本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種用于具有內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的方法及一種具有內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置，特別涉及一種用于確定具有內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的電化腐蝕的方法及一種具有防止電化腐蝕的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。

背景技術(shù)：

在一些制造過(guò)程中，可執(zhí)行濕清洗過(guò)程以從半導(dǎo)體裝置移除殘余物。此濕清洗過(guò)程通常使用水性hf(水氫氟酸)溶液或其它適當(dāng)?shù)幕趆f的溶液。此類(lèi)化學(xué)溶液可導(dǎo)致半導(dǎo)體裝置中一些金屬線(xiàn)中的腐蝕，這歸因于電化腐蝕的現(xiàn)象。電化腐蝕是指電化學(xué)過(guò)程，其中在存在電解質(zhì)的情況下當(dāng)兩種金屬電接觸時(shí)一種金屬優(yōu)先于另一金屬腐蝕。由于金屬線(xiàn)充當(dāng)陽(yáng)極且因此在電解溶液(例如，hf)處理期間經(jīng)受強(qiáng)制且不想要的氧化，所以金屬線(xiàn)易受腐蝕。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在一些實(shí)施例中，在用于具有內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的方法中，接收設(shè)計(jì)布局。識(shí)別設(shè)計(jì)布局中的金屬線(xiàn)，所述金屬線(xiàn)具有至少一個(gè)通孔在其上且不向下與氧化物擴(kuò)散區(qū)耦合。從設(shè)計(jì)布局獲得與金屬線(xiàn)耦合的柵極氧化物的面積。所述方法包括確定柵極氧化物的面積是否大于第一預(yù)定值。在柵極氧化物的面積大于第一預(yù)定值時(shí)，電荷釋放路徑與金屬線(xiàn)耦合。

在一些實(shí)施例中，一種半導(dǎo)體裝置具有內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體裝置的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)包括：柵極氧化物；金屬線(xiàn)，其與柵極氧化物耦合且形成于柵極氧化物上方；及放電路徑，其與金屬線(xiàn)耦合，其中金屬線(xiàn)具有至少一個(gè)通孔形成于其上且不向下與氧化物擴(kuò)散區(qū)耦合。

在一些實(shí)施例中，一種半導(dǎo)體裝置具有內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體裝置的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)包括：柵極氧化物；及金屬線(xiàn)，其與柵極氧化物耦合且形成于柵極氧化物上方，其中金屬線(xiàn)具有多個(gè)通孔形成于其上且不向下與氧化物擴(kuò)散區(qū)耦合。在半導(dǎo)體中，多個(gè)通孔包括冗余通孔，且通過(guò)冗余通孔防止金屬線(xiàn)與多個(gè)通孔之間的腐蝕。

附圖說(shuō)明

在結(jié)合附圖閱讀時(shí)，從下文詳細(xì)描述最佳地理解本揭示的方面。應(yīng)注意，根據(jù)行業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各種特征未按比例繪制。事實(shí)上，為清晰地論述，可任意地增大或減小各種特征的尺寸。

圖1a到1h是展示用于在半導(dǎo)體裝置中形成內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示范性過(guò)程中的電化腐蝕的起因及效果的示意圖。

圖2是展示半導(dǎo)體裝置的示范性?xún)?nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)處的電化腐蝕的剖面圖。

圖3a到3e是不同條件下的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的照片圖。

圖4是用于確定在半導(dǎo)體裝置的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)中是否發(fā)生電化腐蝕的方法的流程圖。

圖5a及5b是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的剖面圖。

圖6a是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置的布局圖。

圖6b是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的沿線(xiàn)aa'截取的圖6a中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置的剖面圖。

圖7a是不具有校正保護(hù)的半導(dǎo)體裝置的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖7b是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示意圖。

圖7c是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示意圖。

具體實(shí)施方式

下文揭示內(nèi)容提供用于實(shí)施所提供的標(biāo)的物的不同特征的許多不同實(shí)施例或?qū)嵗Ｏ挛拿枋鲈芭渲玫奶囟▽?shí)例以簡(jiǎn)化本揭示。當(dāng)然，這些僅為實(shí)例且并非具限制性。例如，下文描述中第一特征形成于第二特征上方或第二特征上可包含其中第一特征及第二特征為直接接觸而形成的實(shí)施例，且也可包含其中額外特征可形成于第一特征與第二特征之間，使得第一特征及第二特征可能不直接接觸的實(shí)施例。另外，本發(fā)明實(shí)施例可在各個(gè)實(shí)例中重復(fù)元件符號(hào)及/或字母。此重復(fù)是出于簡(jiǎn)單及清晰的目的且本身并不指示所論述的各種實(shí)施例及/或配置之間的關(guān)系。

此外，為了方便描述，本文中可使用空間關(guān)系術(shù)語(yǔ)(例如“下面”、“下方”、“之下”、“下部”、“之上”、“上方”、“到…上”、“上部”、“下部”、“左”、“右”及類(lèi)似術(shù)語(yǔ))來(lái)描述如圖中所說(shuō)明的一個(gè)元件或特征對(duì)另一元件或特征的關(guān)系?？臻g關(guān)系術(shù)語(yǔ)除涵蓋圖中所描繪的定向之外，還希望涵蓋裝置在使用中或操作中的不同定向。設(shè)備可以其它方式(旋轉(zhuǎn)90度或以其它定向)進(jìn)行定向，且可因此同樣地解釋本文中所使用的空間關(guān)系描述詞。應(yīng)理解，在元件被提及為“連接到”或“耦合到”另一元件時(shí)，所述元件可直接連接到或耦合到另一元件。另外，在元件被提及為與另一元件“連接”或“耦合”時(shí)，所述元件可與另一元件間接連接或耦合；例如，可存在任何中介元件。

本發(fā)明的實(shí)施例涉及一種確定在半導(dǎo)體裝置中是否發(fā)生電化腐蝕的方法。此外，本發(fā)明的實(shí)施例提供一種具有用于防止電化腐蝕的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置。

圖1a到1h是展示用于在半導(dǎo)體裝置10中形成內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示范性過(guò)程中的電化腐蝕的起因及效果的示意圖。參考圖1a，在制造中的半導(dǎo)體裝置10可包含金屬線(xiàn)101、金屬線(xiàn)101上的蝕刻停止層102及蝕刻停止層102上的電介質(zhì)膜103。光致抗蝕劑層104沉積于電介質(zhì)膜103上。將理解，一些內(nèi)連線(xiàn)件(例如，金屬線(xiàn)及接觸件)或元件(例如，晶體管或二極管)可形成于金屬線(xiàn)101下方。出于簡(jiǎn)單及清晰的目的，圖1a到1h中未展示形成于金屬線(xiàn)101下方的這些內(nèi)連線(xiàn)件或元件。

在一些實(shí)施例中，蝕刻停止層102是電介質(zhì)氮化物層，例如，氮化硅層或氮化鋁層。利用化學(xué)氣相沉積(cvd)實(shí)施用于沉積氮化物層的示范性過(guò)程。用于cvd的合適源氣體可包含硅烷及氨或氮。如果要沉積氮化鋁層，那么可通過(guò)在氮?dú)夥罩信c鋁靶進(jìn)行反應(yīng)性濺鍍(rs)而形成所述層。雖然電介質(zhì)氮化物是用于蝕刻停止層102的所要材料，但所述層的功能將用作針對(duì)電介質(zhì)膜103的蝕刻停止。

在沉積蝕刻停止層102之后，隨后沉積電介質(zhì)膜103。電介質(zhì)膜103可包含基于二氧化硅的材料，其可呈摻磷硅酸鹽玻璃(psg)、摻硼psg(bpsg)、四乙酯原硅酸鹽(teos)或類(lèi)似物的形式。此外，低溫電介質(zhì)或聚酰亞胺也可適于電介質(zhì)膜103。在沉積之后，可在例如回蝕過(guò)程或化學(xué)機(jī)械拋光(cmp)操作中將電介質(zhì)膜103平坦化。

接著，圖案化及蝕刻電介質(zhì)膜103以在其中形成開(kāi)口。圖案化是使用光刻技術(shù)來(lái)完成。在操作中，將光致抗蝕劑104沉積于電介質(zhì)膜103上且在圖案化掩模下將光致抗蝕劑104選擇性地暴露于紫外光以形成紫外光暴露光致抗蝕劑105，如圖1a中所展示。在浸沒(méi)于光致抗蝕顯影劑中之后，紫外光暴露光致抗蝕劑105溶解于光致抗蝕顯影劑中，從而暴露電介質(zhì)膜103的一部分，如圖1b中所展示。未暴露于紫外光的光致抗蝕劑104的部分保護(hù)電介質(zhì)膜103的部分使其免于蝕刻。

接著，執(zhí)行部分蝕刻過(guò)程以移除紫外光暴露光致抗蝕劑105下方的電介質(zhì)膜103的部分。參考圖1c，在電介質(zhì)膜103中形成淺開(kāi)口106。隨后，在另一圖案化掩模下將電介質(zhì)膜103上的剩余光致抗蝕劑104選擇性地暴露于紫外光以形成紫外光暴露光致抗蝕劑105'，如圖1d中所展示。在再次浸沒(méi)于光致抗蝕顯影劑中之后，紫外光暴露光致抗蝕劑105'溶解于光致抗蝕顯影劑中，從而導(dǎo)致如圖1e中所展示的結(jié)構(gòu)。接著，執(zhí)行全蝕刻過(guò)程以移除紫外光暴露光致抗蝕劑105'下部的電介質(zhì)膜103的部分。參考圖1f，在電介質(zhì)膜103中形成開(kāi)口107(包括溝槽及通路孔)并將其延伸到蝕刻停止層102中。蝕刻停止層102因此保護(hù)金屬線(xiàn)101使其免于蝕刻。

為了形成圖1f中所展示的開(kāi)口107，采用干蝕刻處理。在干蝕刻處理期間，以遠(yuǎn)快于蝕刻停止層102(其可包含電介質(zhì)氮化物)的速度蝕刻電介質(zhì)膜103。如果蝕刻停止層102是氮化硅層，那么用來(lái)形成開(kāi)口107以延伸穿過(guò)電介質(zhì)膜103到蝕刻停止層102的合適蝕刻化學(xué)物包含c2f6及氬或c3f8及氬(具有或不具有co)。相同蝕刻化學(xué)物可用來(lái)停止氮化鋁蝕刻停止層中的開(kāi)口107。在干蝕刻過(guò)程之后，開(kāi)口107尚未延伸到金屬線(xiàn)101。然而，在一些實(shí)施例中，開(kāi)口107延伸穿過(guò)電介質(zhì)膜103及蝕刻停止層102且因此通過(guò)一或多個(gè)干蝕刻過(guò)程而暴露金屬線(xiàn)101。

為了將開(kāi)口延伸到金屬線(xiàn)101，接著移除開(kāi)口內(nèi)的蝕刻停止層102的部分。在上文所提及的干蝕刻過(guò)程之后，使用濕清洗(例如，濕蝕刻)溶液(例如基于hf的溶液)來(lái)移除光致抗蝕劑104及蝕刻停止層102的殘余物。如果金屬線(xiàn)101下方的金屬氧化物半導(dǎo)體(mos)晶體管的柵極氧化物待與金屬線(xiàn)101耦合，且如果用來(lái)移除光致抗蝕劑104及蝕刻停止層102的殘余物的清洗溶液包含例如基于hf的混合物，那么由于電化腐蝕效果而發(fā)生金屬線(xiàn)101的底蝕(侵蝕)，如圖1g中所展示。另外，在一些實(shí)施例中，如果開(kāi)口107在濕蝕刻之前停止于金屬線(xiàn)101中，那么濕清洗溶液可在金屬線(xiàn)101的表面上致使電化腐蝕效果。

在清洗光致抗蝕劑104及蝕刻停止層102的殘余物之后，將導(dǎo)電材料沉積到圖1h中所展示的開(kāi)口107中以形成導(dǎo)電通孔108及另一金屬線(xiàn)110。理想地，通孔108與金屬線(xiàn)101接觸以提供良好導(dǎo)電性。然而，歸因于在濕清洗期間金屬線(xiàn)101上的電化腐蝕效果，在通孔108與金屬線(xiàn)101之間形成空隙109。所述空隙109導(dǎo)致非所要導(dǎo)電性或甚至摧毀通孔108與金屬線(xiàn)101之間的導(dǎo)電性。

圖2是展示半導(dǎo)體裝置20的示范性?xún)?nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)處的電化腐蝕的剖面圖。參考圖2，半導(dǎo)體裝置20包含柵極氧化物201，接觸件202，氧化物擴(kuò)散(od)區(qū)(也稱(chēng)為定義氧化層區(qū)，即，主動(dòng)區(qū))203及209，金屬線(xiàn)204a到204f及206a到206c，通孔205a到205g、207a及207b以及柵極210。在一些實(shí)例中，采用較高裝置集成密度的半導(dǎo)體裝置(例如鰭式場(chǎng)效應(yīng)晶體管(finfet)半導(dǎo)體裝置)在單個(gè)半導(dǎo)體裸片上包含十億個(gè)晶體管。finfetnmos及pmos晶體管形成于od區(qū)中。od區(qū)定義每一晶體管的作用區(qū)，即，其中形成晶體管的柵極下方的源極、漏極及通道的區(qū)。od被定義為在非作用區(qū)之間，例如淺溝槽隔離(sti)或場(chǎng)氧化物(fox)區(qū)。od區(qū)含有pmos或nmos晶體管。間斷(間隙)使相鄰od區(qū)分離。在特定情況下，od區(qū)之間的這些間斷致使裝置性能劣化。在越來(lái)越深的亞微米特征大小半導(dǎo)體裝置中，這些裝置的電特性越來(lái)越受od密度變化的影響。例如，由與od區(qū)相關(guān)聯(lián)的非作用區(qū)中的淺溝槽隔離(sti)致使的壓縮力使nmos晶體管性能劣化。如果在半導(dǎo)體裝置的裸片上存在高梯度od密度，那么歸因于od密度變化的此性能劣化甚至更顯著。雖然pmos晶體管性能在一些壓縮力下改進(jìn)，但pmos驅(qū)動(dòng)電流的可預(yù)測(cè)性也受od密度變化的負(fù)面影響，在存在高梯度od密度的情況下尤為如此。

出于簡(jiǎn)單及清晰的目的，未展示電介質(zhì)層，例如圖1a到1h中的蝕刻停止層102及電介質(zhì)膜103。在于柵極氧化物201上方形成金屬線(xiàn)及通孔的過(guò)程期間，由于柵極氧化物201尚未通電，所以柵極氧化物201將充當(dāng)大電容器，例如，mos型電容器。此大電容器可存在于半導(dǎo)體裝置中的混合信號(hào)或射頻電路、解耦電容器或鎖相回路電路中。此外，在形成金屬線(xiàn)及通孔的過(guò)程期間，來(lái)自柵極氧化物201的電荷可積累于半導(dǎo)體裝置20的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)中的上層處。例如，如果在形成通孔205a到205g、金屬線(xiàn)204a到204f、氧化物擴(kuò)散區(qū)203、接觸件202與柵極氧化物201之后形成金屬線(xiàn)206a到206c的層，那么來(lái)自柵極氧化物201的電荷積累于金屬線(xiàn)206a及206b兩者處。除此之外，電荷將不積累于金屬線(xiàn)206c處，這是因?yàn)榻饘倬€(xiàn)206c尚未與柵極氧化物201耦合。此外，根據(jù)與閉合電系統(tǒng)中的電容器相關(guān)聯(lián)的電的基本原理，如果電荷的量及電場(chǎng)的量值保持不變，那么電容器中的電荷的密度保持不變。因此，電容器中的導(dǎo)體的面積越大，導(dǎo)體中所具有的電荷的量越大。在本實(shí)施例中，在通孔207a及207b形成之前，金屬線(xiàn)206a中的電荷多于金屬線(xiàn)206b中的電荷。虛線(xiàn)208清楚地展示積累電荷的路徑。

在圖2中，在金屬線(xiàn)206c與通孔207b之間將不發(fā)生電化腐蝕，這是因?yàn)檠趸飻U(kuò)散區(qū)203不充當(dāng)用于提供電荷的大電容器。出于相同原因，在電連接到氧化物擴(kuò)散區(qū)203的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的更高層中的金屬線(xiàn)與通孔之間將不發(fā)生電化腐蝕。

另外，在金屬線(xiàn)204a到204e與和金屬線(xiàn)204a與204e相關(guān)聯(lián)的通孔205a到205f之間將不發(fā)生電化腐蝕。金屬線(xiàn)204a到204d具有大體上相同面積且因此來(lái)自柵極氧化物201的電荷均勻地積累于金屬線(xiàn)204a到204d處。由于金屬線(xiàn)204a到204d中的每一者的面積相對(duì)較小，所以金屬線(xiàn)204a到204d中的每一者積累較少電荷。在所述情況下，即使金屬線(xiàn)204a到204d中的每一者僅具有一個(gè)通孔在其上，積累于金屬線(xiàn)204a到204d中的每一者與其對(duì)應(yīng)通孔之間的電荷的濃度仍低于積累于金屬線(xiàn)206b與通孔207a之間的電荷的濃度。可通過(guò)金屬線(xiàn)的面積對(duì)金屬線(xiàn)上的通孔的數(shù)目的比率而確定積累于金屬線(xiàn)與其對(duì)應(yīng)通孔之間的電荷的濃度。因此，將可能在通孔的數(shù)目相對(duì)較少或金屬線(xiàn)的面積相對(duì)較大或兩種情況時(shí)發(fā)生電化腐蝕。作為金屬線(xiàn)204e的實(shí)例，盡管金屬線(xiàn)204e大體上是例如金屬線(xiàn)204a到204d中的任何一者的兩倍大，但金屬線(xiàn)204e與通孔205e及205f中的任何一者之間的電荷的濃度大體上與金屬線(xiàn)204a到204d中的任何一者與對(duì)應(yīng)通孔之間的電荷的濃度相同，這是因?yàn)榻饘倬€(xiàn)204e具有兩個(gè)通孔在其上。歸因于相對(duì)較低電荷濃度，在金屬線(xiàn)204a到204e中的任何一者與對(duì)應(yīng)通孔之間將不發(fā)生電化腐蝕。

另外，在金屬線(xiàn)206a及206b與通孔205a到205f之間將不發(fā)生電化腐蝕。金屬線(xiàn)206a及206b以及通孔205a到205f在圖2中被展示為單獨(dú)結(jié)構(gòu)，但所述金屬線(xiàn)206a及206b以及通孔205a到205f是在一個(gè)操作中被沉積，因此不在金屬線(xiàn)206a及206b與通孔205a到205f之間的界面處執(zhí)行濕清洗操作。由于不執(zhí)行濕清洗操作，所以在金屬線(xiàn)206a及206b與通孔205a到205f之間的界面處將不發(fā)生電化腐蝕。因此，在通孔205a到205e與金屬線(xiàn)206a之間以及在通孔205f與金屬線(xiàn)206b之間的界面處的電荷的濃度相對(duì)較低且可能不發(fā)生電化腐蝕。鑒于上述，可推斷電化腐蝕是由于三個(gè)因素而發(fā)生：電荷槽(例如，柵極氧化物201)、電荷積累(歸因于其面積遠(yuǎn)大于其上的通孔的面積的金屬線(xiàn))及高電荷濃度(歸因于少量通孔)。在本實(shí)施例中，在金屬線(xiàn)206b與通孔207a之間發(fā)生電化腐蝕。

圖3a到3e是不同條件下的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的照片圖。在圖3a到3e中的每一者中，展示第一金屬線(xiàn)m1、第二金屬線(xiàn)m2及金屬線(xiàn)m1與m2之間的通孔(未編號(hào))。從下列表1中的不同條件拍攝圖3a到3e中的照片圖。

表1

從圖3a到3e，可發(fā)現(xiàn)在與圖3b到3e相關(guān)聯(lián)的條件下存在歸因于電化腐蝕的空隙。如上文所論述，柵極氧化物在電化腐蝕效果中充當(dāng)電荷槽。因此，柵極氧化物的面積將確定電荷的量。至于金屬線(xiàn)m1的面積對(duì)通孔的面積(或數(shù)目)的比率與柵極氧化物的面積對(duì)通孔的面積的比率，它們確定電荷的積累及電荷的濃度。因此，比率越大，積累或集中的電荷越多。換句話(huà)來(lái)說(shuō)，比率越大，電荷積累越多且電荷濃度越高。關(guān)于表1中所展示的二極管，其提供用來(lái)對(duì)電荷放電或釋放電荷的路徑，此將參考圖5a及5b作更詳細(xì)論述。然而，盡管與圖3e相關(guān)聯(lián)的半導(dǎo)體裝置與二極管耦合以對(duì)電荷放電或釋放電荷，但仍將發(fā)生嚴(yán)重的電化腐蝕。因此，可觀察到具有相對(duì)較小面積的二極管無(wú)法提供用來(lái)對(duì)電荷放電或釋放電荷的有效路徑。

圖4是用于確定在半導(dǎo)體裝置的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)中是否發(fā)生電化腐蝕的方法的流程圖。可理解，可由計(jì)算機(jī)、處理器或其它類(lèi)似裝置執(zhí)行或?qū)嵤┧龇椒?。參考圖4，在操作401中，接收涉及半導(dǎo)體裝置的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)布局。

在操作402中，基于接收到的設(shè)計(jì)布局，識(shí)別內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)中的金屬線(xiàn)。所識(shí)別的金屬線(xiàn)具有至少一個(gè)通孔在其上且不向下與半導(dǎo)體裝置的任何氧化物擴(kuò)散區(qū)耦合。如前文所論述，如果未在金屬線(xiàn)上形成通孔，那么將不可能發(fā)生電化腐蝕，這是因?yàn)椴粓?zhí)行濕清洗(或濕蝕刻)。另外，如果金屬線(xiàn)向下與氧化物擴(kuò)散區(qū)耦合，那么在所述金屬線(xiàn)與其上的通孔之間將不可能發(fā)生電化腐蝕，這是因?yàn)殡姾煽煞烹娀蜥尫诺窖趸飻U(kuò)散區(qū)。因此，如果任何金屬線(xiàn)滿(mǎn)足所述兩個(gè)條件，那么無(wú)需檢驗(yàn)方法流程中的后續(xù)條件，這是因?yàn)閷⒉豢赡馨l(fā)生電化腐蝕。

在操作403中，從設(shè)計(jì)布局確定與所識(shí)別的金屬線(xiàn)耦合的柵極氧化物的面積。如前文所論述，所述金屬線(xiàn)形成于柵極氧化物上方且電連接到柵極氧化物。此外，柵極氧化物的面積確定電荷的量?？衫斫?，柵極氧化物中的電荷越多，電化腐蝕發(fā)生的可能性越高。

在操作404中，確定柵極氧化物的面積是否大于第一預(yù)定值?？蓮南铝械仁?計(jì)算第一預(yù)定值。

a＝(c*d)/(εr*ε0)

...............................................等式1

在等式1中，“a”代表第一預(yù)定值。另外，“εr”表示相對(duì)靜態(tài)電容率，有時(shí)稱(chēng)其為柵極氧化物的電介質(zhì)常數(shù)?！唉舝”隨柵極氧化物的材料變化而變化。對(duì)于真空，“εr”是1。此外，“ε0”代表電常數(shù)，其約為8.854×10^-12f/m(f代表電容單位法拉；m代表米)。在等式1中，“c”代表柵極氧化物的有效電容，其在實(shí)施例中約是270×10^-12f(即，270pf)。另外，等式1中的“d”表示柵極氧化物的厚度，且單位是米。例如，在40納米架構(gòu)中，“a”(即，第一預(yù)定值)約是19200μm²。如果柵極氧化物的面積大于第一預(yù)定值，那么可能發(fā)生電化腐蝕。如果柵極氧化物的面積不大于第一預(yù)定值，那么可能性相對(duì)較低。

在操作405及406中，無(wú)論柵極氧化物的面積是否大于第一預(yù)定值，都從設(shè)計(jì)布局確定金屬線(xiàn)上的通孔的面積。

在操作404及405之后，如果柵極氧化物的面積不大于第一預(yù)定值，那么在操作407中比較柵極氧化物的面積對(duì)通孔的面積的比率與第二預(yù)定值。如果所述比率小于或等于第二預(yù)定值，那么可發(fā)生電化腐蝕的可能性較低，這是因?yàn)橥椎牡撞刻幍碾姾傻臐舛冗^(guò)低而無(wú)法觸發(fā)電化腐蝕。相比之下，如果所述比率大于第二預(yù)定值，那么可發(fā)生電化腐蝕的可能性較高，這是因?yàn)橥椎牡撞刻幍碾姾傻臐舛茸銐蚋咭杂|發(fā)電化腐蝕。在一些實(shí)施例中，第二預(yù)定值的范圍是從300000到350000。因此，如果柵極氧化物的面積不大于第一預(yù)定值，且如果柵極氧化物的面積對(duì)通孔的面積的比率小于或等于第二預(yù)定值，那么在操作411中確定金屬線(xiàn)免于電化腐蝕。

在操作404及406之后，如果柵極氧化物的面積不大于第一預(yù)定值，那么在操作408中比較金屬線(xiàn)的面積對(duì)金屬線(xiàn)上的通孔的面積的比率與第三預(yù)定值。如果所述比率小于或等于第三預(yù)定值，那么可發(fā)生電化腐蝕的可能性較低，這是因?yàn)榉e累于金屬線(xiàn)中且集中于通孔的底部處的電荷導(dǎo)致較低電荷濃度，因此不可能觸發(fā)電化腐蝕。相比之下，如果所述比率大于第三預(yù)定值，那么可發(fā)生電化腐蝕的可能性較高，這是因?yàn)橥椎牡撞刻幍碾姾傻臐舛瓤勺銐蚋咭杂|發(fā)電化腐蝕。在一些實(shí)施例中，第三預(yù)定值的范圍是從350000到400000。如果在操作408中所述比較反映金屬線(xiàn)的面積對(duì)通孔的面積的比率小于或等于第三預(yù)定值，那么執(zhí)行操作407中的比較。

如果操作407及408中的比較結(jié)果中的任何一者是否定的，那么在操作409中確定金屬線(xiàn)是否與二極管耦合。在實(shí)施例中，二極管的面積不小于第四預(yù)定值。如上文所論述，二極管經(jīng)配置以用作電荷釋放路徑。此外，為了有效地釋放電荷，二極管具有不小于第四預(yù)定值的面積。如果金屬線(xiàn)與具有所要面積的二極管耦合，那么可能不發(fā)生電化腐蝕。在一些實(shí)施例中，第四預(yù)定值的范圍是從0.25μm²到1μm²。如果操作409中的比較結(jié)果是肯定的，那么在操作411中確定金屬線(xiàn)免于電化腐蝕。相比之下，如果409中的比較結(jié)果是否定的，那么在操作410中確定金屬線(xiàn)易受電化腐蝕。

如果半導(dǎo)體裝置中的金屬線(xiàn)被確定為經(jīng)受電化腐蝕，那么重新設(shè)計(jì)與金屬線(xiàn)相關(guān)聯(lián)的內(nèi)連線(xiàn)件，使得金屬線(xiàn)中的電荷可經(jīng)放電、經(jīng)分散或經(jīng)釋放以防止電化腐蝕。在本發(fā)明的實(shí)施例中，電荷釋放路徑耦合到已被確定為經(jīng)受電化腐蝕的金屬線(xiàn)。另外，將電荷釋放路徑耦合到金屬線(xiàn)包括將金屬線(xiàn)耦合到具有預(yù)定面積的二極管或在金屬線(xiàn)上新增額外通孔，其將參考圖7a及7b作詳細(xì)論述。

圖5a及5b是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置中的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的剖面圖。具體來(lái)說(shuō)，圖5a及5b展示通過(guò)與二極管耦合而防止電化腐蝕的實(shí)施例。參考圖5a，半導(dǎo)體51中的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)包含柵極5010、柵極氧化物5011、氧化物擴(kuò)散區(qū)5012、接觸件502、通孔504、導(dǎo)電路徑508以及金屬線(xiàn)503及505。出于簡(jiǎn)單及清晰的目的，省略金屬線(xiàn)的不同層之間的電介質(zhì)材料。然而，展示金屬線(xiàn)x505的更高層，其中“x”是大于1的整數(shù)。假設(shè)如果半導(dǎo)體裝置51中的金屬線(xiàn)1503未通過(guò)導(dǎo)電路徑508耦合到二極管509，那么將在金屬線(xiàn)1503與通孔504之間以其它方式發(fā)生電化腐蝕。為了防止電化腐蝕，應(yīng)釋放積累于金屬線(xiàn)1503中的電荷。此外，為了釋放電荷，新增設(shè)計(jì)有預(yù)定面積的二極管509以通過(guò)導(dǎo)電路徑508將金屬線(xiàn)1503耦合到例如參考電壓電平。運(yùn)用二極管509，在制造過(guò)程期間防止與金屬線(xiàn)1503相關(guān)聯(lián)的電化腐蝕，這是因?yàn)橐厌尫艑⒁云渌绞椒e累于金屬線(xiàn)1503與通孔504之間的電荷。

參考圖5b，半導(dǎo)體52中的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)包含柵極5010、柵極氧化物5011，氧化物擴(kuò)散區(qū)5012，接觸件502，通孔504、506，導(dǎo)電路徑508以及金屬線(xiàn)503、505及507。出于簡(jiǎn)單及清晰的目的，省略金屬線(xiàn)的不同層之間的電介質(zhì)材料。然而，展示金屬線(xiàn)x505及金屬線(xiàn)x+1507的更高層，其中“x”是大于1的整數(shù)。假設(shè)如果半導(dǎo)體裝置52中的金屬線(xiàn)x505未通過(guò)導(dǎo)電路徑508耦合到二極管509，那么將在金屬線(xiàn)x505與通孔506之間以其它方式發(fā)生電化腐蝕。為了防止電化腐蝕，應(yīng)釋放積累于金屬線(xiàn)x505中的電荷。此外，為了釋放電荷，新增設(shè)計(jì)有預(yù)定面積的二極管509以通過(guò)導(dǎo)電路徑508將金屬線(xiàn)x505耦合到例如參考電壓電平。運(yùn)用二極管509，在制造過(guò)程期間防止與金屬線(xiàn)x505相關(guān)聯(lián)的電化腐蝕，這是因?yàn)橐厌尫艑⒁云渌绞椒e累于金屬線(xiàn)x505與通孔506之間的電荷。

圖6a是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的半導(dǎo)體裝置60的布局圖，而圖6b是根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的沿線(xiàn)aa'截取的半導(dǎo)體裝置60的剖面圖。具體來(lái)說(shuō)，圖6a及6b展示圖5a及5b中的二極管509的實(shí)例。參考圖6a及6b，在本實(shí)施例中，半導(dǎo)體裝置60包含n型金屬氧化物半導(dǎo)體(nmos)晶體管，所述晶體管又包含充當(dāng)大電容器的柵極氧化物。由n+植入物602及p井601定義的二極管經(jīng)配置以釋放電荷。在其它實(shí)施例中，在p型金屬氧化物半導(dǎo)體(pmos)晶體管的情況下，由p+植入物(未展示)及n井(未展示)定義的二極管可經(jīng)配置以釋放電荷。出于簡(jiǎn)單及清晰的目的，圖6a及圖6b僅展示示范性n+植入物/p井結(jié)二極管。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可容易基于圖6a及6b的揭示內(nèi)容實(shí)現(xiàn)p+植入物/n井結(jié)二極管。

因此，在圖6a中，二極管包括p井區(qū)601、n+植入物區(qū)602、淺溝槽隔離(sti)區(qū)603及p+植入物區(qū)604。環(huán)繞sti區(qū)603的p+植入物區(qū)604充當(dāng)虛擬作用區(qū)(即，虛擬氧化物擴(kuò)散區(qū))，而由sti區(qū)603環(huán)繞的n+植入物區(qū)602是用于釋放電荷的作用區(qū)。因而，圖5a及5b中所說(shuō)明的金屬線(xiàn)x505可與由sti區(qū)603環(huán)繞的n+植入物區(qū)602中的至少一者耦合用于電荷釋放。如果金屬線(xiàn)x505與一個(gè)以上n+植入物區(qū)602耦合，那么二極管具有用于釋放電荷的較大有效面積。為了實(shí)現(xiàn)有利效果，在實(shí)施例中有效面積的范圍為從0.25μm²到1μm²。

參考圖6b，p井區(qū)601形成于襯底604中，且n+植入物區(qū)602、sti區(qū)603及p+植入物區(qū)604形成于p井區(qū)601中。

圖7a是不具有校正保護(hù)的半導(dǎo)體裝置71的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的示意圖。參考圖7a，假設(shè)在半導(dǎo)體裝置71中將在金屬線(xiàn)x701與通孔703之間發(fā)生電化腐蝕，其中通孔703定位于金屬線(xiàn)x701與金屬線(xiàn)x+1702之間。如前文所提及，形成于金屬線(xiàn)x701上的較少通孔703可在金屬線(xiàn)x701與通孔703之間導(dǎo)致較高電荷濃度，且因此在金屬線(xiàn)701與通孔703之間引發(fā)電化腐蝕。如果金屬線(xiàn)x701上的通孔703的數(shù)目增大，那么金屬線(xiàn)x701與通孔703之間的電荷的濃度減小。

圖7b及7c分別展示在半導(dǎo)體裝置72及73中的金屬線(xiàn)x701上新增額外通孔以減小金屬線(xiàn)x701與通孔703之間的電荷的濃度的實(shí)施例。參考圖7b，在半導(dǎo)體裝置72中，金屬線(xiàn)x701上的通孔703的數(shù)目是圖7a中所展示的半導(dǎo)體裝置71中的兩倍。有效地，半導(dǎo)體裝置72中的金屬線(xiàn)x701與通孔703之間的電荷的濃度是圖7a中的半導(dǎo)體裝置71中的一半。由于新增額外通孔，所以可稍微修改金屬線(xiàn)x+1702的形狀以容納額外通孔。例如，將金屬線(xiàn)x+1702的形狀變更為狗骨頭形狀以容納所有通孔703。運(yùn)用額外通孔，金屬線(xiàn)x701的面積對(duì)通孔703的面積的比率小于或等于第三預(yù)定值以防止電化腐蝕，其中在實(shí)施例中第三預(yù)定值的范圍是從350000到400000。如果在圖7b中金屬線(xiàn)x701的面積對(duì)通孔703的面積的比率仍大于第三預(yù)定值，那么可進(jìn)一步新增通孔的數(shù)目，如圖7c中所說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置73中所展示。由于新增更多額外通孔703，所以圖7c中的半導(dǎo)體73中的金屬線(xiàn)x+1702的狗骨頭形狀經(jīng)進(jìn)一步更改以容納所有通孔703。

在一些實(shí)施例中，在用于具有內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體裝置的方法中，接收設(shè)計(jì)布局。識(shí)別設(shè)計(jì)布局中的金屬線(xiàn)，所述金屬線(xiàn)具有至少一個(gè)通孔在其上且不向下與氧化物擴(kuò)散區(qū)耦合。從設(shè)計(jì)布局獲得與金屬線(xiàn)耦合的柵極氧化物的面積。所述方法包括確定柵極氧化物的面積是否大于第一預(yù)定值。在柵極氧化物的面積大于第一預(yù)定值時(shí)，電荷釋放路徑與金屬線(xiàn)耦合。

在一些實(shí)施例中，一種半導(dǎo)體裝置具有內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體裝置的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)包括：柵極氧化物；金屬線(xiàn)，其與柵極氧化物耦合且形成于柵極氧化物上方；及放電路徑，其與金屬線(xiàn)耦合，其中金屬線(xiàn)具有至少一個(gè)通孔形成于其上且不向下與氧化物擴(kuò)散區(qū)耦合。

在一些實(shí)施例中，一種半導(dǎo)體裝置具有內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)。半導(dǎo)體裝置的內(nèi)連線(xiàn)結(jié)構(gòu)包括：柵極氧化物；及金屬線(xiàn)，其與柵極氧化物耦合且形成于柵極氧化物上方，其中金屬線(xiàn)具有多個(gè)通孔形成于其上且不向下與氧化物擴(kuò)散區(qū)耦合。在半導(dǎo)體中，多個(gè)通孔包括冗余通孔，且通過(guò)冗余通孔防止金屬線(xiàn)與多個(gè)通孔之間的腐蝕。

前述內(nèi)容概述若干實(shí)施例的特征，使得所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可更好理解本揭示的方面。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白，其可容易將本揭示用作用于設(shè)計(jì)或修改用于實(shí)施相同目的的其它過(guò)程及結(jié)構(gòu)及/或?qū)崿F(xiàn)本文中所介紹的實(shí)施例的相同優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)。所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員也應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這些等效構(gòu)造不背離本揭示的精神及范圍，且其可在不背離本揭示的精神及范圍的情況下在本文中作出各種修改、替換及更改。

[元件符號(hào)]

10半導(dǎo)體裝置

20半導(dǎo)體裝置

51半導(dǎo)體

52半導(dǎo)體/半導(dǎo)體裝置

60半導(dǎo)體裝置

71半導(dǎo)體裝置

72半導(dǎo)體裝置

73半導(dǎo)體裝置/半導(dǎo)體

101金屬線(xiàn)

102蝕刻停止層

103電介質(zhì)膜

104光致抗蝕劑/光致抗蝕劑層

105紫外光暴露光致抗蝕劑

105'紫外光暴露光致抗蝕劑

106淺開(kāi)口

107開(kāi)口

108通孔

109空隙

110金屬線(xiàn)

201柵極氧化物

202接觸件

203氧化物擴(kuò)散區(qū)

204a-204f金屬線(xiàn)

205a-205f通孔

206a-206c金屬線(xiàn)

207a通孔

207b通孔

208路徑

209氧化物擴(kuò)散區(qū)

210柵極

401操作

402操作

403操作

404操作

405操作

406操作

407操作

408操作

409操作

410操作

411操作

502接觸件

503金屬線(xiàn)1

504通孔

505金屬線(xiàn)x

506通孔

507金屬線(xiàn)x+1

508導(dǎo)電路徑

509二極管

601p井/p井區(qū)

602n+植入物/n+植入物區(qū)

603淺溝槽隔離(sti)區(qū)

604p+植入物區(qū)/基板

701金屬線(xiàn)x

702金屬線(xiàn)x+1

703通孔

5010柵極

5011柵極氧化物

5012氧化物擴(kuò)散區(qū)

m1第一金屬線(xiàn)

m2第二金屬線(xiàn)