1.2. Технология создания слоя металлизации в многоуровневых структурах.

Ниже приведена таблица, показывающая формирование одного слоя металла (на примере КМОП-технологии, где роль диэлектрика играет оксид кремния SiO₂). В целях упрощения показаны основные технологические операции; вспомогательные операции, такие, как

Структура уровня металлизации	Основные операции
	Химико-механическое полирование слоя диэлектрика (на его поверхности будет формироваться уровень металлизации).
	Осаждение слоя металла (формирования уровня металлизации).
	Нанесение межслойного диэлектрика (изоляция уровня металлизации от следующего

Химико-механическое полирование слоя диэлектрика. Создание межуровневых контактных окон.

нанесение фоторезиста, фотолитография и т.д., опущены.

Как видно из таблицы, одним из основных этапов является химико-механическое полирование. После нанесения межслойного диэлектрика поверхность последнего содержит неровности: выпуклости в местах, где лежат металлические проводники слоя, и впадины, где проводники отсутствуют. Верхняя часть изоляционного слоя удаляется вместе с такими неровностями химико-механическим полированием. При этом толщина диэлектрика должна остаться достаточно большой, чтобы выполнить функцию изоляции и предотвратить образование паразитных емкостей, образующихся двумя металлическими проводниками в соседних слоях металлизации и диэлектриком между ними. Большой перепад высот профиля диэлектрика с одной стороны, и ограничение на толщину этого диэлектрика с другой стороны может привести к нежелательной ситуации.

1.3. Анализ структуры после химико-механического полирования.

Большой перепад высот профиля изоляционного слоя возникает при наличии достаточно обширной пустой области в слое металлизации - в местах, где отсутствуют металлические проводники (см. рис. 1). Вид такой структуры после процесса химико-механической полировки показана на рис. 2.

Как видно из рисунка, впадина на профиле диэлектрика оказалась настолько глубокой, что химико-механическая полировка не выровнила поверхность изолирующего слоя.

Очевидно, что появление всевозможных ложбин, впадин, является нежелательным. Осаждение на такой поверхности следующего уровня металла может привести к разрыву тех металлических проводников этого уровня, которые расположены напротив впадины. Таким образом, кристалл СБИС не сможет функционировать должным образом, что ведет к снижению выхода годных.

Глава 2. Метод уменьшения неровности профиля изоляционного слоя.

2.1. Метод снижения неровности поверхности.

Как было указанно в предыдущем разделе, впадины в профиле диэлектрика возникают в местах отсутствия металлических проводников в слое металлизации. Чем шире пустая область, тем большей глубины образуется впадина. Следовательно, необходимо проектировать уровень металлизации таким образом, чтобы проводники в этом уровне были расположены достаточно близко друг к другу и равномерно распределены по всему слою (рис. 1). Тогда профиль диэлектрика имеет впадины незначительной глубины, который легко выравнивается химико-механической полировкой (рис. 2).

Очевидно, что проектирование топологии с учетом таких требований ведет к усложнению и без того достаточно сложных алгоритмов работы компонент, входящих в состав САПР СБИС. Кроме того, «забивка» обширных пустот нерабочими металлическими проводниками (т.е. не принимающими участие в функционировании СБИС) на этапе проектирования топологии неразумна, так как создает большое описание топологии, где большое количество проводников являются нерабочими и затрудняет верификацию топологии на этапе проверки на выполнение технического задания. Целесообразным производить коррекцию топологических данных на этапе формирования фотошаблона.