專利名稱：半導(dǎo)體裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用多層布線構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，大規(guī)模集成電路(以下也稱為LSI(Large Scale IntegratedCircuit))直接面對高速化的限制。在至今的LSI中，如果抑制柵極延遲使晶體管高速化，則能夠使LSI全體高速化，但是工作頻率在1GHz以上時(shí)布線延遲限制了LSI的高速化。又，由于LSI微細(xì)化，在引起布線間距離縮小同時(shí)也使信號線間的干涉顯著化。因此，我們試圖代替從前以來使用的Al合金布線和SiO絕緣膜，用電阻率低的Cu布線和介電常數(shù)低的層間絕緣膜那樣的材料技術(shù)抑制布線延遲。
但是，通過上述那樣的材料的改善，能夠削減與布線電阻R和布線電容C之積成正比的RC延遲，但是要排除布線電感L的影響是困難的。特別是對于連接電路塊之間等的長距離布線，布線長度加長電感L的影響變大，與RC延遲比較LC的影響成為支配性的。為了排除這種影響，對于布線長的長布線開始對微帶·線構(gòu)造進(jìn)行研討。
這種微帶·線構(gòu)造的具有多層布線的已有的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)成如圖33所示。這種已有的半導(dǎo)體裝置是在形成圖中未畫出的單元(例如晶體管)的半導(dǎo)體基片900上，形成絕緣層901，在這個絕緣層901上形成絕緣層902。在這個絕緣層902上形成構(gòu)成接地電極的金屬層903，在這個金屬層903上通過絕緣層904形成信號線905。這個信號線905被絕緣層906覆蓋。而且，成為在這個絕緣層906上形成由圖中未畫出的接地電極或電源電極構(gòu)成的金屬層，絕緣層和信號線層等的多層布線構(gòu)造。這樣，微帶·線構(gòu)造是由平板狀的接地電極903和電源電極夾著信號線905的布線構(gòu)造，能夠有效地降低LC的影響。
但是，在用圖33所示那樣的平板狀的接地電極903的微帶·線構(gòu)造的情形中，因?yàn)槿鐖D34所示，形成從信號線905到接地電極903那樣的電力線和磁力線(電磁場)，所以能夠抑制上下信號線之間的干涉。但是因?yàn)樯鲜鲭娏€和磁力線的寬度大，所以電力線和磁力線也達(dá)到鄰接的信號線，不能夠抑制鄰接的信號線之間的干涉。
因此，在微帶·線構(gòu)造的情形中，當(dāng)通過微細(xì)化使布線間距變小時(shí)，受到來自鄰接布線的大的影響。所以，存在著不能適應(yīng)今后的微細(xì)化那樣的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置的一個樣態(tài)是備有在半導(dǎo)體基片上形成的通過所要頻率f0的信號的信號線，和通過相位與上述信號相反的信號或與接地電源連接的差動信號線，上述信號線和上述差動信號線是大致平行那樣地通過絕緣層層積的，令不存在上述差動信號線時(shí)的上述信號線的每單位長度的電阻成分，電感成分，電容成分分別為R，L，C時(shí)，上述信號線的實(shí)際布線長l的特征是比從下列公式l0=LC+R2+8π2f02L24π2f02C2R2+4π2f02L2]]>求得的布線長l0長。
又，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置制造方法的第1樣態(tài)的特征是備有在半導(dǎo)體基片上形成第1導(dǎo)電層的工序，在上述第1導(dǎo)電層上形成絕緣層的工序，在上述絕緣層上形成第2導(dǎo)電層的工序，通過同時(shí)使上述第2導(dǎo)電層，上述絕緣層，和上述第1導(dǎo)電層形成圖案，形成來自上述第1導(dǎo)電層的第1布線和來自上述第2導(dǎo)電層的第2布線的工序。
又，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置制造方法的第2樣態(tài)的特征是備有通過在半導(dǎo)體基片上形成的第1絕緣層內(nèi)形成溝，將布線材料埋入這個溝中形成第1布線的工序，形成覆蓋上述第1布線的第2絕緣層的工序，在上述第2絕緣層上形成第3絕緣層的工序，和通過在與這個第3絕緣層的上述第1布線相對的位置上形成達(dá)到上述第2絕緣層的開口，將布線材料埋入這個開口中形成第2布線的工序。
又，根據(jù)本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置制造方法的第3樣態(tài)的特征是備有在半導(dǎo)體基片上形成的第1絕緣層內(nèi)形成溝的工序，形成覆蓋上述溝的側(cè)面和底面的第1布線層的工序，和覆蓋上述第1布線層那樣地通過第2絕緣層在上述溝內(nèi)形成第2布線層的工序。


圖1是表示根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體層構(gòu)成的截面圖。
圖2是信號布線路徑的等效電路圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖5是根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖6是根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖7是根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖8是根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖9是根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖10是根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖11是表示根據(jù)第2實(shí)施形態(tài)的變形例的半導(dǎo)體裝置制造方法制造的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖12是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖13是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖14是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖15是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖16是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖17是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖18是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖19是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖20是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖21是根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖22是表示根據(jù)第3實(shí)施形態(tài)的第1變形例的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖23是表示根據(jù)第3實(shí)施形態(tài)的第2變形例的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖24是根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖25是根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖26是根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖27是根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖28是根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖29是根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖30是根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖31是根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖32是根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置制造方法的制造工序截面圖。
圖33是表示微帶·線構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)成的截面圖。
圖34是說明微帶·線構(gòu)造的半導(dǎo)體裝置的問題的截面圖。
具體實(shí)施例方式
下面，我們參照

本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)。
(第1實(shí)施形態(tài))圖1表示根據(jù)本發(fā)明第1實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的構(gòu)成。這個實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置形成備有稱為迭層·線對·線的構(gòu)造的多層布線的構(gòu)成。所謂迭層·線對·線構(gòu)造指的是通過絕緣層15使信號線和差動信號線(在本說明書中，通過相位與通過上述信號線的信號相反的信號的信號線或接地線)上下重疊對置的布線構(gòu)造。即，信號線17是在與差動信號線13相對的絕緣層15上的位置上形成的。圖1所示的本實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置，例如，在形成晶體管等的單元的半導(dǎo)體基片10上形成絕緣層11，在這個絕緣層11上形成絕緣層12。形成在這個絕緣層12中埋入差動信號線13(在本實(shí)施形態(tài)中是接地線)的構(gòu)成。而且，覆蓋這個差動信號線13和絕緣層12那樣地形成絕緣層15。這個絕緣層15是為了使差動信號線13和后述的信號線17電分離而形成的。又，成為在絕緣層15上形成絕緣層16，在這個絕緣層16中埋入信號線17的構(gòu)成。這個信號線17和差動信號線13是通過絕緣層15上下重疊對置地形成的，成為在形成本實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的芯片的主要部分上大致相同寬度并且大致平行那樣地形成信號線17和差動信號線13的構(gòu)成。這里，在主要部分上大致相同寬度并且大致平行意味著至少除了輸入端子或輸出端子的近旁，大致相同寬度并且大致平行。此外，信號線17和絕緣層16被絕緣層18所覆蓋。
這樣，在本實(shí)施形態(tài)中，因?yàn)樾盘柧€17和差動信號線13是通過絕緣層15上下重疊對置，在主要部分上大致相同寬度并且大致平行那樣地形成的，所以如圖1所示，從信號線17到對應(yīng)的差動信號線13的電力線和磁力線(電磁場)形成在包含信號線17和對應(yīng)的差動信號線13的狹窄范圍內(nèi)。因此，可以達(dá)到地防止受到不僅上下信號線之間而且鄰接的信號線之間的干涉影響，能夠?qū)崿F(xiàn)干涉很少的信號傳送并且能夠?qū)崿F(xiàn)適合于微細(xì)化的構(gòu)造。
如果在不通過絕緣層與單層信號線即差動信號線上下重疊對置地形成的信號線的實(shí)際布線長l比由在半導(dǎo)體裝置中使用的頻率f0決定的布線長l0長的情形中，用這樣的構(gòu)造，則對減少LC延遲特別有效。下面我們對此進(jìn)行說明。
假定能夠用圖2所示的等效電路置換單層信號線的布線路徑。此外，圖2中所示的R，L，C表示每單位長度的電阻，電感，電容。當(dāng)能夠用阻抗Z，導(dǎo)納Y將輸入阻抗規(guī)定為Z+1/Y，輸出阻抗規(guī)定為1/Y時(shí)，將對于某個布線長l0，滿足(1/Y)/(Z+1/Y)＝2-1/2的頻率f0稱為截止頻率。即，將輸入信號衰減約3dB的頻率稱為截止頻率。這時(shí)，用布線的每單位長度的電阻成分R(Ω)，電感成分L(H)，電容成分C(F)表示阻抗Z，1/Y，例如得到下列公式
Z＝R·l0+j(2πf0·L·l0)1/Y＝1/(j(2πf0·C·l0))從這些公式求l0時(shí)，由如下的公式表示l0=LC+R2+8π2f02L24π2f02C2R2+4π2f02L2]]>所以，在半導(dǎo)體裝置中使用的頻率為f0，半導(dǎo)體裝置的單層信號線的布線長l比由上述公式?jīng)Q定的l0長的情形中，通過上述單層信號線傳送的信號衰減，開始出現(xiàn)LC延遲的影響。
因此，在根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置中，通過絕緣層與差動信號線上下重疊對置地形成上述單層信號線，即便信號線17的布線長l比由上述公式?jīng)Q定的布線長l0長，也可以減少LC延遲的影響，能夠?qū)崿F(xiàn)干涉很少的信號傳送。
(第2實(shí)施形態(tài))下面，我們參照圖3到圖11說明根據(jù)本發(fā)明第2實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
根據(jù)這個實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的制造方法，首先，如圖3所示，在半導(dǎo)體基片20上形成晶體管等單元(圖中未畫出)后，順次地形成絕緣層22和布線層(圖中未畫出)(請參照圖3)。接著，如圖3所示，例如用氣相化學(xué)成長(以下稱為CVD(Chemical VaporDeposition))法或旋轉(zhuǎn)涂敷法在半導(dǎo)體基片20的主面上形成絕緣層24。
其次，用光刻法和反應(yīng)性離子刻蝕(以下稱為RIE(Reactive IonEtching))法在絕緣層24上形成用于取得與上述布線層接觸的貫通孔，通過將金屬(例如鎢)埋入這個貫通孔形成貫通插頭26(請參照圖4)。
其次，如圖5所示，用CVD法或?yàn)R射法，在半導(dǎo)體基片20的主面上覆蓋絕緣層24和貫通插頭26那樣地形成差動信號線用的金屬層28的膜。接著，用CVD法或旋轉(zhuǎn)涂敷法在金屬層28上形成分離差動信號線用的金屬層28和后述的信號線用的金屬層的絕緣層30的膜(請參照圖6)。此后，用CVD法或?yàn)R射法，如圖7所示，形成信號線用的金屬層32的膜。接著，如圖8所示，用光刻法和RIE法，一次地使金屬層32，絕緣層30，和金屬層28形成圖案，形成由信號線32a和差動信號線28a構(gòu)成的布線對。因此，在形成半導(dǎo)體裝置的芯片的大致主要部分上大致相同寬度并且大致平行那樣地通過絕緣層30a形成信號線32a和差動信號線28a。
其次，圖9所示地用CVD法或旋轉(zhuǎn)涂敷法形成覆蓋由信號線32a和差動信號線28a構(gòu)成的布線對的絕緣層34的膜。接著，用CMP(Chemical Mechanical Pollishing(化學(xué)機(jī)械拋光)對這個絕緣膜34進(jìn)行平坦化。此后，如圖10(b)所示，用光刻法和RIE法，在絕緣層34上形成用于取得與信號線32a接觸的貫通孔，通過用CVD法將金屬(例如鎢)埋入這個貫通孔形成貫通插頭36。此外，圖10(b)是根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置的截面圖。圖10(a)是在圖10(b)所示的切斷線A-A進(jìn)行切斷時(shí)的截面圖。如從這個圖10(a)所示的截面圖可以看到的那樣，在本實(shí)施形態(tài)中，由信號線32a和差動信號線28a構(gòu)成的2組布線對中的一組(在圖10(a)中左側(cè)所示的布線對)形成完全直的形狀，而另一組(在圖10(a)中右側(cè)所示的布線對)從中途向右方彎折那樣地形成。對于無論哪組信號線對，都是在形成半導(dǎo)體裝置的芯片的大致主要部分上大致平行并且大致相同寬度那樣地通過絕緣層30a形成信號線32a和差動信號線28a。
反復(fù)進(jìn)行上述過程能夠形成任何多層的迭層·線對·線的構(gòu)造。
如以上說明的那樣，如果根據(jù)第2實(shí)施形態(tài)，則因?yàn)樾盘柧€32a和差動信號線28a是通過與絕緣層一起一次作成圖案形成的，所以在形成半導(dǎo)體裝置的芯片的大致主要部分上大致相同寬度并且大致平行那樣地通過絕緣層30a形成信號線32a和差動信號線28a。因此，從信號線32a到對應(yīng)的差動信號線28a的電力線和磁力線(電磁場)形成在包含信號線32a和對應(yīng)的差動信號線28a的狹窄范圍內(nèi)。因此，可以達(dá)到地防止受到不僅上下信號線之間而且鄰接的信號線之間的干涉影響，能夠?qū)崿F(xiàn)干涉很少的信號傳送并且能夠?qū)崿F(xiàn)適合于微細(xì)化的構(gòu)造。
此外，在根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置中，布線對的層積數(shù)為2層，但是布線對的層積數(shù)不限于2層，如圖1所示，也可以形成通過絕緣層30a和絕緣層33用差動信號線28a和35夾著信號線32a的構(gòu)造。即，圖11所示的根據(jù)第2實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置的變形例具有在根據(jù)圖10所示的第2實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置中，通過絕緣層33在信號線32a上形成差動信號線35的構(gòu)成。因此，布線對的層積數(shù)為3層。
(第3實(shí)施形態(tài))下面，我們參照圖12到圖21說明根據(jù)本發(fā)明第3實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
根據(jù)這個實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的制造方法是用Damascene布線實(shí)現(xiàn)迭層·線對·線的構(gòu)造的方法。首先，如圖12所示，在半導(dǎo)體基片40上例如形成晶體管等單元(圖中未畫出)后，順次地形成絕緣層42和布線層(圖中未畫出)(請參照圖12)。接著，如圖12所示，例如用CVD法或旋轉(zhuǎn)涂敷法在半導(dǎo)體基片40的主面上形成絕緣層44。
其次，用光刻法和RIE法在絕緣層44上，如圖13所示地形成用于取得與上述布線層接觸的貫通孔46和用于布線的溝48，例如用CVD法，濺射法或電鍍法將金屬(例如鎢)埋入這個貫通孔46和用于布線的溝48中。此后，通過用CMP法除去從用于布線的溝48露出的多余的金屬形成貫通插頭50和差動信號線52(請參照圖14)。此后，如圖15所示地，用CVD法或旋轉(zhuǎn)涂敷法形成覆蓋差動信號線52和絕緣層44的絕緣層54。
其次，如圖16所示，例如用CVD法，在半導(dǎo)體基片40的主面上覆蓋絕緣層54那樣地形成絕緣層56。接著，如圖17所示，在形成半導(dǎo)體裝置的芯片的大致主要部分上與差動信號線52大致平行并且大致相同寬度那樣地，在與差動信號線52相對的絕緣層56的位置上形成用于信號線的溝58。此外，在溝58的底面上露出絕緣層54那樣地形成溝58。
其次，例如用CVD法，濺射法或電鍍法，將金屬埋入溝58中，通過例如用CMP法除去從溝58露出的多余的金屬，如圖18所示地，在絕緣層56上形成信號線60。因此，在形成半導(dǎo)體裝置的芯片的大致主要部分上大致相同寬度并且大致平行那樣地通過絕緣層54形成由差動信號線52和相對的信號線60構(gòu)成的布線對。此后，例如用CVD法或旋轉(zhuǎn)涂敷法，如圖19所示地形成覆蓋信號線60的絕緣層62。
其次，用光刻法和RIE法，如圖20所示地，在絕緣層62上形成用于取得與信號線60接觸的貫通孔64。此后，例如用CVD法，濺射法或電鍍法，將金屬埋入貫通孔64中，通過例如用CMP法除去從貫通孔64露出的多余的金屬，如圖21(b)所示地，在絕緣層52上形成貫通插頭66。此外，圖21(b)是根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置的截面圖。圖21(a)是在圖21(b)所示的截?cái)嗑€A-A進(jìn)行截?cái)鄷r(shí)的截面圖。如從這個圖21(a)所示的截面圖可以看到的那樣，在本實(shí)施形態(tài)中，由信號線60和差動信號線52構(gòu)成的2組布線對中的一組(在圖21(a)中左側(cè)所示的布線對)形成完全直的形狀，而另一組(在圖21(a)中右側(cè)所示的布線對)從中途向右方彎折那樣地形成。對于無論哪組布線對，都是在形成半導(dǎo)體裝置的芯片的大致主要部分上大致平行并且大致相同寬度那樣地通過絕緣層54形成信號線60和差動信號線52。反復(fù)進(jìn)行上述過程能夠形成任何多層的迭層·線對·線的構(gòu)造。
如以上說明的那樣，如果根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則因?yàn)樵谛纬砂雽?dǎo)體裝置的芯片的大致主要部分上大致平行并且大致相同寬度那樣地通過絕緣層54形成信號線60和差動信號線52，因此，從信號線60到相對的差動信號線52的電力線和磁力線(電磁場)形成在包含信號線60和相對的差動信號線52的狹窄范圍內(nèi)。因此，可以達(dá)到地防止受到不僅上下信號線之間而且鄰接的信號線之間的干涉影響，能夠?qū)崿F(xiàn)干涉很少的信號傳送并且能夠?qū)崿F(xiàn)適合于微細(xì)化的構(gòu)造。
此外，在第3實(shí)施形態(tài)中，布線對的層積數(shù)為2層，但是如圖22所示，布線對的層積數(shù)不限于2層，也可以具有以夾著信號線60的形狀形成差動信號線52和差動信號線65的圖案的構(gòu)造。即，圖22所示的根據(jù)第3實(shí)施形態(tài)的變形例的半導(dǎo)體裝置具有在圖20所示的第3實(shí)施形態(tài)中，覆蓋信號線60那樣地形成絕緣層61和絕緣層63，在這個絕緣層63的與信號線60相對的位置上設(shè)置差動信號線65，覆蓋這個差動信號線65那樣地形成絕緣層67，在這個絕緣層67內(nèi)設(shè)置與差動信號線65連接的貫通插頭69的構(gòu)成(請參照圖22)。因此，布線的層積數(shù)為3層。
又，也可以具有如圖23所示的構(gòu)成。即，根據(jù)這個圖23所示的第3實(shí)施形態(tài)的第2變形例的半導(dǎo)體裝置具有根據(jù)在圖22所示的第2實(shí)施形態(tài)的第1變形例的半導(dǎo)體裝置中，在與信號線60的同一個層內(nèi)夾著信號線60那樣地形成差動信號線60a的構(gòu)成。
這些根據(jù)第3實(shí)施形態(tài)的第1和第2變形例的半導(dǎo)體裝置也能夠?qū)崿F(xiàn)與第3實(shí)施形態(tài)同樣的效果，這是不言而喻的。
(第4實(shí)施形態(tài))下面，我們參照圖24到圖32說明根據(jù)本發(fā)明第4實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的制造方法。
根據(jù)這個實(shí)施形態(tài)的半導(dǎo)體裝置的制造方法是用Damascene布線實(shí)現(xiàn)迭層·線對·線的構(gòu)造的方法。首先，如圖24所示，在半導(dǎo)體基片70上例如形成晶體管等單元(圖中未畫出)后，順次地形成絕緣層72和布線層(圖中未畫出)(請參照圖24)。接著，如圖24所示，例如用CVD法或旋轉(zhuǎn)涂敷法在半導(dǎo)體基片70的主面上形成絕緣層74。
其次，如圖25所示地，在絕緣層74內(nèi)形成多條溝76。這些溝中的數(shù)條溝具有在它們的底面上設(shè)置用于與上述布線層連接的貫通孔76a的構(gòu)成(請參照圖25)。接著，例如用CVD法在基片70的主面上堆積金屬，通過埋入貫通孔76a形成貫通插頭77并且在溝76的側(cè)面和底面上形成構(gòu)成差動信號線的金屬層78(請參照圖26)。此后，在基片70的主面上覆蓋金屬層78那樣地形成絕緣層80(請參照圖27)。
其次，如圖28所示，例如用CVD法，在基片的主面上堆積金屬，形成覆蓋絕緣層80，構(gòu)成信號線的金屬層82。接著，例如用CMP法，如圖29所示，削除在絕緣層74上形成的多余的金屬層82，絕緣層80和金屬層78，在溝內(nèi)形成差動信號線78a，絕緣層80a和信號線82a。所以，在本實(shí)施形態(tài)中，通過絕緣層80a在溝內(nèi)形成由差動信號線78a和信號線82a構(gòu)成的布線對。
其次，如圖30所示地，在基片70的主面的整個面上形成絕緣層84。接著，如圖31所示地，在絕緣層84內(nèi)形成與信號線82a連接的貫通孔86。此后，如圖32(b)所示地，將金屬埋入貫通孔86中，形成貫通插頭88。此外，圖32(b)是根據(jù)本實(shí)施形態(tài)的制造方法制造的半導(dǎo)體裝置的截面圖，圖32(a)是在圖32(b)所示的截?cái)嗑€A-A進(jìn)行截?cái)鄷r(shí)的截面圖。如從這個圖32(a)所示的截面圖可以看到的那樣，在本實(shí)施形態(tài)中，由在溝內(nèi)形成的信號線82a和差動信號線78a構(gòu)成的2組布線對中的一組(在圖32(a)中左側(cè)所示的布線對)形成完全直的形狀，而另一組(在圖32(a)中右側(cè)所示的布線對)從中途向右方彎折那樣地形成。對于無論哪組布線對，都是在形成半導(dǎo)體裝置的芯片的大致主要部分上大致平行那樣地通過絕緣層80a在溝內(nèi)形成信號線82a和差動信號線78a。反復(fù)進(jìn)行上述過程能夠形成任何多層的迭層·線對·線的構(gòu)造。
如以上說明的那樣，如果根據(jù)本實(shí)施形態(tài)，則在形成半導(dǎo)體裝置的芯片的大致主要部分上大致平行那樣地通過絕緣層80a在溝內(nèi)形成信號線82a和差動信號線78a，因此，從信號線82a到對應(yīng)的差動信號線78a的電力線和磁力線(電磁場)形成在包含信號線82a和對應(yīng)的差動信號線78a的狹窄范圍內(nèi)。因此，可以達(dá)到地防止受到不僅上下信號線之間而且鄰接的信號線之間的干涉影響，能夠?qū)崿F(xiàn)干涉很少的信號傳送并且能夠?qū)崿F(xiàn)適合于微細(xì)化的構(gòu)造。
此外，在上述第1到第4實(shí)施形態(tài)中，具有在差動信號線上通過絕緣層形成信號線的構(gòu)成，但是即便是在信號線上通過絕緣層形成差動信號線的構(gòu)成，也能夠?qū)崿F(xiàn)同樣的效果，這是不言而喻的。
如以上所述，如果根據(jù)本發(fā)明，則能夠抑制上下信號線之間的干涉和鄰接的信號線之間的干涉并且能夠適合于微細(xì)化。
權(quán)利要求
1.半導(dǎo)體裝置，它的特征是備有在半導(dǎo)體基片上形成的通過所要頻率f0的信號的信號線，和通過相位與上述信號相反的信號或與接地電源連接的差動信號線，上述信號線和上述差動信號線是大致平行那樣地通過絕緣層層積的，令不存在上述差動信號線時(shí)的上述信號線的每單位長度的電阻成分，電感成分，電容成分分別為R，L，C時(shí)，上述信號線的實(shí)際布線長l的特征是比從下列公式l0=LC+R2+8π2f02L24π2f02C2R2+4π2f02L2]]>求得的布線長l0長。
2.權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體裝置，它的特征是在上述半導(dǎo)體基片的主要部分上與上述差動信號線大致相同寬度并且通過上述絕緣層在與上述差動信號線相對的位置上形成上述信號線。
3.權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體裝置，它的特征是在與通過上述絕緣層形成上述差動信號線的上述信號線的面相反一側(cè)的面上通過第2絕緣層形成第2差動信號線。
4.權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體裝置，它的特征是上述信號線至少有2條，這2條信號線形成在同一層上，在這2條信號線之間與上述差動信號線不同的第2差動信號線形成在與上述信號線相同的層上。
5.權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體裝置，它的特征是上述信號線，上述絕緣層和上述差動信號線形成在設(shè)置在上述半導(dǎo)體基片上的第2絕緣層中的溝內(nèi)。
6.權(quán)利要求1記載的半導(dǎo)體裝置，它的特征是上述信號線和上述差動信號線在上述半導(dǎo)體基片的主要部分上大致平行。
7.半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是備有在半導(dǎo)體基片上形成第1導(dǎo)電層的工序，在上述第1導(dǎo)電層上形成絕緣層的工序，在上述絕緣層上形成第2導(dǎo)電層的工序，通過同時(shí)使上述第2導(dǎo)電層，上述絕緣層，和上述第1導(dǎo)電層形成圖案，形成來自上述第1導(dǎo)電層的第1布線和來自上述第2導(dǎo)電層的第2布線的工序。
8.權(quán)利要求7記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是上述第1布線是信號線和通過相位與通過上述信號線的信號相反的信號或與接地電源連接的差動信號線內(nèi)的一條，第2布線是上述信號線和上述差動信號線內(nèi)的另一條。
9.半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是備有通過在半導(dǎo)體基片上形成的第1絕緣層內(nèi)形成溝，將布線材料埋入這條溝中形成第1布線的工序，形成覆蓋上述第1布線的第2絕緣層的工序，在上述第2絕緣層上形成第3絕緣層的工序，和通過在與這個第3絕緣層的上述第1布線相對的位置上，形成達(dá)到上述第2絕緣層的開口，將布線材料埋入這個開口中形成第2布線的工序。
10.權(quán)利要求9記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是上述第1布線是信號線和通過相位與通過上述信號線的信號相反的信號或與接地電源連接的差動信號線內(nèi)的一條，第2布線是上述信號線和上述差動信號線內(nèi)的另一條。
11.半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是備有在半導(dǎo)體基片上形成的第1絕緣層中形成溝的工序，形成覆蓋上述溝的側(cè)面和底面的第1布線層的工序，和覆蓋上述第1布線層那樣地通過第2絕緣層在上述溝內(nèi)形成第2布線層的工序。
12.權(quán)利要求11記載的半導(dǎo)體裝置的制造方法，它的特征是上述第1布線是信號線和通過相位與通過上述信號線的信號相反的信號或與接地電源連接的差動信號線內(nèi)的一條，第2布線是上述信號線和上述差動信號線內(nèi)的另一條。
全文摘要
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體裝置及其制造方法，根據(jù)本發(fā)明，備有在半導(dǎo)體基片10上形成的通過所要頻率f
文檔編號H01L23/12GK1424758SQ0215457
公開日2003年6月18日 申請日期2002年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月6日
發(fā)明者下岡義明, 松永范昭, 柴田英毅 申請人:株式會社東芝