使用多重圖案化制程的圖案化線式特征的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]一般而言，本發(fā)明揭露相關(guān)于精致的半導(dǎo)體裝置的制造，并且，詳而言之，關(guān)于使用縫合、多重圖案化裁切遮罩以致能使用更緊密的接點(diǎn)封入間距規(guī)則而圖案化線式特征的各種方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光刻為使用于制造積體電路產(chǎn)品的基本制程其中之一。在非常高的階層，光刻包含:(1)在材料層或是基板上形成光或輻射敏感材料的層，例如光阻劑，；(2)選擇性地將輻射敏感材料曝光于由光源(例如DUV或EUV源)所產(chǎn)生的光，以轉(zhuǎn)移由遮罩或是光罩(在本文所使用上為可交換術(shù)語(yǔ))所界定的圖案至所述輻射敏感材料；以及(3)顯影所曝光的輻射敏感材料層至以界定圖案化遮罩層。各種制程運(yùn)作，例如蝕刻或離子植入制程，可隨后透過(guò)圖案化遮罩層執(zhí)行在材料的底層或是基板。
[0003]當(dāng)然，積體電路制造的最終目標(biāo)為忠實(shí)地再現(xiàn)在積體電路產(chǎn)品上的原始電路設(shè)計(jì)。在歷史上，特征尺寸以及間距(介于特征之間的間距)運(yùn)用在積體電路產(chǎn)品中，使期望的圖案可使用單一圖案化光阻遮罩層來(lái)形成。然而，近年來(lái)，裝置尺寸以及間距已減小至現(xiàn)有的光刻工具，例如193nm波長(zhǎng)浸潤(rùn)光刻工具，不能形成具有整體目標(biāo)圖案的所有特征的單一圖案化遮罩層這一地步。因此，裝置設(shè)計(jì)者已將涉及執(zhí)行多重曝光以于材料層中界定單一目標(biāo)圖案的技術(shù)再分類(lèi)，所述技術(shù)經(jīng)常稱(chēng)作為多重圖案化方法或技術(shù)。有各種多重圖案化技術(shù)。一種這樣的多重圖案化技術(shù)的組成為起始形成連續(xù)一維線圖案，并且之后使用裁切遮罩以裁切線，并形成所述線終端。連續(xù)一維線圖案可由各種圖案化方法形成，例如EUV蝕刻、自對(duì)準(zhǔn)雙圖案化(SADP)、自對(duì)準(zhǔn)四圖案(SAQP)或是導(dǎo)向的自組裝(DSA)。整體晶片布置隨著技術(shù)進(jìn)步而持續(xù)縮小，可能需要二裁切遮罩或是雙圖案化裁切遮罩以裁切線，從而形成非常密集的布置。一種發(fā)生在試著使用裁切遮罩時(shí)的常見(jiàn)的問(wèn)題為非矩形特征的內(nèi)部圓角在裁切遮罩中必要有巨大的接點(diǎn)封入距離以對(duì)于相關(guān)接點(diǎn)，這具有負(fù)面沖擊在晶片縮小上。因此，需要減少巨大的接點(diǎn)封入間距規(guī)則的使用以及增加緊密接點(diǎn)封入間距規(guī)則的使用的解決方法。
[0004]在積體電路產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，產(chǎn)生整體目標(biāo)圖案或是設(shè)計(jì)布置以用于積體電路產(chǎn)品。這樣的設(shè)計(jì)布置反映了各種特征將形成在半導(dǎo)體基板中以及上方的位置，例如電晶體結(jié)構(gòu)、接點(diǎn)結(jié)構(gòu)、金屬化層等等。為制造裝置，將基板以及各種材料層圖案化(或裁切)以生產(chǎn)積體電路產(chǎn)品所期望的特征。另外，在這些制程操作期間，溝槽或是開(kāi)口可形成在基板或是一層或更多層材料層中，并且之后以另一材料填滿，從而界定所述產(chǎn)品的期望的特征，例如形成于絕緣材料層中的先前形成的溝槽的金屬線。一般而言，這樣的產(chǎn)品逐層(以基板本身開(kāi)始)進(jìn)行，直到形成積體電路的所有特征。
[0005]圖1A為，用于積體電路產(chǎn)品的電路布置的一部分的整體目標(biāo)圖案10的一部分的范例。在這個(gè)例子中，整體目標(biāo)圖案10包括復(fù)數(shù)個(gè)線式特征12，例如閘極結(jié)構(gòu)、金屬線等等。一般而言，并且如下文更完整的描述，整體目標(biāo)圖案10的產(chǎn)生是由起始形成連續(xù)線式特征12跨越基板，并且之后圖案化或裁切在虛線區(qū)域13所示的區(qū)域中的線式特征12，從而物理性地將連續(xù)線式特征12分離成所期望的特征，例如各別閘極結(jié)構(gòu)或是各別金屬線等等。
[0006]圖1B描述于某個(gè)時(shí)間中點(diǎn)連續(xù)線式特征12已形成在基板上的產(chǎn)品。如上文所述，線式特征12可藉由使用傳統(tǒng)單遮罩圖案化技術(shù)或是多重遮罩圖案化技術(shù)，例如雙圖案、或是EUV蝕刻、或是導(dǎo)向的自組裝(DSA)等等而形成。為了得到圖1A所述的整體目標(biāo)圖案10，線式特征12必須使用稱(chēng)之為“裁切遮罩”以圖案化或“裁切”。在整體裁切遮罩必須使用雙圖案化技術(shù)以形成的情況下，值得一提的是，這是藉由形成兩個(gè)各別的“裁切遮罩”，例如兩個(gè)各別的具有開(kāi)口于其中的圖案化光阻材料層。兩個(gè)裁切遮罩依續(xù)地形成在連續(xù)線式特征12上，線式特征12各別圖案化通過(guò)兩裁切遮罩中的每一者。于第一及第二裁切遮罩中的每一者中的開(kāi)口的組合，是意指移除連續(xù)線式特征12的所期望部分，例如在圖1A所示虛線區(qū)域13中的部分，從而得到圖1A所示的所期望的整體目標(biāo)圖案10。
[0007]如上所述，需要所期望的整體裁切遮罩以達(dá)成整體目標(biāo)圖案10，使得它不能以現(xiàn)有的光刻工具使用單一遮罩來(lái)印刷。因此，在這闡示性范例中，用于整體裁切遮罩的整體目標(biāo)圖案15是使用兩個(gè)各別的裁切遮罩15A、15B來(lái)形成。裁切遮罩15B描述于圖1C，使用虛線將其與裁切遮罩15A區(qū)分，裁切遮罩15A在圖1C中以實(shí)線描述。當(dāng)然，將為本技藝的技術(shù)人士將理解，圖1C中僅描述有裁切遮罩15A、15B的開(kāi)口 14、16。圖1E描述裁切遮罩15A而圖1F描述裁切遮罩15B。開(kāi)口 14為非矩形開(kāi)口，例如L形開(kāi)口，而開(kāi)口 16為矩形開(kāi)口。如所描述，裁切遮罩15A將遮蔽不由在裁切遮罩15A中的非矩形開(kāi)口 14所曝光的連續(xù)線式特征12的所有部分。裁切遮罩15B將遮蔽不由在裁切遮罩15B中的矩形開(kāi)口 16所曝光的連續(xù)線式特征12的所有部分。因此，用于裁切遮罩的整體目標(biāo)圖案15分解成第一次目標(biāo)圖案(包括非矩形開(kāi)口特征14)，以及第二次目標(biāo)圖案(包括矩形開(kāi)口特征16)。使用術(shù)語(yǔ)”次目標(biāo)圖案”是因?yàn)槊恳粋€(gè)次目標(biāo)圖案包含少于在用于整體裁切遮罩的整體目標(biāo)圖案15中的所有特征。選擇并入次目標(biāo)圖案中的特征被并空出間隙，以使得在每一個(gè)次目標(biāo)圖案中的圖案可容易地使用可用的光刻工具而形成在單一遮罩層中。最終，當(dāng)遮罩設(shè)計(jì)制程完成時(shí)，將對(duì)應(yīng)于第一以及第二次目標(biāo)圖案(在設(shè)計(jì)制程期間根據(jù)需要修改)的數(shù)據(jù)提供至遮罩制造者，其將生產(chǎn)對(duì)應(yīng)于使用在光刻工具中的次目標(biāo)圖案的實(shí)際遮罩以生產(chǎn)第一及第二裁切遮罩15A、15B，以制造積體電路產(chǎn)品。
[0008]請(qǐng)參閱以及圖1C和1F，在裁切遮罩15B中的矩形開(kāi)口 16包含了 4個(gè)“外角”17，當(dāng)從開(kāi)口 16的外側(cè)觀察的時(shí)候，其具有凸出構(gòu)形。請(qǐng)參閱圖1C和1E，在裁切遮罩15A中的非矩形開(kāi)口 14具有5個(gè)“外角”17以及一個(gè)“內(nèi)角”22。當(dāng)從非矩形開(kāi)口 14的外側(cè)觀察的時(shí)候，對(duì)比于外角17，內(nèi)角22具有凹陷構(gòu)形。
[0009]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1C，其也描述一旦對(duì)于連續(xù)線式特征12完成所期望的剪裁時(shí)，將接著形成在圖案化線式特征12上的闡示性性接點(diǎn)18 (一般來(lái)說(shuō)表示為附圖標(biāo)記18，而特定的接點(diǎn)將有另外的代號(hào))。在設(shè)計(jì)整體電路布置時(shí)，裝置設(shè)計(jì)者必須非常地注意，以確保介于闡示性接點(diǎn)18以及線的裁切終端之間的接點(diǎn)至線端間距20A足夠大，以使得允許對(duì)于所需要的制程邊限在制造裝置的時(shí)候，線式特征12的圖案化終點(diǎn)的位置是正確的位在相關(guān)于接點(diǎn)18的所期望的位置，以使得在線特征向量12被裁切之后可對(duì)圖案線進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娦越佑|。，介于接點(diǎn)18以及裁線式特征12的相關(guān)聯(lián)的終點(diǎn)之間的這最小接點(diǎn)至線端間距的需求有時(shí)候稱(chēng)作為接點(diǎn)封入間距規(guī)則。介于接點(diǎn)18以及線12側(cè)邊之間的該間距20B經(jīng)常被與接點(diǎn)至線端間距20A以相同方式處理，因?yàn)榫€12典型上非常細(xì)(在寬度方面)。
[0010]圖1C顯示裁切遮罩15A以及15B的結(jié)構(gòu)，其可稱(chēng)作為“如此繪制”(as-drawn)構(gòu)形，因?yàn)槟鞘茄b置設(shè)計(jì)者在”繪制”電路布置時(shí)所預(yù)期的。不幸的是，當(dāng)在實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)實(shí)世界的圖案化光阻遮罩并將其印刷在晶圓上時(shí)，如此繪制的開(kāi)口 14、16的結(jié)構(gòu)與在實(shí)際圖案化光阻層中的開(kāi)口 14、16的”如此印刷”(as-printed)的構(gòu)形之間有所不同。亦即，如圖1D中顯示，相對(duì)于如此繪制的開(kāi)口 14、16的構(gòu)形，分別在第一及第二裁切遮罩15A、15B中如此印刷的開(kāi)口 14P、16P往往表現(xiàn)出所謂的圓角(corner rounding)。此圓角于圖1D中被標(biāo)示為附圖標(biāo)記17R以及22R。開(kāi)口 14、16的外角17的圓角較少產(chǎn)生問(wèn)題，因?yàn)槠涞湫蜕喜⒉淮俪刹豢山邮艿牧康木€式結(jié)構(gòu)12的所不希望的消耗。然而，非矩形開(kāi)口 14的內(nèi)角22的圓角可能引起數(shù)種問(wèn)題。由于它的位置，非矩形開(kāi)口 14P的內(nèi)角22R的圓角可能導(dǎo)致鄰近接點(diǎn)結(jié)構(gòu)18X(參閱圖1D)的線式結(jié)構(gòu)12被移除的量增加。這些差異的結(jié)果為，相對(duì)于更松散(更大)的接點(diǎn)封入間距規(guī)則必須用于接點(diǎn)18X(接點(diǎn)18X位于鄰近使用具有內(nèi)角落22R的非矩形開(kāi)口裁切的線(亦即，因?yàn)橛稍诓们姓谡种械膬?nèi)角22的圓角所引起的不可接受的量的線端消耗，接點(diǎn)18X必須位于遠(yuǎn)離其線的最接近端))，更緊密(更小)的接點(diǎn)封入間距規(guī)則可使用于標(biāo)示為18Y的接點(diǎn)(例如，接點(diǎn)18Y可位于更接近所述線的最接近的裁切端))。結(jié)果為對(duì)于接點(diǎn)18X在其所形成的時(shí)候，著陸區(qū)域有可能不足，從而使準(zhǔn)確對(duì)準(zhǔn)更加的困難(考慮到必須的制程邊限)以及可能導(dǎo)致于在不如設(shè)計(jì)制程所預(yù)期的條件下運(yùn)作的接點(diǎn)結(jié)構(gòu)。舉例來(lái)說(shuō)，若介于接點(diǎn)18X以及底層線12之間的接觸區(qū)域小于設(shè)計(jì)制程所預(yù)期，可能有對(duì)應(yīng)增加的電阻，這可能降低裝置效能或可能甚至導(dǎo)致無(wú)運(yùn)作的電路。解決這樣的圓角的負(fù)面態(tài)樣的一種方法為增加介于裁線12端以及接點(diǎn)18X之間的間距，但這樣的修正動(dòng)作將導(dǎo)致在基板上極端珍貴的繪圖