用于通過線端縮減切割部件的光刻技術(shù)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明實(shí)施例涉及用于通過線端縮減切割部件的光刻技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] 半導(dǎo)體集成電路（1C)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了快速增長(zhǎng)。在1C發(fā)展過程中，功能密度（即，每 芯片面積上互連器件的數(shù)量）通常增大了而幾何尺寸（即，使用制造工藝可以做出的最小 的元件（或線））減小了。這種按比例縮小工藝通常通過提高生產(chǎn)效率和降低相關(guān)成本而 帶來益處。然而，這種按比例縮小工藝也伴隨著增大了設(shè)計(jì)和制造引入這些1C器件的復(fù)雜 度，因而為了實(shí)現(xiàn)這些進(jìn)步，需要器件制造中的相似進(jìn)步。
[0003] 只作為一個(gè)實(shí)例，光刻的發(fā)展對(duì)減小器件尺寸至關(guān)重要。通常，光刻是在標(biāo)靶上形 成圖案。在稱為光刻（photolithography)的一種類型的光刻中，諸如紫外光的福射在沖擊 標(biāo)靶上的光刻膠涂層之前通過掩?；驈难谀７瓷洹９饪虒D案從掩模轉(zhuǎn)印到光刻膠上，然 后將光刻膠選擇性去除以暴露圖案。然后，標(biāo)靶經(jīng)歷采用剩余光刻膠的形狀以在標(biāo)靶上建 立部件的加工步驟。稱為直寫光刻的另一種類型的光刻使用激光、電子束（e_束）、離子束 或其他狹窄聚焦的發(fā)射以暴露光刻膠涂層或直接圖案化材料層。E-束光刻是最常見類型的 直寫光刻類型之一，并且通過引導(dǎo)準(zhǔn)直電子流到達(dá)將被暴露的區(qū)域，可用于以顯著的精確 度去除、添加、或以其他方式改變材料層。
[0004] 為了追求更小的器件部件的臨界尺寸（CD)，可實(shí)施多重光刻圖案化迭代以限定單 組部件。然而，由于光刻迭代之間的復(fù)雜相互作用，許多這種工藝包括特針對(duì)于將使用的光 刻技術(shù)的嚴(yán)格設(shè)計(jì)規(guī)則。與特定光刻流有關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)則并不是所有設(shè)計(jì)都可接受的。因此， 盡管現(xiàn)有光刻技術(shù)通常是足夠的，但并未證明它們滿足所有方面的要求。用于多重圖案化 的改進(jìn)技術(shù)可放寬現(xiàn)有設(shè)計(jì)規(guī)則，克服現(xiàn)有限制，并且從而能實(shí)現(xiàn)制造更穩(wěn)定的電路器件。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例，提供了一種方法，包括：接收工件，所述工件包括設(shè)置 在所述工件上的材料層和硬掩模材料；實(shí)施所述硬掩模材料的光刻圖案化以在所述硬掩模 材料中限定凹槽；在圖案化的所述硬掩模材料的凹槽內(nèi)沉積間隔件以限定至少兩個(gè)物理分 離的部件區(qū)；以及基于由圖案化的所述硬掩模材料和所述凹槽內(nèi)的所述間隔件限定的圖案 選擇性加工所述工件的部分。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的另一些實(shí)施例，還提供了一種圖案化工件的方法，所述方法包括：接 收指定將在所述工件上形成的多個(gè)部件的數(shù)據(jù)集；基于所述多個(gè)部件的第一組部件實(shí)施所 述工件的硬掩模的第一圖案化；之后，在圖案化的所述硬掩模的側(cè)壁上沉積第一間隔件材 料；基于所述多個(gè)部件的第二組部件實(shí)施所述硬掩模的第二圖案化；之后，在所述第一間 隔件材料的側(cè)壁上沉積第二間隔件材料；基于所述多個(gè)部件的第三組部件實(shí)施所述工件的 第三圖案化；以及使用由硬掩模層、所述第一間隔件材料或所述第二間隔件材料中的至少 一個(gè)的剩余部分限定的圖案選擇性地加工所述工件的部分，所述剩余部分在實(shí)施所述第一 圖案化、所述第二圖案化以及所述第三圖案化之后保留。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的又一些實(shí)施例，還提供了一種圖案化材料層的方法，所述方法包括： 接收包括所述材料層和硬掩模層的工件；根據(jù)將在所述工件上形成的第一組部件圖案化所 述硬掩模層；在圖案化的所述硬掩模層的側(cè)面上沉積第一間隔材料；之后，根據(jù)將在所述 工件上形成的第二組部件圖案化所述硬掩模層；在所述硬掩模層或所述第一間隔材料中的 至少一個(gè)的至少一個(gè)側(cè)面上沉積第二間隔材料；之后，根據(jù)將在所述工件上形成的第三組 部件圖案化所述第一間隔材料；以及將由所述硬掩模層、所述第一間隔層或所述第二間隔 層中的至少一個(gè)限定的圖案轉(zhuǎn)印至所述材料層。
【附圖說明】
[0008] 當(dāng)結(jié)合附圖進(jìn)行閱讀時(shí)，從以下詳細(xì)描述可最佳理解本發(fā)明的各方面。應(yīng)該注意， 根據(jù)工業(yè)中的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)踐，各個(gè)部件未按比例繪制。實(shí)際上，為了清楚的討論，各個(gè)部件的尺 寸可以任意地增大或減小。
[0009] 圖1A是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面用于圖案化工件的第一光刻方法的流程圖。
[0010] 圖1B至圖1H是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面經(jīng)歷第一光刻方法的工件的部分的透視 圖。
[0011] 圖II是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面經(jīng)歷第一光刻方法的工件的另一部分的頂視圖。
[0012] 圖2A是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面用于圖案化工件的第二光刻方法的流程圖。
[0013] 圖2B至圖2H是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面經(jīng)歷第二光刻方法的工件的部分的透視 圖。
[0014] 圖21是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面經(jīng)歷第二光刻方法的工件的另一部分的頂視圖。
[0015] 圖3是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面用于圖案化工件的方法的流程圖。
[0016] 圖4是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面指定將在工件上形成的圖案的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)的圖示。
[0017] 圖 5A、6A、7A、8A、9A、10A、11A、12A、13A、14A、15A 以及 16A 是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方 面經(jīng)歷圖案化方法的工件的部分的頂視圖。
[0018] 圖 5B、6B、7B、8B、9B、10B、11B、12B、13B、14B、15B 以及 16B 是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方 面經(jīng)歷圖案化方法的工件的部分的截面圖。
[0019] 圖17是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面經(jīng)歷圖案化方法的工件的掃描電子顯微鏡（SEM) 圖像。
[0020] 圖18是可操作以實(shí)施本發(fā)明的技術(shù)的計(jì)算系統(tǒng)的系統(tǒng)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021] 本發(fā)明一般地涉及1C器件制造，且更具體地，涉及光刻圖案化工件以形成部件組 的系統(tǒng)和技術(shù)。
[0022] 以下公開內(nèi)容提供了許多不同的實(shí)施例或?qū)嵗詫?shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同特征。下面將 描述元件和布置的特定實(shí)例以簡(jiǎn)化本發(fā)明。當(dāng)然這些僅僅是實(shí)例并不旨在限定本發(fā)明。例 如，在下面的描述中第一部件在第二部件上方或者在第二部件上的形成可以包括第一部件 和第二部件以直接接觸方式形成的實(shí)施例，也可以包括額外的部件可以形成在第一和第二 部件之間，使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實(shí)施例。此外，本發(fā)明可以在各實(shí)施 例中重復(fù)參考標(biāo)號(hào)和/或字符。這種重復(fù)僅是為了簡(jiǎn)明和清楚，其自身并不表示所論述的 各個(gè)實(shí)施例和/或配置之間的關(guān)系。
[0023] 而且，為便于描述，在此可以使用諸如"在…之下"、"在…下方"、"下部"、"在…之 上"、"上部"等的空間相對(duì)術(shù)語，以描述如圖所示的一個(gè)元件或部件與另一個(gè)（或另一些） 元件或部件的關(guān)系?？臻g相對(duì)術(shù)語旨在包括除了附圖中所示的方位之外，在使用中或操作 中的器件的不同方位。例如，如果將附圖中的器件翻過來，則描述為在其他元件或部件"下 部"或"之下"的元件將被定位于在其他元件或部件"上方"。因此，示例性術(shù)語"在…下方" 可包括在…上方和在…下方的方位。裝置可以以其他方式定向（旋轉(zhuǎn)90度或在其他方位 上），而本文使用的空間相對(duì)描述符可以同樣地作相應(yīng)的解釋。
[0024] 本發(fā)明涉及使用光刻圖案化諸如半導(dǎo)體襯底的工件。本發(fā)明的技術(shù)同樣適用于寬 范圍的光刻技術(shù)，包括光刻和直寫光刻。這種光刻技術(shù)的一些實(shí)例參考圖1A至圖II進(jìn)行 描述。圖1A是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面用于圖案化工件的第一光刻方法100的流程圖。應(yīng) 當(dāng)理解，在方法1〇〇之前、期間和之后可提供額外步驟，并且對(duì)于方法1〇〇的其他實(shí)施例可 替換或消除一些描述的步驟。圖1B至圖1H是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面的經(jīng)歷第一光刻方法 的工件150的部分的透視圖。圖II是根據(jù)本發(fā)明的各個(gè)方面經(jīng)歷第一光刻方法的工件150 的另一部分的頂視圖。為了清楚和便于說明，將部件的一些元件簡(jiǎn)化。
[0025] 參考圖1A的框102和參考圖1B，接收包括襯底152的工件150,在所述襯底上可 形成其他材料。用于集成電路（1C)制造的一種常見類型的襯底152為塊狀硅襯底?？蛇x 地，襯底152可包括元素（單元素）半導(dǎo)體，諸如在晶體結(jié)構(gòu)中的娃或鍺；化合物半導(dǎo)體，諸 如硅鍺、碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦和/或銻化銦；非半導(dǎo)體材料，諸如鈉鈣玻 璃、熔融二氧化硅、熔融石英和/或氟化鈣（CaF 2);和/或其組合。可能的襯底152還包括 絕緣體上硅（soi)襯底。通過注氧隔離（snrox)、晶圓接合和/或其他適當(dāng)方法制造 soi襯 底。在其他實(shí)例中，襯底152可包括多層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。
[0026] 襯底152可包括諸如源極/漏極區(qū)的不同摻雜區(qū)（例如，p-型阱或n-型阱）。取 決于設(shè)計(jì)要求，摻雜區(qū)可摻雜諸如磷或砷的P-型摻雜劑和/或諸如硼或8匕的n-型摻雜 劑?？芍苯釉谝r底上、在P-阱結(jié)構(gòu)中、在N-阱結(jié)構(gòu)中、在雙阱結(jié)構(gòu)中或使用凸起結(jié)構(gòu)形成摻 雜區(qū)?？赏ㄟ^注入摻雜劑原子、原位摻雜外延生長(zhǎng)和/或其他適當(dāng)?shù)募夹g(shù)形成摻雜區(qū)。在 一些實(shí)施例中，摻雜區(qū)包括可降低短溝道效應(yīng)（例如，穿透效應(yīng)）并且可通過傾斜角離子注 入或其他適當(dāng)技術(shù)形成的光暈/口袋區(qū)。
[0027] 襯底152還可包括在其上方形成的各種材料層。在示出的實(shí)施例中，工件150包 括將被圖案化的材料層154和設(shè)置在材料層154上的硬掩模層156。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員 認(rèn)識(shí)到襯底152可具有許多材料層和/或硬掩模層。可基于蝕刻劑選擇性選擇材料層和硬 掩模層的適當(dāng)材料，并且在各個(gè)示例性實(shí)施例中，材料層154和硬掩模層156具有不同的蝕 刻劑選擇性，從而使得可使用相應(yīng)的蝕刻劑去除各個(gè)層而不大量蝕刻其他層。例如，其中圖 案化技術(shù)用于圖案化層間電介質(zhì)（ILD)以形成互連結(jié)構(gòu)的各個(gè)實(shí)施例，材料層154包括諸 如半導(dǎo)體氧化物、半導(dǎo)體氮化物和/或半導(dǎo)體氮氧化物的半導(dǎo)體和/或介電材料；并且硬掩 模層156包括諸如不同半導(dǎo)體、介電材料、金屬氮化物（例如，TiN、TaN等）、金屬氧化物、金 屬氮氧化物和/或金屬碳化物的具有不同蝕刻劑選擇性的不同材料。
[0028] 襯底152還可包括調(diào)整以適應(yīng)在隨后的圖案化步驟中使用的特定技術(shù)和能量源 的諸如光刻膠和/或電子束光刻膠的光刻敏感光刻膠158。示例性光刻膠158包括當(dāng)暴露 于輻射時(shí)導(dǎo)致材料經(jīng)歷性能變化的光敏材料。該性能變化可用于選擇性去除光刻膠層158 的曝光（在正性光刻膠的情況下）或未曝光（在負(fù)性光刻膠的情況下）的部分。
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