(57)【要約】  中間工程（ＭＯＬ）層を製造する方法およびＭＯＬ層を含むデバイス。本開示の一態様による方法は、半導体基板の半導体デバイスの端子に対するアクティブ接点にわたってハードマスクを堆積させるステップを含む。そのような方法はまた、アクティブ接点のうちのいくつかを選択的に露出させ、アクティブ接点のうちのいくつかを選択的に絶縁するようにハードマスクをパターン化するステップを含む。この方法はまた、半導体デバイスのアクティブ領域を介して、露出されたアクティブ接点を互いに結合させるために、導電性材料をパターン化されたハードマスクおよび露出されたアクティブ接点上に堆積させるステップを含む。
2017501581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間工程（ＭＯＬ）層を製造する方法であって、
半導体基板の半導体デバイスの端子に対する複数のアクティブ接点にわたってハードマスクを堆積させるステップと、
前記複数のアクティブ接点のうちのいくつかを選択的に露出させ、前記複数のアクティブ接点のうちのいくつかを選択的に絶縁するように前記ハードマスクをパターン化するステップと、
前記半導体デバイスのアクティブ領域を介して、前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点を互いに結合させるために、導電性材料を前記パターン化されたハードマスクおよび前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点上に堆積させるステップと
を含む、方法。
【請求項２】
前記ハードマスクの厚さが、前記導電性材料が前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点上に共形堆積されることを可能にする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記導電性材料がタングステンである、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点が、ソース接点、ドレイン接点、および／またはゲート接点を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点が金属接点またはポリシリコン接点を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
絶縁されたアクティブ接点と露出されたアクティブ接点とが互いに隣接する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ハードマスクをパターン化することが、前記複数のアクティブ接点を選択的に露出させるための矩形開口を作成する、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点を結合させる前記導電性材料が、前記複数のアクティブ接点のうちの露出されていないアクティブ接点にわたって延在する、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記導電性材料を堆積させるステップが、前記導電性材料を化学機械研磨（ＣＭＰ）するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ＭＯＬ層が、モバイルフォン、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定ロケーションデータユニット内に統合される、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
中間工程（ＭＯＬ）層を含むデバイスであって、前記ＭＯＬ層が、
半導体基板の半導体デバイスの端子に対する複数のアクティブ接点のうちのいくつかを選択的に露出させ、前記複数のアクティブ接点のうちのいくつかを選択的に絶縁するマスク層と、
前記半導体デバイスのアクティブ領域を介して、前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点を互いに結合させるために、パターン化されたハードマスクおよび前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点に結合された導電性材料と
を含む、デバイス。
【請求項１２】
前記マスク層の厚さが、前記導電性材料が前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点上に共形堆積されることを可能にする、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
前記導電性材料がタングステンまたは銅である、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点が、ソース接点、ドレイン接点、および／またはゲート接点を含む、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点が金属接点またはポリシリコン接点を含む、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１６】
絶縁されたアクティブ接点と露出されたアクティブ接点とが互いに隣接する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１７】
前記マスク層が前記複数のアクティブ接点を選択的に露出させるための矩形開口を作成する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１８】
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点に結合された前記導電性材料が、前記複数のアクティブ接点のうちの露出されていないアクティブ接点にわたって延在する、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１９】
モバイルフォン、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定ロケーションデータユニット内に統合される、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項２０】
中間工程（ＭＯＬ）層を製造する方法であって、
半導体基板の半導体デバイスの端子に対する複数のアクティブ接点にわたってハードマスクを堆積させるためのステップと、
前記複数のアクティブ接点のうちのいくつかを選択的に露出させ、前記複数のアクティブ接点のうちのいくつかを選択的に絶縁するように前記ハードマスクをパターン化するためのステップと、
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点を互いに結合させるために、導電性材料を前記パターン化されたハードマスクおよび前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点上に堆積させるためのステップと
を含む、方法。
【請求項２１】
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点を結合させる前記導電性材料が、前記複数のアクティブ接点のうちの露出されていないアクティブ接点にわたって延在する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記導電性材料を堆積させる前記ステップが、前記導電性材料を化学機械研磨（ＣＭＰ）するステップをさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】
前記ＭＯＬ層が、モバイルフォン、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定ロケーションデータユニット内に統合される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２４】
中間工程（ＭＯＬ）層を含むデバイスであって、前記ＭＯＬ層が、
半導体基板の半導体デバイスの端子に対する複数のアクティブ接点のうちのいくつかを選択的に露出させ、前記複数のアクティブ接点のうちのいくつかを選択的に絶縁するための手段と、
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点を互いに結合させるために、前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点を結合させるための手段と
を含む、デバイス。
【請求項２５】
前記結合手段が、前記複数のアクティブ接点のうちの露出されていないアクティブ接点にわたって延在する、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２６】
前記露出させる手段の厚さが、前結合手段が前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点上に共形堆積されることを可能にする、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２７】
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点が、ソース接点、ドレイン接点、および／またはゲート接点を含む、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２８】
前記複数のアクティブ接点のうちの前記露出されたアクティブ接点が、金属接点またはポリシリコン接点を含む、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項２９】
絶縁されたアクティブ接点と露出されたアクティブ接点とが互いに隣接する、請求項２４に記載のデバイス。
【請求項３０】
モバイルフォン、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、ナビゲーションデバイス、コンピュータ、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、ポータブルデータユニット、および／または固定ロケーションデータユニット内に統合される、請求項２４に記載のデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその開示全体が本明細書に明確に組み込まれている、２０１４年１月３日に出願した、「ＣＯＮＤＵＣＴＩＶＥ  ＬＡＹＥＲ  ＲＯＵＴＩＮＧ」と題する米国仮出願第６１／９２３，４８２号に対して米国特許法第１１９条（ｅ）項の下の利益を主張するものである。
【０００２】
本開示の態様は、半導体デバイスに関し、より詳細には、集積回路内で中間工程層などの導電層をルーティングすることに関する。
【背景技術】
【０００３】
相互接続層は、集積回路デバイス上で異なるデバイスを一緒に接続するために使用されることが多い。回路の密度の増大により、導電層の数は増大し、そのような導電層のルーティングはより複雑になった。さらに、指定された接続間で他の接点を電気的に接続せずに、回路上で特定の接点を結合することは、大きい領域を必要とし、回路のある部分に対する電力アクセスを困難にする場合がある。そのような構造の周囲に相互接続層をルーティングすることは、相互接続層が不要な接点を電気的に接続するのを防ぐために追加の領域を必要とし得る。不要な接点の周囲に相互接続層をルーティングすることは、相互接続層間に追加のビアを必要とし得る。相互接続層間の追加のビアは、製造の複雑さおよびコストを増大し得る。さらに、相互接続層間の追加のビアは、回路の故障モードを増大し得る。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
中間工程（ＭＯＬ：ｍｉｄｄｌｅ  ｏｆ  ｌｉｎｅ）層を製造する方法は、半導体基板の半導体デバイスの端子に対するアクティブ接点にわたってハードマスクを堆積させるステップを含み得る。そのような方法はまた、アクティブ接点のうちのいくつかを選択的に露出させ、アクティブ接点のうちのいくつかを選択的に絶縁するようにハードマスクをパターン化するステップを含む。この方法はまた、半導体デバイスのアクティブ領域を介して、露出されたアクティブ接点を互いに結合させるために、導電性材料をパターン化されたハードマスクおよび露出されたアクティブ接点上に堆積させるステップを含む。
【０００５】
中間工程（ＭＯＬ）層を含むデバイスは、半導体基板の半導体デバイスの端子に対するいくつかのアクティブ接点を選択的に露出させ、アクティブ接点のうちいくつかを選択的に絶縁するマスク層を含み得る。このデバイスはまた、半導体デバイスのアクティブ領域を介して、露出されたアクティブ接点を互いに結合させるために、パターン化されたハードマスクおよび露出されたアクティブ接点に結合された導電性材料を含む。
【０００６】
中間工程（ＭＯＬ）層を含むデバイスは、半導体基板の半導体デバイスの端子に対するいくつかのアクティブ接点を選択的に露出させ、アクティブ接点のうちのいくつかを選択的に絶縁するための手段を含み得る。このデバイスはまた、露出されたアクティブ接点を互いに結合させるための手段を含む。
【０００７】
ここまで、続く詳細な説明がより良く理解され得るように、本開示の特徴および技術的利点をかなり広く概説した。本開示の追加の特徴および利点について下で説明する。本開示は、本開示の同じ目的を実行するために、他の構造を修正または設計するための基礎として容易に利用され得ることを当業者は了解されたい。そのような等価の構造は、添付の特許請求の範囲に記載する本開示の教示から逸脱しないことを当業者はやはり了解されたい。本開示の特性であると考えられる新規性のある特徴は、添付の図面とともに考慮されるとき、その組織と動作の方法の両方に関して、さらなる目的および利点とともに、以下の説明からより良く理解されよう。ただし、図面の各々は、例示および説明のためだけに提供され、本開示の限定の定義として意図されないことを明確に理解されたい。
【０００８】
本開示のより完全な理解のために、次に、添付の図面とともに、以下の説明を参照する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】半導体回路の側面図である。
【図２】図１の半導体回路の上面図である。
【図３】半導体回路上で接点を接続するための考えられる手法を示す図である。
【図４】半導体回路上で接点を接続するための考えられる手法を示す図である。
【図５Ａ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む集積回路の側面図である。
【図５Ｂ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む集積回路の上面図である。
【図６Ａ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図５Ａの集積回路の側面図である。
【図６Ｂ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図５Ｂの集積回路の上面図である。
【図７Ａ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図６Ａの集積回路の側面図である。
【図７Ｂ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図６Ｂの集積回路の上面図である。
【図８Ａ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図７Ａの集積回路の側面図である。
【図８Ｂ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図７Ｂの集積回路の上面図である。
【図９Ａ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図８Ａの集積回路の側面図である。
【図９Ｂ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図８Ｂの集積回路の上面図である。
【図１０Ａ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図９Ａの集積回路の側面図である。
【図１０Ｂ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図９Ｂの集積回路の上面図である。
【図１１Ａ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図１０Ａの集積回路の側面図である。
【図１１Ｂ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図１０Ｂの集積回路の上面図である。
【図１２Ａ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、集積回路の側面図である。
【図１２Ｂ】本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、集積回路の上面図である。
【図１３】本開示の一態様による、集積回路の中間工程層内で導電層をルーティングするプロセスを示すプロセス流れ図である。
【図１４】本開示の構成が有利に採用され得る例示的なワイヤレス通信システムを示すブロック図である。
【図１５】一構成による、半導体構成要素の回路、レイアウト、および論理設計のために使用される設計ワークステーションを示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
下に記載する詳細な説明は、添付の図面とともに、様々な構成の説明として意図され、本明細書で説明する概念が実施され得る唯一の構成を表すことを意図しない。詳細な説明は、様々な概念の十分な理解を提供するための特定の詳細を含む。しかしながら、これらの概念はこれらの特定の詳細なしに実施され得ることが当業者には明らかであろう。場合によっては、よく知られている構造および成分は、そのような概念を曖昧にするのを避けるために、ブロック図の形で示される。本明細書で説明する「および／または」という用語の使用は、「包括的なまたは」を表すことを意図し、「または」の使用は「排他的なまたは」を表すことを意図する。
【００１１】
半導体製造プロセスは３つの部分、すなわち、前工程（ＦＥＯＬ：ｆｒｏｎｔ  ｅｎｄ  ｏｆ  ｌｉｎｅ）、中間工程（ＭＯＬ）、および後工程（ＢＥＯＬ：ｂａｃｋ  ｅｎｄ  ｏｆ  ｌｉｎｅ）に分割されることが多い。前工程プロセスは、ウェハ準備と、絶縁と、ウェル形成と、ゲートパターン化と、スペーサと、ドーパント注入とを含む。中間工程プロセスは、ゲートおよび端子接点形成を含む。しかしながら、中間工程プロセスのゲートおよび端子接点形成は、特に、リソグラフィパターン化に関して、製造フローのますます困難な部分である。後工程プロセスは、ＦＥＯＬデバイスに結合するための相互接続および誘電体層を形成するステップを含む。これらの相互接続は、プラズマ強化化学気相堆積（ＰＥＣＶＤ）堆積層間絶縁膜（ＩＬＤ）材料を使用してデュアルダマシンプロセスを用いて製造され得る。
【００１２】
最近では、近代のマイクロプロセッサ内で現在相互接続されている多数のトランジスタにより、回路用の相互接続レベルの数はかなり増大した。増大した数のトランジスタをサポートするための相互接続レベルの数の増大は、ゲートおよび端子接点形成を実行するために、より複雑な中間工程プロセスを必要とする。
【００１３】
本明細書で説明する、中間工程相互接続層は、第１の導電層（たとえば、金属１（Ｍ１））を集積回路の酸化物拡散（ＯＤ：ｏｘｉｄｅ  ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ）層に接続するため、ならびにＭ１を集積回路のアクティブデバイスに接続するための導電性相互接続を指す場合がある。Ｍ１を集積回路のＯＤ層に接続するための中間工程相互接続層は、「ＭＤ１」および「ＭＤ２」と呼ばれる場合がある。Ｍ１を集積回路のポリゲートに接続するための中間工程相互接続層は、「ＭＰ」と呼ばれる場合がある。
【００１４】
不要な接点の周囲に中間工程相互接続層をルーティングすることは、中間工程相互接続層間に追加のビアを必要とし得る。中間工程相互接続層間の追加のビアは、製造の複雑さおよびコストを増大し得る。さらに、中間工程相互接続層間の追加のビアは、回路の故障モードを増大し得る。本開示の一態様では、第２のＭＯＬ導電層は、既存のプロセス技術を使用して、局所相互接続の第２のセット（積層接点（ＭＤ２））を提供する。この構成では、第２のＭＯＬ導電層は、指定されたアクティブ接点ＭＤ１間で不要な接点を接続せずに、積層接点ＭＤ２を使用して、指定されたアクティブ接点ＭＤ１を相互接続する。
【００１５】
図１は、本開示の一態様による、中間工程（ＭＯＬ）相互接続層１１０内で導電層のルーティングが実行される集積回路（ＩＣ）デバイス１００を示す断面図を示す。ＩＣデバイス１００は、シャロートレンチ分離（ＳＴＩ：ｓｈａｌｌｏｗ  ｔｒｅｎｃｈ  ｉｓｏｌａｔｉｏｎ）領域（たとえば、絶縁材料１０４）を有する半導体基板（たとえば、シリコンウェア）１０２を含む。ＳＴＩ領域および基板１０２内に、ソース領域、ドレイン領域、およびゲート領域（たとえば、ポリゲート１０６）を有するアクティブデバイスが形成されるアクティブ領域がある。
【００１６】
図１および図２では、第１のＭＯＬ相互接続層１１０は、既存のプロセス技術を使用して、基板１０２上で製造されたアクティブ（酸化物拡散（ＯＤ））接点（ＭＤ１）１１２（ＭＤ１  １１２−１、ＭＤ１  １１２−２、ＭＤ１  １１２−３、ＭＤ１  １１２−４、およびＭＤ１  １１２−５）のセットを含む。アクティブ接点１１２は、アクティブデバイス（たとえば、ソース領域およびドレイン領域）に結合され得る。この構成では、導電層のルーティングは、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１とアクティブ接点ＭＤ１  １１２−５とに結合するために実行され得る。第１のＭＯＬ導電層は、タングステンまたは他の同様の導電性材料からなり得る。
【００１７】
図３は、基板１０２上で接点を結合させるための第１の手法の上面図を示す。相互接続３００は、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−２、ＭＤ１  １１２−３、およびＭＤ１  １１２−４、またはポリゲート１０６に電気的に結合せずに、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１とアクティブ接点ＭＤ１  １１２−５とを結合させるとして示されている。しかしながら、この手法は、アクティブ接点１１２（たとえば、ＭＤ１  １１２−２からＭＤ１  １１２−４）および／またはポリゲート１０６への電力アクセスを困難にする大きな開口領域を絶縁材料１０４上で使用する。
【００１８】
図４は、基板１０２上で接点を結合させるための第２の手法の上面図を示す。相互接続３０２は、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−２からＭＤ１  １１２−４、またはポリゲート１０６に電気的に結合せずに、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−２から１１２−４にわたってアクティブ接点ＭＤ１  １１２−１とアクティブ接点ＭＤ１  １１２−５とを結合させるとして示されている。この手法はセル領域を省くが、この手法は、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１とＭＤ１  １１２−５とをアクティブ接点ＭＤ１  １１２−２、ＭＤ１  １１２−３、およびＭＤ１  １１２−４に、かつ場合によっては、不要なことが多いポリゲート１０６に電気的に結合させる場合がある。
【００１９】
図５Ａから図１３は、本開示の態様による、中間工程相互接続を示す。一構成では、第２のＭＯＬ導電層は、既存のプロセス技術を使用して、局所相互接続の第２のセット（積層接点（ＭＤ２））１２０を提供する。この構成では、積層接点ＭＤ２を形成する第２のＭＯＬ導電層は、指定されたアクティブ接点ＭＤ１  １１２−１とＭＤ１  １１２−５との間で不要な接続（たとえば、ＭＤ１  １１２−２からＭＤ１  １１２−４）を接続せずに、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１とＭＤ１  １１２−５の接続を可能にする。本開示のこの態様では、第２のＭＯＬ導電層ＭＤ２を使用したアクティブ接点ＭＤ１  １１２−１とＭＤ１  １１２−５の接続は、集積回路の半導体デバイスのアクティブ領域上である。
【００２０】
図５Ａおよび図５Ｂは、本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む集積回路のそれぞれ側面図および上面図を示す。図５Ａでは、ハードマスク５００が基板１０２の反対の集積回路の表面に結合される。ハードマスク５００は、フォトレジスト、酸化物層、窒化物層、薄膜、または他の同様の材料もしくは材料の層であり得る。図５Ｂは、その中でハードマスク５００がアクティブ接点１１２とポリゲート１０６の部分とを覆う集積回路の上面図を示す。アクティブ接点１１２およびポリゲート１０６の覆われた部分は、ハードマスク５００がアクティブ接点１１２とポリゲート１０６の部分とを覆うことを示すために、破線で示されている。ポリゲート１０６の覆われていない部分は実線で示されている。
【００２１】
図６Ａおよび図６Ｂは、本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図５Ａおよび図５Ｂの集積回路のそれぞれ側面図と上面図とを示す。図６Ａでは、側面図は、第２のＭＯＬ相互接続層１２０内のハードマスク５００に結合されたプリメタル誘電層６００（ＰＭＤ）を示す。図６Ｂでは、上面図は、ポリゲート１０６の後続の露出を可能にするために、ポリゲート１０６の一部がプリメタル誘電層６００によって覆われないように、プリメタル誘電層６００（ＰＭＤ）がハードマスク５００の一部を覆うことを示す。
【００２２】
図７Ａおよび図７Ｂは、本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図６Ａおよび図６Ｂの集積回路のそれぞれ側面図と上面図とを示す。図７Ｂで最も良く理解できるように、上面図は、プリメタル誘電層６００のパターン化を示す。ハードマスク５００は、プリメタル誘電層６００のエッチングによって選択的に露出される。
【００２３】
図８Ａおよび図８Ｂは、本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図７Ａおよび図７Ｂの集積回路のそれぞれ側面図と上面図とを示す。図８Ａで、側面図は、ハードマスク５００に結合された層８００のパターン化を示す。層８００は、層８００のパターン化に従って、アクティブ接点１１２（たとえば、ＭＤ１  １１２−２、ＭＤ１  １１２−３、およびＭＤ１  １１２−４）および／またはポリゲート１０６のうちのいくつかに対するアクセスを阻止する絶縁体または他の層であり得る。この構成では、図８Ｂにさらに示すように、プリメタル誘電層６００のエッチングされていない部分は層８００に隣接して破線で示されている。
【００２４】
図８Ｂの上面図に示すように、アクティブ接点１１２（たとえば、ＭＤ１  １１２−２、ＭＤ１  １１２−３、およびＭＤ１  １１２−４）ならびにポリゲート１０６を阻止しながら、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１およびＭＤ１  １１２−５を露出させるための開口が選択される。一構成では、層８００のパターンは、矩形であるＭＤ２パターンであり得、層８００の開口は、方形または矩形の形であり得る。他の構成では、開口は他の形であり得る。
【００２５】
図９Ａおよび図９Ｂは、本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図８Ａおよび図８Ｂの集積回路のそれぞれ側面図と上面図とを示す。図９Ａでは、側面図は、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１およびＭＤ１  １１２−５を露出させるための層８００のパターンを使用した、ハードマスク５００のエッチングを示す。エッチングされていないプリメタル誘電層６００は層８００に隣接して破線で示されている。図９Ｂでは、上面図は、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１およびＭＤ１  １１２−５が、実線で示されるように、ハードマスク５００のエッチングによって露出されることをさらに示す。
【００２６】
図１０Ａおよび図１０Ｂは、本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図９Ａおよび図９Ｂの集積回路のそれぞれ側面図と上面図とを示す。図１０Ａでは、側面図は、層８００の除去を示し、プリメタル誘電層６００のエッチングされていない部分は、露出されたＭＤ１  １１２−１およびＭＤ１  １１２−５に隣接して破線で示されている。図１０Ｂでは、上面図は、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−２、ＭＤ１  １１２−３、およびＭＤ１  １１２−４、ならびにポリゲート１０６を介して、層８００がハードマスク５００から除去されることを示す。アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１およびＭＤ１  １１２−５は、ハードマスク５００内の開口を通して露出される。
【００２７】
図１１Ａおよび図１１Ｂは、本開示の一態様による、中間工程相互接続を含む、図１０Ａおよび図１０Ｂの集積回路のそれぞれ側面図と上面図とを示す。図１１Ａでは、側面図は、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１およびＭＤ１  １１２−５だけを結合させる層１１００の堆積を示す。層１１００は、Ｍ０層（たとえば、ＭＤ２）など、中間工程層であり得る。この構成では、層１１００は、少なくとも電気的な意味で、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−２、ＭＤ１  １１２−３、およびＭＤ１  １１２−４、ならびにポリゲート１０６に接触しない。図１１Ｂの上面図では、層１１００は、基板１０２上のデバイス、ＩＣデバイス１００のアクティブ領域もしくはアクティブ領域の方位に応じて、ＩＣデバイス１００のアクティブ領域の上もしくは下にあってよく、またはそれに沿ってよい。
【００２８】
この構成では、層１１００は、ＩＣデバイス１００のアクティブ領域に近接するアクティブ接点ＭＤ１  １１２−２、ＭＤ１  １１２−３、およびＭＤ１  １１２−４に接触しないが、これは、ハードマスク５００が、基板１０２上のＩＣデバイス１００のアクティブデバイスのアクティブ領域またはアクティブ領域に近接する（その上にある、その下にある、もしくはそれに沿っている）アクティブ接点ＭＤ１  １１２−２、ＭＤ１  １１２−３、およびＭＤ１  １１２−４、ならびにポリゲート１０６を絶縁するためである。
【００２９】
ハードマスク５００の厚さは、アクティブ接点１１２の露出されたアクティブ接点上への層１１００の共形堆積を可能にするように選択される。ハードマスク５００の厚さは、たとえば、５０（５０）〜２００（２００）オングストローム（Å）であり得る。層１１００は、ウエットエッチング、機械的エッチング、もしくは化学機械研磨（ＣＭＰ）、または他のプロセスによって研磨あるいはさらにパターン化され得る。
【００３０】
本開示の別の態様では、非隣接ポリゲートは、非隣接アクティブ接点に関して上で説明したのと同様の方法で一緒に結合され得る。すなわち、ポリゲートの一部は結合から絶縁される。図１２Ａおよび図１２Ｂは、本開示の本態様による、中間工程相互接続を含む集積回路のそれぞれ側面図および上面図を示す。図１２Ａは、ＩＣデバイス１００のアクティブデバイスのポリゲート１０６−１およびポリゲート１０６−４だけを結合させる層１２００の堆積を示す。層１２００は、Ｍ０層（たとえば、ＭＰ）など、中間工程層であり得る。図１２Ｂに示すように、層１２００は、少なくとも電気的な意味で、ポリゲート１０６−２および１０６−３に接触しない。本開示のこの態様では、図５Ａから図１１Ｂに示すプロセスは、ハードマスク５００を使用して、ポリゲート１０６−２および１０６−３を絶縁するように調整される。結果として、層１２００は、ポリゲート１０６−１およびポリゲート１０６−４を結合させるが、ハードマスク５００がポリゲート１０６−２および１０６−３を層１２００から絶縁するため、ポリゲート１０６−２および１０６−３を結合させない。
【００３１】
図１３は、本開示の一態様による、中間工程（ＭＯＬ）層を製造するための方法１３００を示すプロセス流れ図である。ブロック１３０２で、半導体基板の半導体デバイスの端子に対する接点にわたってハードマスクが堆積される。たとえば、図５Ａで、ハードマスク５００は、基板１０２の反対の集積回路の表面上に堆積される。ブロック１３０４で、ハードマスクは、接点のうちのいくつかを選択的に露出させ、接点のうちのいくつかを選択的に絶縁するようにパターン化される。たとえば、図９Ｂは、実線で示されるように、ハードマスク５００のエッチングによるアクティブ接点ＭＤ１  １１２−１およびＭＤ１  １１２−５の露出を示す。
【００３２】
図１３を再び参照すると、ブロック１３０６で、露出された接点を互いに結合させるためにパターン化されたハードマスクおよび露出された接点上に、導電性材料を堆積させる。たとえば、図１１Ａは、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１およびＭＤ１  １１２−５だけを結合させる層１１００の堆積を示す。層１１００は、Ｍ０層（たとえば、ＭＤ２）など、中間工程層であり得る。別の例では、図１２Ａは、ＩＣデバイス１００のアクティブデバイスのポリゲート１０６−１およびポリゲート１０６−４だけを結合させる層１２００の堆積を示す。層１２００は、Ｍ１を集積回路（ＭＰ）のポリゲートに接続するための中間工程相互接続層など、中間工程層であり得る。
【００３３】
本開示のさらなる態様によれば、中間工程（ＭＯＬ）層を含むデバイスについて説明する。一構成では、このデバイスは、半導体基板の半導体デバイスの端子に対するいくつかのアクティブ接点を選択的に露出させ、アクティブ接点のうちのいくつかを選択的に絶縁するための手段を含む。露出手段は、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−２、ＭＤ１  １１２−３、およびＭＤ１  １１２−４、ならびにポリゲート１０６を覆うハードマスク５００であり得る。アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１およびＭＤ１  １１２−５は、図１０Ａおよび図１０Ｂに示すように、ハードマスク５００内の開口を通して露出される。このデバイスはまた、露出されたアクティブ接点を互いに結合させるために、露出されたアクティブ接点を結合させるための手段を含む。結合手段は、アクティブ接点ＭＤ１  １１２−１およびＭＤ１  １１２−５だけを結合させる層１１００であり得る。層１１００は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、Ｍ０層（たとえば、ＭＤ２）など、中間工程層であり得る。別の態様では、前述の手段は、前述の手段によって記載された機能を実行するように構成された任意の層、任意のインターフェースまたは構造であり得る。
【００３４】
図１４は、本開示の構成が有利に採用され得る例示的なワイヤレス通信システム１４００を示すブロック図である。例示のために、図１４は、３つのリモートユニット１４２０、１４３０、および１４５０、ならびに２つの基地局１４４０を示す。ワイヤレス通信システムは、さらに多くのリモートユニットおよび基地局を有し得ることを認識されよう。リモートユニット１４２０、１４３０、および１４５０は、開示されたデバイスを含むＩＣデバイス１４２５Ａ、１４２５Ｃ、および１４２５Ｂを含む。基地局、スイッチングデバイス、およびネットワーク機器など、他のデバイスも開示するデバイスを含み得ることを認識されよう。図１４は、基地局１４４０からリモートユニット１４２０、１４３０、および１４５０への順方向リンク信号１４８０と、リモートユニット１４２０、１４３０、および１４５０から基地局１４４０への逆方向リンク信号１４９０とを示す。
【００３５】
図１４では、リモートユニット１４２０はモバイル電話として示され、リモートユニット１４３０はポータブルコンピュータとして示され、リモートユニット１４５０は、ワイヤレスローカルループシステム内の固定ロケーションリモートユニットとして示されている。たとえば、リモートユニットは、モバイルフォン、ハンドヘルドパーソナル通信システム（ＰＣＳ）ユニット、携帯情報端末などのポータブルデータユニット、ＧＰＳ対応デバイス、ナビゲーションデバイス、セットトップボックス、音楽プレーヤ、ビデオプレーヤ、娯楽ユニット、メーター読取り機器などの固定ロケーションデータユニット、あるいは、データ、もしくはコンピュータ命令、もしくはそれらの組合せを記憶または取り出す他のデバイスであり得る。図１４は本開示の態様によるリモートユニットを図示するが、本開示はこれらの例示的な示されたユニットに限定されない。本開示の態様は、開示するデバイスを含む多くのデバイス内で適切に採用され得る。
【００３６】
図１５は、上で開示したデバイスなど、半導体構成要素の回路、レイアウト、および論理設計のために使用される設計ワークステーションを示すブロック図である。設計ワークステーション１５００は、オペレーティングシステムソフトウェアと、サポートファイルと、ＣａｄｅｎｃｅまたはＯｒＣＡＤなどの設計ソフトウェアとを包含するハードディスク１５０１を含む。設計ワークステーション１５００はまた、回路１５１０、または、本開示の一態様によるデバイスなどの半導体構成要素１５１２の設計を円滑にするためのディスプレイ１５０２を含む。回路１５１０または半導体構成要素１５１２の設計を有形に記憶するための記憶媒体１５０４が提供される。回路１５１０または半導体構成要素１５１２の設計は、ＧＤＳＩＩまたはＧＥＲＢＥＲなどのファイルフォーマットで記憶媒体１５０４上に記憶され得る。記憶媒体１５０４は、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ハードディスク、フラッシュメモリ、または他の適切なデバイスであり得る。さらに、設計ワークステーション１５００は、記憶媒体１５０４から入力を受け入れ、記憶媒体１５０４に出力を書き込むためのドライブ装置１５０３を含む。
【００３７】
記憶媒体１５０４上に記録されたデータは、論理回路構成、フォトリソグラフィマスクのためのパターンデータ、または、電子ビームリソグラフィなど、シリアル書込みツール（ｓｅｒｉａｌ  ｗｒｉｔｅ  ｔｏｏｌｓ）のためのマスクパターンデータを指定し得る。データは、論理シミュレーションに関連するタイミング図またはネット回路など、論理件検証データをさらに含む。記憶媒体１５０４上にデータを提供することは、半導体ウェハを設計するための処理の数を低減することによって、回路１５１０または半導体構成要素１５１２の設計を促進にする。
【００３８】
ファームウェアおよび／またはソフトウェア実装形態の場合、これらの方法は、本明細書で説明した機能を実行する（たとえば、手順、機能など）モジュールを用いて実装され得る。本明細書で説明する説明した方法を実装するために、命令を有形に実施する機械可読媒体を使用することができる。たとえば、ソフトウェアコードをメモリ内に記憶して、プロセッサユニットによって実行することができる。メモリは、プロセッサユニット内で、またはプロセッサユニットの外部で実装され得る。本明細書で使用する「メモリ」という用語は、長期の、短期の、揮発性の、不揮発性の、または他のタイプのメモリを指し、特定のタイプのメモリ、もしくは特定の数のメモリ、またはメモリが記憶される媒体のタイプに限定されない。
【００３９】
ファームウェアおよび／またはソフトウェアで実装される場合、機能を１つもしくは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶することができる。例は、データ構造を用いて符号化されたコンピュータ可読媒体と、コンピュータプログラムを用いて符号化されたコンピュータ可読媒体とを含む。コンピュータ可読媒体は、物理的コンピュータ記憶媒体を含む。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされ得る利用可能な媒体であり得る。限定ではなく、例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気ストレージデバイス、または命令もしくデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶するために使用可能であり、コンピュータによってアクセス可能な他の媒体を含み得る。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（ｄｉｓｋ）、およびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は、通常、データを磁気的に再生するのに対して、ディスク（ｄｉｓｃ）はデータをレーザーで光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。
【００４０】
コンピュータ可読媒体上の記憶に加えて、命令および／またはデータは、通信装置内に含まれた伝送媒体上で信号として提供され得る。たとえば、通信装置は、命令およびデータを示す信号を有するトランシーバを含み得る。これらの命令およびデータは、１つまたは複数のプロセッサに、特許請求の範囲で概説する機能を実装させるように構成される。
【００４１】
本開示およびその利点が詳細に説明されたが、添付の特許請求の範囲によって定義された本開示の技術から逸脱せずに、様々な変更、置換、および改変を本明細書に行うことができることを理解されたい。たとえば、「上」および「下」などの関係語は、基板または電子デバイスに関して使用される。当然、基板または電子デバイスが反転される場合、上は下になり、その逆も同様である。加えて、横方向に方向付けられた場合、上および下は、基板または電子デバイスの側面を指す場合がある。さらに、本出願の範囲は、本明細書で説明したプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、およびステップの特定の構成に限定されることが意図されない。当業者が本開示から容易に了解するように、本明細書で説明した対応する構成と同じ機能を実質的に実行するか、もしくはその構成と同じ結果を実質的に達成する、現在存在しているかまたは後に開発されるプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、あるいはステップが本開示に従って利用され得る。したがって、添付の特許請求の範囲は、その範囲内に、そのようなプロセス、機械、製造、組成物、手段、方法、またはステップを含むことが意図される。
【００４２】
本明細書の開示に関して説明した、様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップは、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、または両方の組合せとして実装され得ることを当業者はさらに了解されよう。ハードウェアとソフトウェアのこの交換可能性を明瞭に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路、およびステップは、一般に、その機能に関して上で説明された。そのような機能がハードウェアとして実装されるか、またはソフトウェアとして実装されるかは、特定の適用例および全体的なシステムに課された設計制約に依存する。当業者は、各特定の用途に関して、説明した機能を様々な方法で実装することができるが、そのような実装決定は、本開示の範囲からの逸脱を引き起こすものと解釈されるべきではない。
【００４３】
本明細書の開示に関して説明した様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブル論理デバイス、個別ゲートもしくはトランジスタ論理、個別ハードウェア構成要素、または、本明細書で説明した機能を実行するように設計されたそれらの任意の組合せで、実装あるいは実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであり得るが、代替的に、プロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、もしくは状態機械であり得る。プロセッサはまた、コンピューティングデバイスの組合せ、たとえば、ＤＳＰとマイクロプロセッサとの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連携する１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、または任意の他のそのような構成として実装され得る。
【００４４】
本開示に関して説明した方法またはアルゴリズムのステップは、ハードウェアの形で直接的に、プロセッサによって実行されるソフトウェアモジュールの形で、またはそれら２つの組合せの形で実施され得る。ソフトウェアモジュールは、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、レジスタ、ハードディスク、リムーバブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、または当技術分野で知られている任意の他の形態の記憶媒体内に存在し得る。例示的な記憶媒体は、プロセッサが記憶媒体から情報を読み取り、記憶媒体に情報を書き込むことができるように、プロセッサに結合される。代替では、記憶媒体はプロセッサと一体であり得る。プロセッサおよび記憶媒体はＡＳＩＣ内に存在し得る。ＡＳＩＣはユーザ端末内に存在し得る。代替では、プロセッサおよび記憶媒体は、ユーザ端末内の個別構成要素として存在し得る。
【００４５】
１つまたは複数の例示的な設計では、説明した機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せの形で実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、機能を１つもしくは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体に記憶すること、あるいはコンピュータ可読媒体を介して送信することができる。コンピュータ可読媒体は、ある場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を円滑にする任意の媒体を含めて、コンピュータ記憶媒体と通信媒体の両方を含む。記憶媒体は、汎用コンピュータまたは専用コンピュータによってアクセスされ得る任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭもしくは他の光ディスクストレージ、磁気ディスクストレージもしくは他の磁気記憶デバイス、または命令もしくはデータ構造の形態で指定されたプログラムコード手段を搬送あるいは記憶するために使用可能であり、汎用コンピュータもしくは専用コンピュータまたは汎用プロセッサもしくは専用プロセッサによってアクセス可能な任意の他の媒体を含み得る。また、いかなる接続もコンピュータ可読媒体と適切に呼ばれ得る。たとえば、ソフトウェアが同軸ケーブル、光ファイバケーブル、より対線、デジタル加入者ライン（ＤＳＬ）、もしくは、赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術を使用してウェブサイト、サーバ、または他のリモートソースから送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバケーブル、より対線、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波などのワイヤレス技術は、媒体の定義の中に含まれる。本明細書で使用するディスク（ｄｉｓｋ）およびディスク（ｄｉｓｃ）は、コンパクトディスク（ｄｉｓｃ）（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）（ｄｉｓｃ）、光ディスク（ｄｉｓｃ）、デジタル多用途ディスク（ｄｉｓｃ）（ＤＶＤ）、フロッピーディスク（ｄｉｓｋ）およびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスク（ｄｉｓｃ）を含み、ディスク（ｄｉｓｋ）は、通常、データを磁気的に再生し、ディスク（ｄｉｓｃ）は、データをレーザーで光学的に再生する。上記の組合せも、コンピュータ可読媒体の範囲内に含まれる。
【００４６】
本開示の前の説明は、当業者が本開示を行うこと、または本開示を使用することを可能にするために提供されている。本開示に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり得るし、本明細書で定義された一般原理は、本開示の趣旨または範囲から逸脱せずに、他の変形形態に適用され得る。したがって、本開示は、本明細書で説明した例および設計に限定されるものではなく、本明細書で開示した原理および新規の特徴に一致する、最も広い範囲を与られるべきである。
【符号の説明】
【００４７】
１００  集積回路（ＩＣ）デバイス
１０２  半導体基板、基板
１０４  絶縁材料
１０６  ポリゲート
１０６−１  ポリゲート
１０６−２  ポリゲート
１０６−３  ポリゲート
１０６−４  ポリゲート
１１０  中間工程（ＭＯＬ）相互接続層、第１のＭＯＬ相互接続層
１１２  アクティブ接点
１１２−１  酸化物拡散（ＯＤ）接点、アクティブ接点
１１２−２  酸化物拡散（ＯＤ）接点、アクティブ接点
１１２−３  酸化物拡散（ＯＤ）接点、アクティブ接点
１１２−４  酸化物拡散（ＯＤ）接点、アクティブ接点
１１２−５  酸化物拡散（ＯＤ）接点、アクティブ接点
３００  相互接続
５００  ハードマスク
６００  プリメタル誘電層
８００  層
１１００  層
１２００  層
１３００  方法
１４００  ワイヤレス通信システム
１４２０  リモートユニット
１４２５Ａ  ＩＣデバイス
１４２５Ｂ  ＩＣデバイス
１４２５Ｃ  ＩＣデバイス
１４３０  リモートユニット
１４４０  基地局
１４５０  リモートユニット
１４８０  順方向リンク信号
１４９０  逆方向リンク信号
１５００  設計ワークステーション
１５０１  ハードディスク
１５０２  ディスプレイ
１５０３  ドライブ装置
１５０４  記憶媒体
１５１０  回路
１５１２  半導体構成要素
【図１】
2017501581.tif 000003
【図２】
2017501581.tif 000004
【図３】
2017501581.tif 000005
【図４】
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【図５Ａ】
2017501581.tif 000007
【図５Ｂ】
2017501581.tif 000008
【図６Ａ】
2017501581.tif 000009
【図６Ｂ】
2017501581.tif 000010
【図７Ａ】
2017501581.tif 000011
【図７Ｂ】
2017501581.tif 000012
【図８Ａ】
2017501581.tif 000013
【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
2017501581.tif 000015
【図９Ｂ】
2017501581.tif 000016
【図１０Ａ】
2017501581.tif 000017
【図１０Ｂ】
2017501581.tif 000018
【図１１Ａ】
2017501581.tif 000019
【図１１Ｂ】
2017501581.tif 000020
【図１２Ａ】
2017501581.tif 000021
【図１２Ｂ】
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【図１３】
2017501581.tif 000023
【図１４】
2017501581.tif 000024
【図１５】
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【国際調査報告】
2017501581.tif 000026
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