上に形成される半導体構造。
【請求項９０】
請求項69に記載の方法により半導体ウェーハ上に形成される相互接続構造。
【請求項９１】
請求項77に記載の方法により半導体ウェーハ上に形成される半導体構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、2001年8月23日出願「Method for Adding Dummy Structures to Reduce Copper Recess in Electropolishing Process」という名称のより早い出願の米国特許仮出願第60/314,617号の優先権を請求し、その全内容は参考により本明細書に援用される。
【０００２】
本発明は、全般的には半導体ウェーハ上に構造物を形成すること、より詳細には半導体ウェーハ上に形成されるダミー構造物に関する。
【背景技術】
【０００３】
半導体デバイスは、トランジスタおよび相互接続素子を作り出すために複数の異なる加工ステップを用いて半導体ウェーハ上で製造されまたは組み立てられる。この半導体ウェーハに伴うトランジスタ端子を電気的に接続するには、導電性（例えば金属）のトレンチ、ビアなどを半導体デバイスの一部として誘電材料中に形成する。これらのトレンチおよびビアは電気信号をつなぎ、またトランジスタ、半導体デバイスの内部回路、および半導体デバイスに外付けの回路の間に電力を供給する。
【０００４】
相互接続素子の形成において半導体ウェーハは、半導体デバイスの所望の電子回路を形成するために例えばマスキング、エッチング、およびデポジションプロセスにかけることができる。具体的には複数回のマスキングおよびエッチングステップを行って相互接続用のトレンチおよびビアの役を果たす窪み領域のパターンを半導体ウェーハ上の絶縁層に形成することができる。次いで半導体ウェーハを覆って金属層を堆積させるためにデポジションプロセスを行ってトレンチおよびビア中に、また半導体ウェーハの非窪み領域上にも金属を付着させることができる。パターン形成されたトレンチやビアなどの相互接続を絶縁分離するために半導体ウェーハの非窪み領域上に付着した金属を除去する。
【０００５】
半導体ウェーハ上の絶縁層の非窪み領域の上に付着した金属は、スラリーおよび研磨パッドを使用して物理的に金属層を除去する化学機械研磨（「CMP」）を用いて除去することができる。CMPを用いた金属層の除去ではダミー構造物を用いて、非窪み領域上に付着した金属層よりも構造的に弱い窪み領域中に付着した金属層の構造強度を高めることができる。しかしながらこれらの構造物は構造強度を増す目的で付加されるので窪み領域に金属層を付着させる前にこれらの構造物を窪み領域にのみ付加する。
【発明の開示】
【０００６】
典型的な一実施形態において半導体構造は、窪み領域および非窪み領域を有する絶縁層と、窪み領域を充填し、相互接続線を形成するように非窪み領域から電解研磨して除かれる半導体構造体上に形成される金属層と、絶縁層の非窪み領域に形成される複数のダミー構造物とを含む。
【０００７】
別の実施形態によれば半導体構造を形成するための方法が提供される。この方法は、半導体ウェーハ上に窪み領域と非窪み領域を有する絶縁層を形成するステップ、この非窪み領域にダミー構造物を形成するステップ、この絶縁層とダミー構造物を被覆するように金属層を形成するステップ、および非窪み領域を露出させるために導電層を電解研磨するステップを含む。
【０００８】
本発明は、添付の図面に関連して行う下記の詳細な説明を参照することによって最もよく理解することができる。この中で同じ部品は同じ数字によって表される。
本発明のより完全な理解を提供するために下記の説明は特定の材料やパラメータなど数多くの特定の細目について述べる。しかしながらこの説明は本発明の範囲の限定としての目的を持つものではなく、これらの典型的な実施形態のよりよい記述を可能にするために提供されることを認識されたい。
【０００９】
図1Aは、一実施形態による典型的な半導体構造の概略図を示す。この典型的な半導体構造には、窪み領域と非窪み領域を有する絶縁層、非窪み領域に形成されるダミー構造物、および非窪み領域に形成される金属が含まれる。具体的にはこの典型的な半導体構造は、窪み領域151rおよび非窪み領域151nを有する絶縁層151を含む。窪み領域151rは、相互接続線140を形成するように金属層で充填されている。さらにダミー構造物130が、窪み領域151rおよび相互接続線140に隣接した非窪み領域151nに付加されている。
【００１０】
ダミー構造物130は例えば、窪み領域151rおよび相互接続線140よりも大きい定電流密度と研磨速度を生じさせることによって電解液の流れの研磨速度の変動を少なくするために、絶縁層151の非窪み領域151n中に含まれる非活動構造物である。研磨速度の変動を少なくすることにより、例えば窪み領域151r内の金属の窪みを低減し、より均質な相互接続線140をもたらすことができる。ダミー構造物130はまた、絶縁層151の非窪み領域151nに付加して電気メッキおよび電解研磨のプロセスに影響を及ぼすこともできる。
【００１１】
図1Aに図示した典型的な構造においてダミー構造物は、絶縁層151に形成される相互接続線140に隣接して配列され、それを取り囲んでいる。しかしながらこれらダミー構造物130は、相互接続線140間やウェーハ上の個々の半導体ダイス間などを含めて用途に応じて相互接続線140に対して非常に多くの位置に配置することができる。さらにこれらダミー構造物130の密度や形状などの構成は、特定の用途および特定の電解研磨プロセスに応じて非常に多くの方法で変えることができる。
【００１２】
図1Bは、図1Aの線B−Bに対応する半導体構造の横断面図を示す。この典型的な実施形態ではパターン形成された絶縁層151が、半導体基板層102の表面に形成される。このパターン形成された絶縁層151は、相互接続のトレンチまたはラインを画定する窪み領域151rを含む。絶縁層151はまた、ある程度相互接続線を絶縁分離するのに役立つ非窪み領域151nを含む。ダミー構造物130は、絶縁層151の非窪み領域151nに形成される。次いでダミー構造物130と、非窪み領域151nおよび窪み領域151rとの両方を含めてこの構造物を覆って金属層104を形成することができる。しかしながら金属層104は、図に示すように金属層104が窪み領域151rとダミー構造物130内にあるように非窪み領域151nまで電解研磨して元に戻す。絶縁層151の非窪み領域151nに配置されたダミー構造物130は、窪み領域151rよりも大きい定電流密度および研磨速度を生じさせることによって、電解液の研磨速度の変動を少なくする。
【００１３】
絶縁層151は通常、フォトマスキング、フォトリソグラフィ、ミクロリソグラフィなどの周知のパターン形成法により堆積しパターン形成することができる。絶縁層151は、化学的気相成長法、スピンオン法などの任意の通常の付着法を用いて基板層102上に形成することができる。絶縁層151はまた、以前に形成された層の上に形成することもできることを認識されたい。この絶縁層は、例えば二酸化ケイ素（SiO2）であることができる。しばしば低「k」値材料と呼ばれる低誘電率を有する絶縁層材料を選択することが多くの場合望ましい。このような低k材料には、フッ化シリケートガラス、ポリイミド、フッ化ポリイミド、ハイブリッド／複合材料、シロキサン、[α]-C : F有機ポリマー類、Si-O-C、パリレン／フッ化パリレン、ポリテトラフルオロエチレン、ナノ多孔シリカ、ナノ多孔有機物質などがある。一般に低k材料（すなわち約3.0未満）は、隣接ライン間の容量結合および「クロストーク」を低減させることによって相互接続線間のよりよい電気的絶縁分離を提供する。
【００１４】
バリア層154は、トレンチおよびビアの壁を含めてパターン形成された絶縁層全体を被覆するように任意の周知の方法、例えば化学的気相成長法（CVD）、物理蒸着法（PVD）、原子層蒸着法（ALD）などによって絶縁層上に堆積することができる。バリア層154は、続く金属層104の付着後に金属（例えば銅）が絶縁層151中へ拡散しないようにするのに役立つ。絶縁層151中への金属の拡散は、絶縁層151の性能を低下させる恐れがある。バリア層154は、チタン、タンタル、タングステン、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、またはその他の適切な材料など金属の拡散に抵抗する適切な導体材料から形成することができる。いくつかの用途ではバリア層154を省くことができる。例えば誘電材料が金属層104の拡散に十分な抵抗力を示す場合、または金属層104の拡散が半導体デバイスの性能に何も悪影響を及ぼさない場合、バリア層154を省くことができる。
【００１５】
例えば、後に絶縁層151を覆って金属層104を電気メッキする場合、一般にシ−ド層を付着させる。一般にシ−ド層は金属の薄層、または金属層104をその上に電気メッキすることができる別の導体材料である。
【００１６】
次いで金属層104をバリア層154の表面、またはバリア層が必要でない場合は絶縁層151上に付着させる。金属層104は、例えばCVD、PVD、ALD、電気メッキ、無電解メッキ、または任意の他の好都合な方法によって堆積させることができる。金属層104は、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、カドミウム、銀、金、ロジウム、パラジウム、白金、スズ、鉛、鉄、インジウムなどの銅または他の適切な導体材料である。さらに金属層104には、これら材料のいずれかの合金を含めることができる。
【００１７】
下記の記述には、電解研磨プロセスの研磨速度の変動を少なくするために使用することができる付加的な例示のダミー構造物が含まれる。典型的な実施形態の記述を助けるためにこの記述には、例えば電流密度および研磨速度の変動を引き起こすことができるいくつかの構造が含まれる。これらの典型的な構造は、ダミー構造物を使用することができる構造を網羅すること、または限定することを意図するものではない。
【００１８】
図2Aは、半導体ウェーハ100から金属層104を電解研磨して除くために用いることができる電解研磨装置の例示の横断面図を示す。半導体ウェーハ100には、基板層102を含めることができる。例えば基板層102には、シリコンおよび／または特定の用途に応じてガリウムヒ素などの他の様々な半導体材料を含めることができる。
【００１９】
電解研磨装置のノズル110は、電解液の流れ106を金属層104の表面の一部に向ける。電解液106には、リン酸やオルトリン酸（H2PO4）などの任意の好都合な電解液が含まれる。例えば一実施形態では電解液106は、約60重量％〜約85重量％の濃度のオルトリン酸である。さらに電解液106は、例えばグリコールを10〜40重量％含むことができる。しかしながら電解液106の濃度および組成は特定の用途に応じて変わる可能性があることを認識されたい。
【００２０】
電源112が、金属層104上に電解液106の流れを方向付けるプロセスの間ずっと、ノズル110中に配置された電極108（カソード）と金属層104上の電極（アノード）とに反対の電荷を供給する。例えば電源112は定電流または定電圧モードで作動することができる。金属層104に対して電解液106を正に帯電させるようにした電源112の場合、金属層104の金属イオンがその表面から取り除かれる。このやり方では電解液106の流れが、この電解液106の流れと接触する金属層104の部分を電解研磨する。
【００２１】
さらに図2Aに描かれるようにウェーハ100を回転し、かつX軸に沿って移動して電解液106の流れの中に金属層104の全表面を配置し、その表面を均一に電解研磨する。例えばウェーハ100を回転させると同時にウェーハ100をX方向に移動させることによって、電解液106は金属層104の表面に沿って渦巻き状の軌道を構成することができる。別法ではウェーハ100を固定して保持する一方、ノズル110を移動させて金属層104の所望の位置に電解液106の流れを当てることができる。さらにウェーハ100とノズル110の両方を動かして金属層104の所望の位置に電解液106の流れを当てることもできる。電解研磨の典型的な記載は、2000年2月4日出願「Methods and Apparatus for Semiconductor Devices」という名称の米国特許出願第09/497,894号に見出すことができ、これはその全体が参考により本明細書に援用される。
【００２２】
図2Bは、半導体ウェーハ100上に形成されたダイス118の典型的配列の上面図を示す。ダイス118それぞれが下にある絶縁層151（図1B）内に形成されたトレンチまたはラインを囲い込み、ここでは縦線として描かれる。電解研磨プロセスが始まるときは多くの場合、ダイス118のトレンチ領域を含めてウェーハ100の全表面が金属層104によって被覆される（図2A）。経路10は、ウェーハ100の周りを移動するときの電解液106の流れの典型的な経路を示す。
【００２３】
電解研磨プロセスが始まる時、電解液106の流れが触れるウェーハ100の表面部分はその流れの断面全体にわたってほぼ同じ量の金属を有する。金属層104（図2A）は電解液106の流れによって除去されて非トレンチ領域を露出し、トレンチ内の金属層104（図2A）を電気的に絶縁分離する。これが行われる時、電解液106の流れが触れるウェーハ100の部分は、トレンチ領域内の金属層104（図2A）の部分が残るので流れの配置次第でそれぞれ異なる量の金属を保有する可能性がある。
【００２４】
例えば図2Bでは、電解液106の流れがダイ118を覆って配置される。金属層104（図2A）が電気メッキされるとき、ダイ118の非トレンチ領域はトレンチ領域よりも少ない金属を保有する可能性がある。電解液106の流れが経路10に沿って移動するときトレンチ領域と非トレンチ領域の総面積、したがって電解液106の流れ中でウェーハ100の表面の金属層104（図2A）によって被覆された面積は、どの特定の位置においても異なる。
【００２５】
ダイ118同士の間の区画からの金属の除去が原因する電解液106の流れ内のウェーハ100上の金属の面積のこのむらが、本明細書で「グローバルローディング効果」と呼ぶものを引き起こす。下記でより詳細に述べることになるように、グローバルローディング効果は電解液の研磨速度をトレンチ領域の縁近傍で変動させる可能性がある。
【００２６】
図3A〜3Dは、電解液106の流れが、トレンチのない領域を覆うダイ118に隣接した位置から、ダイ118すなわちトレンチのある領域を完全に覆う位置へ移動するときのグローバルローディング効果を図示する。図3Aに示すように電源112（図2A）が定電流モードで流れている場合、非トレンチ領域中の金属層104（図2A）はほぼ均質であるため、電解液106の流れ内の電流密度は比較的小さい。電解研磨されている表面はウェーハ100（図2A）のトレンチのない領域ではほぼ均質であるため、電解液の流れ106内の電流密度はその流れのどの個々の部分もそれほど大きくない。
【００２７】
図3Bは、流れがダイ118に達し、ダイ118の最も左側のトレンチまたはラインを電解研磨し始めるときの電解液106の流れを図示する。電解液の流れ106の一部が今、ダイ118のトレンチ領域内の金属を電解研磨しつつある。ダイ118上にあるこの電解液106の流れの一部内の電流密度は、図3Aでの流れの電流密度に比べて増加し、最大値に達する。トレンチ領域中の金属はダイ118の外側の非トレンチ領域中のバリア層154（図1B）または絶縁層151（図1B）よりもより容易に研磨される（すなわち抵抗が少ない）ので、電流密度は流れのこの部分では増加する。
【００２８】
図3Cは、その流れがダイ118をさらに覆って前進し、ダイ118のより大きな面積を電解研磨し始めるときの電解液106の流れを図示する。今電解液の流れ106によって覆われる金属の面積が増加したときの図3Cでは、トレンチ領域を覆う電解液106の電流密度は低下する。電解液106の流れがダイ118を完全に覆って移動する場合の図3Dでは電流密度は一定値までさらに低下する。この流れが完全にダイ118を覆ったままの状態の間、電流密度はこの一定値のままであることになる。電解液106の流れがダイ118を覆って移動し、金属の面積が増加するにつれて、この流れの電流密度は変動する。ダイ118を覆っている電解液106の流れの一部内の電流密度の変化は、金属層の研磨速度の変化を引き起こす。具体的には電流密度および研磨速度の変化は、ダイ118の縁の近傍または縁で起こる。
【００２９】
図4Aは、電解液106の流れがダイ118を覆って移動するときの変化する電流密度および対応する流れの研磨速度の変化を図示する。具体的には図4Aは、図3A〜3Dに図示した電解液106の流れによって研磨されたダイ118（図3A）の最も左側のトレンチ420、および422、424、426を図示する。図示したようにこの金属は、最も左側のトレンチ420内ではかなりの程度まで研磨されている。トレンチ420中の過剰研磨を金属の窪みと呼ぶ。流れがダイ118を覆って移動するにつれて研磨速度は低下するので、ダイ118の縁からさらに遠く離れるに従って残りのトレンチ422、424、426内では金属の窪みは次第に少なくなる。したがって流れが完全にダイ118を覆っている間、電流密度および研磨速度は激烈というほどは変動しないことになるので、トレンチ426の右側のトレンチの金属の窪みはより少なくなることができる。
【００３０】
図3A〜3Dに関して上述したように電解液の流れはダイ118を覆って移動するのでダイ118の最も左側の縁のみが流れの中にあるとき、電流密度は、また研磨速度も最も大きくなる。より多くのダイ118が流れの経路中に存在するようになるのにつれて電流密度は低下する。したがってトレンチ420の右側のトレンチ中の金属の窪みは、流れがダイ118を完全に覆っている場合に達する電流密度のより小さい変動に対応する、縁近傍よりも小さなむらをもつレベルに達するまで減少する。トレンチ420、422、424、426の金属充填物の金属の窪みおよび高さの差は、金属ラインのコンダクタンスの変動を招き、半導体デバイスの性能に悪影響を及ぼす恐れがある。
図4Bは、典型的なダミー構造物を示す。図示されているようにダミー構造物428、430、432は、ダイ118の縁および最も外側のトレンチ420に隣接して組み込まれている。トレンチ420に隣接して配置されたダミー構造物428、430、432は、ダイ118の各トレンチにわたってより一定の電流密度および研磨速度を作り出すことによって電解液の流れの研磨速度の変動を少なくする。ところで、電流密度はダミー構造物にわたって最初は変動することになり、金属の窪みがダミー構造物428、430、432内で起こることになる。流れがトレンチ420に達すると流れの大部分またはすべてがダミー構造物428、430、432を覆っていることになり、流れの電流密度は各トレンチにわたって比較的一定の状態のままであることになる。したがってダミー構造物は、図4Aの各トレンチ内に見出される金属の窪みを低減させることになり、より均質なトレンチを生成する。
【００３１】
ダミー構造物428、430、432には、金属層がその上に付着している絶縁層と同じ材料を含めることもでき、また特定の用途に適した任意の他の材料を含めることもできる。ダミー構造物428、430、432を絶縁層と同じ材料で形成する場合、このダミー構造物428、430、432はトレンチ420、422、424、426（図4A）を形成するのと同時に形成することができる。次いで金属層をトレンチ420、422、424、426（図4A）上にかぶせるのと同時にダミー構造物428、430、432上にもかぶせることができる。別法ではトレンチ420、422、424、426を形成する前または後にダミー構造物428、430、432を形成することもできる。ダミー構造物428、430、432を絶縁層とは別の材料、例えば銅または他の材料で形成する場合、この材料を任意の都合のよいプロセスによって付着させ、次いでパターン形成してダミー構造物428、430、432の所望の配列を形成することができる。さらにダミー構造物428、430、432は、ダイ118のトレンチ420と同様の幾何学的寸法のトレンチであってもよく、あるいは用途または電鋳加工特性によっては他の形状および寸法であってもよい。多くの別の形状および配列を次に述べることにする。
【００３２】
図5は、典型的なダマシンプロセスを例示する工程系統図である。窪み領域と非窪み領域を有するウェーハがブロック500において準備される。そのウェーハ上に設けられるパターン形成された絶縁層は、窪み領域と非窪み領域を画定することができる。さらにこのウェーハを、加工の終りに個々の半導体デバイスに切り離されることになる個々のダイに分割することができる。次にブロック502においてダミー構造物を組み込むことができる。ダミー構造物は、個々のダイの外側に配置するか、あるいは下記に述べるようにラインまたは高密度パターンに隣接する個々のダイ内に配置することができる。ブロック504において、金属層が非窪み領域だけでなく絶縁層内の窪み領域を充填するように金属層を付着することができる。次にブロック506において、この金属層を電解研磨して絶縁層の非窪み部分から金属層を除去し、金属構造物を絶縁分離する。この典型的なダマシンプロセスに用いられる材料および方法は、任意の通常の材料およびプロセスであることができる。
【００３３】
この工程系統図に描かれたプロセスには非常に多くの修正を加えることができることを認識されたい。例えばブロック504において金属層の付着に先立ってバリアおよび／またはシード層を加えることができる。これに加えて図5の各ブロックには、ウェーハをマスキングおよびエッチングしてダミー構造物および窪み領域を形成するなど明確には記述されなかった多くのプロセスが含まれる。さらにダマシンプロセスは、1段階および2段階埋め込み用途に適用可能である。
【００３４】
図6は、単一ダイ118に隣接した典型的なダミー構造物の概略図を示す。図示したようにダイ118に隣接した領域にダミー構造物630が形成されている。この実施形態においてダミー構造物630は、ダイ118の各側面から少なくとも距離「a」にわたる区域に配置される。距離は、電解液の流れ106の直径に等しい間隔D以上であるように選択された（すなわちa>D）。ダミー構造物630は、ダイ118を通過する電解液の流れ106の比較的一定な電流密度を維持するのに役立つ。ダミー構造物630の密度は、ダミー構造物の寸法とダミー構造物同士の間の間隔の比を変えることによって調整することができる。ダミー構造物630の寸法および形状は、特定の用途に応じて変えることができる。ダミー構造物630はまた、ダイ118の周りの連続的なラインまたはトレンチとして配列することもできる。さらに用途に応じて任意の数のダミー構造物630を用いることができることを認識されたい。
【００３５】
図7は、別の実施形態による4個のダイ118に隣接した典型的なダミー構造物の概略図を示す。図7の配列は、この実施形態では単一ダイ118に隣接したダミー構造物630の領域が電解液の流れ106の直径D以下であることを除いては図6に似ている。距離bおよびcは、隣接するダイ118間のそれぞれ横および縦の間隙に等しいように示される。電解液の流れ106が或るダイ118から次に移動するにつれて、各ダイ118のトレンチ構造が流れの電流を分け合うことになる。したがって、D未満の距離bおよび／またはcでダイ118間にダミー構造物630を加えることによってほぼ一定の電流密度を維持することができる。
【００３６】
図5に描かれたプロセスおよび図6と7に描かれた典型的な構造に対して様々な修正を加えることができることを認識されたい。例えば図6および7のダミー構造物は四角以外の形状、例えば図17A〜17AAについて下記で記述されるものであってもよく、さらにダイ118に隣接した1または複数本のラインであってもよい。
【００３７】
ダイの局所的な区域に起こることを除いてはグローバルローディング効果と似た電解研磨の間に起こる可能性のある付加的な影響を、本明細書では「局所ローディング効果」と呼ぶ。この局所ローディング効果は、金属をダイ上の構造物に隣接した区画または非トレンチ域から研磨して除くときに起こる可能性がある。電解研磨プロセスによりダイの非トレンチ域から金属が除去されるに従って金属領域の総面積は減少する。電解研磨プロセスが定電流モードで進行する場合、電解液の流れの中の電流はダイの残りのトレンチ領域に集中し、低密度パターン領域と高密度パターン領域の境界面における高電流密度の原因となる恐れがある。トレンチ域上の高電流密度は、終点検出障害およびトレンチ内の金属の窪みを招く可能性のある過研磨を引き起こす恐れがある。
【００３８】
さらに電解研磨プロセスを定電圧モードで操作する場合、局所ローディング効果が起こる可能性がある。図2Aに戻って言及すると電解研磨装置を通る電流は、カソードとアノードの間に4つの主要な抵抗源を有する。第一抵抗源R1は、電解液の流れ106の抵抗である。第二抵抗源R2は、ウェーハ100の表面と電解液の流れ106の境界面にある。第三抵抗源R3は、ウェーハ100の縁における研磨されているウェーハ100の部分から電極までの抵抗である。第四抵抗源R4は、ノズル電極108（カソード）と電解液の流れ106の境界面での抵抗である。次いで定電圧モードで系を通る電流Iは、
I = V / (R1 + R2 + R3 + R4)
であり、上式でVは電源112の研磨電圧である。
【００３９】
電解研磨プロセスが非トレンチ領域から金属を除去するに従って流れ内の金属領域の総面積が減少するので第二抵抗R2は低減する。しかしながら電解液の流れ106の中の電流は総抵抗R（すなわちR1 + R2 + R3 + R4）によって決まり、この総抵抗Rは金属面積の減少に従ってR2に比例して（すなわち急に）低下することはない。したがって電流は金属の面積の減少よりも小さな割合で低下するので、残っているトレンチ領域の電流密度および研磨速度は増加する。この影響は、上述のようにトレンチ領域中の金属の窪みを引き起こす恐れがある。この影響は、ダイ上の低密度パターン領域では特に際立つ。
【００４０】
図8は、一実施形態によるダイの低密度領域上のラインに隣接して配置された典型的なダミー構造物の概略図を示す。ライン840a〜840jは、ダイ上の低密度パターンである。ダミー構造物630は低パターン密度領域に隣接し、それを取り囲んで配置される。ダミー構造物630は、そうでないダイの低密度領域中の金属構造物の平均密度を増加させる。金属構造物の平均密度の増加は電解液の流れの電流むらを少なくし、また金属の窪みを少なくする。さらにライン840aから840jの間のキャパシタンスを低減するにはライン840a〜840jとダミー構造物630を分離する間隔は、例えば絶縁層に対して設計標準で許容される最低間隔以上であり、例えばこの構造物の場合は設計標準の最低間隔の2または3倍である。他の実施形態において間隔aおよびbは、用途に応じてさらに広くてもよい。さらにダミー構造物の数および形状は、特定の用途に応じて変えることができる。
【００４１】
図9は、別の実施形態によるダイの低密度領域上のラインに隣接して配置された典型的なダミー構造物の概略図を示す。この実施形態においてライン840a〜840gはダイの低密度領域中に配置され、またライン間に配置された空間、例えばライン840aと840bの間の空間を包含する。ダミー構造物630はライン940a〜940gに隣接して配置され、また940aと940bのような隣接したライン間の空間および940eと940fの間の空間に配置される。ダミー構造物630は、このような低密度領域における局所ローディング効果を低減するために隣接したライン間の空間に置かれる。特にダミー構造物630は、ライン940aから940b上の電流の集束、すなわち電流密度の濃縮を低減させる。ライン940aは、ライン940aと940bの間隔が大きくなる場合、一般に絶縁分離ラインまたは等値ラインと呼ばれる。
【００４２】
金属の層をダイの高密度パターン形成領域に電気メッキする電気メッキプロセスでは、本明細書で「ハンプ効果」と呼ぶ影響が起こる可能性がある。ハンプ効果は電気メッキプロセスの間に、特にダイの高密度パターン形成領域にわたって起こる可能性のあるオーバめっきまたは金属の異常に高いレベルの領域である。ハンプ効果は、トレンチ域の縁より高い金属層の傾斜したまたは水平でない表面域を含む。水平でない表面は金属面を平坦化する場合に障害を引き起こす恐れがある。具体的には勾配域を電解研磨する場合、ラインの長手方向の端部またはその近傍に、また高密度域のラインの最も外側のラインの縁またはその近傍に窪みが存在する可能性がある。
【００４３】
図10A〜10Fは、ラインの長手方向の縁近傍のハンプ効果およびその結果生ずる窪みを示す典型的なトレンチ構造の工程の流れを図示する。図10Aは、絶縁層1060中に形成される窪み領域すなわちトレンチの横断面図を示す。絶縁層1060は図1Aに関して上記で述べたものと同様の材料、例えば二酸化ケイ素および特定の用途によっては他の低誘電率材料から形成することができる。バリアおよび／またはシード層1070もまた、用途に応じて絶縁層1060上に堆積することができる。バリアおよび／またはシード層1070もまた、図1Aに関して上記で述べた材料と同様の材料の層であることができる。図10Bは、絶縁層1060中に形成される3本のトレンチすなわちライン1061、1062、1063の上面図を示す。
【００４４】
次いで、それぞれ図10Cおよび10Dの横断面図および上面図に図示したようにこの構造物を金属層1064でめっきする。図10Cおよび10Dに示すようにトレンチより高いオーバめっきが、高密度パターン形成領域にわたってハンプを生じさせる。ハンプの高さはh3として示され、このh3は絶縁層1060の非パターン形成域より高い金属めっきの高さであるh1と、絶縁層1060の非パターン形成域より高い金属めっきの高さであるh2との差である。金属層1064の非水平域は1066として示す。ライン1061、1062、1063（図10Aおよび10B）の縁近傍のh1からh3へめっきが横断する距離をw1およびw2で示す。
【００４５】
図10Eおよび10Fは、金属層1064を電解研磨により絶縁層1060まで除去してライン1061、1062、1063を絶縁分離した後の構造を図示する。金属層1066の非水平域を有する金属1064を電解研磨すると、ライン1061、1062、1063内に金属の窪みを引き起こす恐れがある。最初に最も高い区域を研磨する化学機械研磨とは対照的に、電解研磨は相異なる高さとは無関係にほぼ同じ速度で金属層1066の露出面を研磨する。これは金属層1064が、ライン1061、1062、1063の端部またはその近傍と、最も外側のライン、この場合外側のライン1061および1063の縁またはその近傍とに窪みを持つ原因となる可能性がある。この窪みは、ラインの縁における金属と、金属層1064のまん中近くの高さとの高さの差h4を特徴とすることができる。金属の窪みは、金属の損失ならびにグローバルおよび局所ローディング効果に関して上記で考察したように金属ラインのコンダクタンスの低下を引き起こす恐れがある。
【００４６】
図11A〜11Cは、一実施例による典型的なラインおよびダミー構造物を示す。図11Aは、ダミー構造物630がライン1161、1162、1163の長手方向端部に隣接して、また最も外側のライン1161および1163に隣接して配置されることを除いては図10Aと同様に形成されたライン1161、1162、1163を含む構造物の上面図である。ダミー構造物630は、ハンプの傾斜した水平でない区域（図10C参照）を、ライン1161、1162、1163が配置されるラインまたはアレイ領域の域外側まで広げるのに役立つ。アレイのライン群の長手方向端部またはその近傍およびアレイの最も外側のライン群の縁またはその近傍の金属の窪みは、ダミー構造物630を付加することによって減少するかまたはなくなる。
【００４７】
図11Bおよび11Cは、ライン1163およびその長手方向端部のダミー構造物630を含む横断面図を示す。図11Bに示すように金属層1164の非水平域1164は今、ダミー構造物630および絶縁層1160より高い。図11Cにおいて金属層1164が電解研磨された後、ライン1163内の金属の窪みは減少するかまたはなくなる。
【００４８】
ダミー構造物630の数および幅を用途に応じて調整してライン1163内の金属の窪みを減少することができる。ダミー構造物630は、図11Aに示すようにライン1161、1162、1163に隣接して1列に、また別法では2列以上に配列することができる。ダミー構造物630の数および配置は、ハンプの高さや非水平域の傾斜などのハンプの特徴に応じて選択することができる。ダミー構造物630の配列はまた、金属ライン1161、1162、1163とダミー構造物630との距離を規定する間隔aおよびbを調整することによって操作することができる。この間隔は一般に、絶縁層に対して設計標準で許容される最低間隔以上である。この場合、ダミー構造物630は、ライン1161、1162、1163の深さに等しい深さを有する四角形として示されているが、ダミー構造物630を任意の形状または深さに構成することができることを認識されたい。したがってダミー構造物630の様々な属性を数多くの方法で操作してラインの縁での金属の窪みを減らすかまたはなくすことができる。
【００４９】
図12は、ある実施形態による高密度ラインまたはアレイに隣接した典型的なダミー構造を示す。この実施形態ではライン1261、1262、1263に隣接し、これらを取り囲んで連続した金属ライン1231を配置する。この連続した金属ライン1231は、図11A〜11Cのダミー構造物630により上記のようにラインからハンプの傾斜した非水平域を外側へ遠ざけることによってライン1261、1262、1263中の金属の窪みを防ぐのに役立つ。多重金属ラインを用いることもでき、または図11Aに示したような付加的なダミー構造物を金属ライン1231と一緒に用いることもできることを認識されたい。さらに金属ライン1231には、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、カドミウム、銀、金、ロジウム、パラジウム、白金、スズ、鉛、鉄、インジウムなどを含めることができる。これに加えて金属ライン1231はこれら材料のいずれかの合金を含めることもできる。
【００５０】
図13は、別の実施形態による典型的なダミー構造を示す。図13に示す典型的な半導体デバイスは、ダミー構造物1330をライン1361、1362、1363の長手方向端部の近傍にのみ付加することを除いては、多くの点で図11Aに示した典型的な半導体デバイスと似ている。さらに図13のダミー構造物1330をライン1361、1362、1363の長手方向端部間に付加した。さきに考察したように特定の用途に応じて任意の数のダミー構造物ならびにダミー構造物の数多くの配列を用いることができることを認識されたい。
【００５１】
図14は、別の実施形態による別の典型的なダミー構造を図示する。図14に示す典型的な半導体デバイスは、ダミー構造物1431を図13に示した個々の四角や点とは異なり連続的な線で形成することを除いては、図13に示す典型的な半導体デバイスと多くの点で似ている。しかしながら用途に応じて線と個々の構造物との任意の組合せを用いることができることを認識されたい。
【００５２】
また、ダミー構造物を半導体デバイスに付加して本明細書中に記述した多様な影響を減らすことができる。例えば図15に例示したようにライン1540a〜1540jの場合、ダミー構造物をダイの2つの異なる領域に付加して局所ローディング効果とハンプ効果の両方を低減させた。ダミー構造物1530を高密度ラインまたはアレイに隣接する領域に付加してハンプ効果を低減させた。図11Aに関して上述したようにラインの縁またはその近傍のダミー構造物1530は金属の窪みを低減させる。これに加えてまた、ダミー構造物1532は空位または低密度の領域に付加して平均パターン密度を高め、また局所ローディング効果を避けることができる。図8に関して上述したようにダミー構造物1532は、電解研磨プロセス中にラインの端部またはその近傍でラインの過研磨を引き起こす恐れのあるライン上の電流密度の上昇を低減する。
【００５３】
図16は、ライン1640a〜1640gに対する局所ローディング効果とハンプ効果を低減する別の実施形態による典型的な半導体デバイスを図示する。図16に示した典型的な半導体デバイスは、ダミー構造物1530をライン1640aと1640b の間および1640eと1640fの間に付加することを除いては、図15の典型的な半導体デバイスに似ている。
【００５４】
これに加えてまた、図15および16に示した両方の典型的な半導体デバイスは、そのうえにグローバルローディング効果を低減させるために半導体ウェーハ上のダイに隣接したダミー構造物を含むことができる。
【００５５】
図17A〜17AAは、本明細書に記述した典型的な実施形態のいずれかにより半導体デバイス上にダミー構造物を形成するために用いることができる様々な典型的な形状を図示する。具体的には長方形、円、楕円、三角形、台形、八辺形、六辺形、五辺形などの形状を用いることができる。しかしながら特定の用途によっては図17A〜17AAに描かれていない他の形状を用いて本発明によるダミー構造物を形成することができることを理解されたい。これに加えてダミー構造物は、様々な断面形状を含めて様々な形状を有する線（例えば図12および14参照）として構成することができる。ダミー構造物は、二酸化ケイ素および低誘電率を有する他の適切な材料、例えばフッ化シリケートガラス、ポリイミド、フッ化ポリイミド、ハイブリッド／複合材料、シロキサン、[α]-C : F有機ポリマー類、Si-O-C、パリレン／フッ化パリレン、ポリテトラフルオロエチレン、ナノ多孔シリカ、ナノ多孔有機物質などの様々な材料で形成することができる。前述のようにいくつかの例においてダミー構造物は、絶縁層と同じ材料で形成することができる。ダミー構造物はまた、銅、アルミニウム、ニッケル、クロム、亜鉛、カドミウム、銀、金、ロジウム、パラジウム、白金、スズ、鉛、鉄、インジウムなどの金属で形成することができる。これに加えてダミー構造物はこれら材料のいずれかの合金で形成することもできる。
【００５６】
上記の詳細な説明は、典型的な実施形態を例示するために提供され、限定することを意図するものではない。本発明の範囲内で数多くの修正形態および変形形態が可能であることは当業技術者には明らかなはずである。例えばグローバルローディング効果の低減用のウェーハに付加されるダミー構造物は、局所ローディング効果、ハンプ効果、またはそれら両方を低減させるために用いられるダミー構造物と一緒に用いることができる。さらに、特にグローバルローディング、局所ローディング、またはハンプ効果の低減用の本明細書に記述した典型的なダミー構造物の形状および配列はまた、これらの影響のいずれかを解決するために、または用途によっては任意の他の理由に対して実施することができる。したがって本発明は、添付の特許請求の範囲によって規定され、本明細書中の記述によって限定されるべきではない。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１Ａ−１Ｂ】ダミー構造物を含む典型的な半導体構造のそれぞれ概略図および横断面図である。
【図２Ａ−２Ｂ】典型的な電解研磨装置および半導体ウェーハのそれぞれ横断面図および上面図である。
【図３Ａ−３Ｄ】半導体デバイスの典型的な電解研磨プロセスを示す図である。
【図４Ａ−４Ｂ】電解研磨プロセス後の半導体デバイスのそれぞれ典型的なトレンチおよびダミー構造物を示す図である。
【図５】典型的なダマシンプロセスを示す典型的な工程系統図である。
【図６】半導体デバイスのシングルダイに隣接して配置された典型的なダミー構造物の概略図である。
【図７】半導体デバイスのマルチダイに隣接して配置された典型的なダミー構造物の概略図である。
【図８】半導体デバイスの低密度領域上のラインに隣接して配置された典型的なダミー構造物の概略図である。
【図９】半導体デバイスの低密度領域上のラインに隣接して配置された典型的なダミー構造物の概略図である。
【図１０Ａ−１０Ｆ】ラインの縁近傍のハンプ効果およびその結果としての窪みを示す半導体デバイスの典型的なライン構造を示す図である。
【図１１Ａ−１１Ｃ】半導体デバイスの典型的なラインおよびダミー構造物を示す図である。
【図１２】半導体デバイス上の典型的なダミー構造物を示す図である。
【図１３】半導体デバイス上の典型的なダミー構造物を示す図である。
【図１４】半導体デバイス上の典型的なダミー構造物を示す図である。
【図１５】半導体デバイス上の典型的なダミー構造物を示す図である。
【図１６】半導体デバイス上の典型的なダミー構造物を示す図である。
【図１７Ａ−１７ＡＡ】半導体デバイス上に典型的なダミー構造物を形成するために用いることができる様々の典型的な形状を示す図である。
【図５】
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【国際公開パンフレット】
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【国際調査報告】
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