專(zhuān)利名稱(chēng)：能防止圖案崩壞的半導(dǎo)體裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體裝置，具體地說(shuō)，涉及能防止半導(dǎo)體晶片的邊緣區(qū)域內(nèi)圖案崩壞的半導(dǎo)體裝置。
背景技術(shù)：
由于半導(dǎo)體裝置的高度集成化，因此在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)有一些附帶發(fā)生的問(wèn)題，其中之一是在半導(dǎo)體存儲(chǔ)器裝置的單元邊緣區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生圖案缺陷。
例如，在用于形成多圖案(如組成該半導(dǎo)體裝置的隔離條型圖案)的生產(chǎn)過(guò)程中，強(qiáng)制進(jìn)行一構(gòu)圖工序以使光刻工藝中單元邊緣區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生的鄰近效應(yīng)(proximity effect)最小。此處，由于該鄰近效應(yīng)是一種表層(skin)效應(yīng)，其意味著當(dāng)多個(gè)導(dǎo)電材料緊密排列時(shí)流經(jīng)每個(gè)導(dǎo)電材料的電流密度隨著該電流的方向、數(shù)量或頻率會(huì)改變。為在單元邊緣區(qū)域內(nèi)形成有效圖案，用在單元邊緣區(qū)域內(nèi)形成線(xiàn)型圖案的相同方式形成虛設(shè)圖案。
由于當(dāng)前半導(dǎo)體裝置高度集成化的趨勢(shì)，藉由在單元中心區(qū)域內(nèi)形成線(xiàn)型圖案的同樣條件在該單元邊緣區(qū)域內(nèi)形成條型圖案，以改善線(xiàn)寬均勻性。
圖1說(shuō)明在傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置的單元中心與邊緣區(qū)域內(nèi)形成的條型圖案的平面圖。圖2圖示說(shuō)明在傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置的單元邊緣區(qū)域內(nèi)的圖案崩壞；圖3是掃描電子顯微鏡SEM的顯微照片圖，顯示在形成有條型圖案的單元邊緣區(qū)域內(nèi)的虛設(shè)圖案的圖案崩壞的平面圖。
如圖1所示，多個(gè)條型圖案10A以一預(yù)定距離D形成在單元中心與邊緣區(qū)域內(nèi)。多個(gè)虛設(shè)圖案10B形成在單元邊緣區(qū)域內(nèi)。
該虛設(shè)圖案10B的功能是有助于形成一主圖案，并且其對(duì)于防止該主圖案的崩壞是非常重要也確實(shí)必要。
然而，對(duì)最小部件尺寸低于大約100nm的裝置而言，考慮線(xiàn)寬的抗蝕性，光致抗蝕劑的厚度必須增加。隔離條型圖案中圖案崩壞的問(wèn)題比直型圖案中更關(guān)鍵。圖案崩壞一般發(fā)生在光致抗蝕劑的厚度與一臨界尺寸的比率低于3∶1的情況下。尤其是，原先設(shè)計(jì)與在整個(gè)單元區(qū)域內(nèi)形成的圖案尺寸相同的重復(fù)虛設(shè)圖案10B會(huì)因單元邊緣區(qū)域內(nèi)的鄰近效應(yīng)而變小，請(qǐng)參考圖2中所示的參考數(shù)字“11”。因此，該光致抗蝕劑的圖案崩壞(參考圖3中所示的參考數(shù)字“12”)變得更關(guān)鍵。
圖4A與4B是SEM顯微照片圖，顯示單元邊緣區(qū)域內(nèi)的條型圖案的圖案崩壞。如圖所示，可以確定由于鄰近效應(yīng)，虛設(shè)圖案10B以幾種形式在單元邊緣區(qū)域內(nèi)崩壞。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供能防止在圖案變脆弱的區(qū)域，如單元邊緣區(qū)域內(nèi)的圖案崩壞現(xiàn)象的半導(dǎo)體裝置。
依據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種半導(dǎo)體裝置，晶片的邊緣區(qū)域中的圖案密度低于中心區(qū)域中的圖案密度，其包括以一預(yù)定距離配置在該晶片的中心區(qū)域內(nèi)的多個(gè)條型圖案；在該邊緣區(qū)域內(nèi)形成的多個(gè)虛設(shè)圖案；以及用于將該等條型圖案中至少兩個(gè)條型圖案互相耦合的多個(gè)連接圖案，其中該等多個(gè)虛設(shè)圖案的該等連接圖案以鋸齒形式配置。


從以下結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明的優(yōu)選實(shí)施例將會(huì)明白本發(fā)明的上述及其他目標(biāo)與特征，其中圖1說(shuō)明在傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置的單元中心與邊緣區(qū)域內(nèi)形成的條型圖案的平面圖；圖2圖示說(shuō)明在傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置的單元邊緣區(qū)域內(nèi)的圖案崩壞現(xiàn)象；圖3是掃描電子顯微鏡SEM的顯微照片圖，顯示傳統(tǒng)半導(dǎo)體裝置的單元邊緣區(qū)域中虛設(shè)圖案的圖案崩壞的平面圖；圖4A與4B是SEM的顯微照片圖，顯示單元邊緣區(qū)域內(nèi)的條型圖案的圖案崩壞；圖5是依據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，用形成條型圖案的一預(yù)定方法所完成的半導(dǎo)體裝置的平面圖；以及圖6是SEM的顯微照片圖，顯示圖5中說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置的平面圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明
10A 條型圖案10B虛設(shè)圖案11 參考數(shù)字12 參考數(shù)字50 半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元 51 條型圖案52A 條型圖案52B條型圖案52C 連接圖案A-A′ 單元中心區(qū)域B-B′ 單元邊緣區(qū)域D 預(yù)定距離具體實(shí)施方式
本發(fā)明的設(shè)計(jì)基于一基本原理，即只要圖案與一下層(例如一絕緣層)之間的接觸表面面積大就可以有效地克服圖案崩壞現(xiàn)象。為藉由限制光刻使單元邊緣區(qū)域中發(fā)生的鄰近效應(yīng)降至最低，單元邊緣區(qū)域內(nèi)至少形成了幾個(gè)至幾十個(gè)虛設(shè)圖案，并且此等虛設(shè)圖案與整個(gè)單元區(qū)域內(nèi)形成的條型圖案的位置相似。同樣，存在形成由鄰近效應(yīng)最小化的有效隔離條型圖案的條件。首先，在單元邊緣區(qū)域內(nèi)形成的隔離條型圖案是虛設(shè)圖案。其次，虛設(shè)圖案有規(guī)則地互相連接以有效防止虛設(shè)圖案中的圖案崩壞，并增加條型圖案與下層的接觸表面面積。
下文將參考附圖詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明的一半導(dǎo)體裝置。
圖5是依據(jù)本發(fā)明的一優(yōu)選實(shí)施例，用形成條型圖案的一預(yù)定工藝完成的半導(dǎo)體裝置的平面圖。
如圖所示，在本發(fā)明的半導(dǎo)體裝置中，有一半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元50，其尺寸因該條型圖案在單元邊緣區(qū)域B-B′比在單元中心區(qū)域A-A′的布局少而變小。該半導(dǎo)體存儲(chǔ)裝置包括在除了單元邊緣區(qū)域B-B′之外的單元中心區(qū)域A-A′中形成的多個(gè)條型圖案51，與連接圖案52C，其將至少兩個(gè)條型圖案52A與52B互相連接以防止條型圖案52A與52B崩壞。此處，該等條型圖案52A與52B形成在半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元50的單元邊緣區(qū)域B-B′中。同樣，該等條型圖案52A與52B以及該連接圖案52C是虛設(shè)圖案。
也應(yīng)注意由于單元邊緣區(qū)域B-B′比單元中心區(qū)域A-A′中的圖案密度更低，所以單元邊緣區(qū)域B-B布局較稀疏。
藉由使用與在單元中心區(qū)域A-A′中條型圖案51所使用的相同材料及相同的光刻方法來(lái)形成該虛設(shè)圖案。該單元邊緣區(qū)域B-B′可稱(chēng)為一虛設(shè)區(qū)域。
該條型圖案51通常不僅在用于制作與一晶片的有源區(qū)域接觸的插塞的著陸插塞接觸LPC(landing plug contact LPC)工藝中使用，而且在裝置隔離工藝中使用。
該等虛設(shè)圖案，更具體地說(shuō)，單元邊緣區(qū)域B-B′中的條型圖案52A與52B的尺寸與單元中心區(qū)域A-A′中的條型圖案51相同。尤其該虛設(shè)圖案的允許尺寸在該條型圖案51尺寸的約80％至約120％的范圍內(nèi)。
除了單元中心區(qū)域A-A′與單元邊緣區(qū)域B-B′之外，此方法也可應(yīng)用于一核心存儲(chǔ)器區(qū)域與一外圍區(qū)域。
如圖5所示，該等條型圖案52A與52B對(duì)下層的粘著力比單元中心區(qū)域A-A′中的小。藉由連接圖案52C將至少兩個(gè)條型圖案52A與52B互相連接以增加與下層的接觸表面面積所產(chǎn)生的虛設(shè)圖案提高了粘著力。該連接圖案52C不是直型圖案而是鋸齒形圖案。即，多個(gè)連接圖案52C以鋸齒形配置，以連接單元邊緣區(qū)域B-B′中的兩個(gè)條型圖案。
從而，可使由鄰近效應(yīng)所產(chǎn)生的圖案崩壞最小。
圖6是SEM顯微照片圖，顯示圖5中說(shuō)明的半導(dǎo)體裝置的平面圖。
如圖所示，形成了多個(gè)虛設(shè)圖案，其中藉由在單元邊緣區(qū)域B-B′中使用連接圖案52C使兩條型圖案52A與52B互相連接，增加了該等虛設(shè)圖案與下層接觸的表面面積。
如圖6所證實(shí)，通過(guò)在單元邊緣區(qū)域B-B′中形成具有圖5中所述具體設(shè)計(jì)的虛設(shè)圖案，就不會(huì)發(fā)生圖案崩壞。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，藉由在單元邊緣區(qū)域內(nèi)使用連接圖案連接至少兩個(gè)條型圖案而形成條型虛設(shè)圖案，從而增加條型虛設(shè)圖案與下層的接觸面積。此增加的接觸面積提供防止單元邊緣區(qū)域內(nèi)圖案崩壞的進(jìn)一步效果。
例如，本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例以范例說(shuō)明一使用作為條型圖案的裝置隔離層與著陸插塞接觸的單元。然而，該條型圖案同時(shí)不僅可應(yīng)用于如位線(xiàn)、字線(xiàn)、金屬線(xiàn)等的導(dǎo)電性圖案，而且可應(yīng)用于其他各種類(lèi)型的圖案。
雖然根據(jù)具體實(shí)施例說(shuō)明了本發(fā)明，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員顯然可作各種改變與修改，而不會(huì)背離由權(quán)利要求定義的本發(fā)明的精神和范疇。
權(quán)利要求
1.一種半導(dǎo)體裝置，在晶片的邊緣區(qū)域中的圖案密度低于中心區(qū)域中的圖案密度，其包括多個(gè)條型圖案，其以一預(yù)定距離配置在該晶片的該中心區(qū)域中；多個(gè)虛設(shè)圖案，其形成在該邊緣區(qū)域內(nèi)；以及多個(gè)連接圖案，用于互相耦合該等條型圖案中至少兩個(gè)條型圖案，其中該等多個(gè)虛設(shè)圖案的該等連接圖案以一鋸齒模式配置。
2.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中該等條型圖案是用于裝置隔離層或者著陸插塞接觸的圖案。
3.如權(quán)利要求2的半導(dǎo)體裝置，其中該等虛設(shè)圖案包括第一條型圖案；第二條型圖案，配置為與該第一條型圖案相隔一預(yù)定距離；以及用于連接該第一條型圖案與該第二條型圖案的該連接圖案。
4.如權(quán)利要求3的半導(dǎo)體裝置，其中該第一與該第二條型圖案的尺寸在所述條型圖案尺寸的大約80％至大約120％的范圍內(nèi)。
5.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中該等虛設(shè)圖案包括以一預(yù)定距離配置在兩個(gè)條型圖案之間的N個(gè)條型圖案，這里N是一正整數(shù)，并且該等N個(gè)條型圖案中的兩個(gè)條型圖案被連接。
6.如權(quán)利要求5的半導(dǎo)體裝置，其中該等條型圖案的尺寸在所述條型圖案尺寸的大約80％至大約120％的范圍內(nèi)。
7.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中該中心區(qū)域與該邊緣區(qū)域分別是一單元中心區(qū)域與一單元邊緣區(qū)域。
8.如權(quán)利要求1的半導(dǎo)體裝置，其中該中心區(qū)域是一核心單元區(qū)域，以及該邊緣區(qū)域是一外圍區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種能防止圖案崩壞的半導(dǎo)體裝置，能防止在圖案更脆弱的單元邊緣區(qū)域內(nèi)發(fā)生圖案崩壞的現(xiàn)象。在本發(fā)明半導(dǎo)體裝置中，晶片的邊緣區(qū)域中的圖案密度低于中心區(qū)域中的圖案密度，其包括以一預(yù)定距離配置在該晶片的該中心區(qū)域中的多個(gè)條型圖案；在該邊緣區(qū)域內(nèi)形成的多個(gè)虛設(shè)圖案；以及用于將該等條型圖案中至少兩個(gè)條型圖案互相耦合的多個(gè)連接圖案，其中該等多個(gè)虛設(shè)圖案的該等連接圖案以鋸齒形式配置。
文檔編號(hào)H01L21/00GK1512544SQ0315842
公開(kāi)日2004年7月14日 申請(qǐng)日期2003年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者李圣權(quán) 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司