專利名稱：用于圖形化寬度顯著不同的線的復(fù)合光學(xué)光刻方法
背景集成電路(IC)制造過(guò)程可以在晶片上沉積各種材料層，并在所沉積的層上形成光敏抗蝕劑(光致抗蝕劑)。所述過(guò)程可以使用光刻來(lái)使光通過(guò)被圖形化的掩模版(reticle)(掩模(mask))到達(dá)光致抗蝕劑，或者使光從被圖形化的掩模版(掩模)反射到達(dá)光致抗蝕劑。來(lái)自掩模版的光將被圖形化的圖像轉(zhuǎn)移到光致抗蝕劑上。所述過(guò)程可以去除被曝光的光致抗蝕劑部分。一種過(guò)程可以蝕刻晶片未受剩余的光致抗蝕劑保護(hù)的部分，以形成集成電路特征。
半導(dǎo)體工業(yè)可以不斷地努力降低晶體管特征的尺寸，以便提高晶體管密度并改善晶體管性能。這種愿望已經(jīng)驅(qū)使了在光刻技術(shù)中使用的光波長(zhǎng)的減小，以便在光致抗蝕劑中限定出更小的IC特征。制造和運(yùn)轉(zhuǎn)復(fù)雜的光刻曝光工具可能花費(fèi)更巨。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1A示出了一種干涉光刻裝置。
圖1B示出了衍射光柵的實(shí)施例，所述衍射光柵具有允許光通過(guò)并輻射襯底上的光致抗蝕劑的狹縫。
圖2示出了由圖1A或圖1B的干涉光刻裝置產(chǎn)生的間隙和線的干涉圖形的潛像或?qū)嵪瘛?br> 圖3A示出了由第一、第二和第三光刻過(guò)程形成的具有顯著不同寬度的線的預(yù)期最終布圖(layout)。
圖3B示出了圖2的連續(xù)、非曝光(non-exposed)線和被曝光的(exposed)間隙的潛圖形(latent pattern)被第二光刻過(guò)程更改以后的布圖。
圖3C示出了第二光刻過(guò)程掩?；蚱鋵?duì)應(yīng)的無(wú)掩模圖形化數(shù)據(jù)庫(kù)的近似曝光布圖。
圖3D示出了第三光刻過(guò)程使用的第二掩模的對(duì)應(yīng)布圖。
圖4A到圖4H示出了用于曝光光致抗蝕劑上的區(qū)域的第二光刻過(guò)程以及后續(xù)的顯影、蝕刻和剝離過(guò)程的實(shí)施例。
圖5示出了具有可移動(dòng)晶片臺(tái)的復(fù)合光學(xué)光刻曝光系統(tǒng)。
圖6示出了第二圖形化系統(tǒng)的光學(xué)光刻實(shí)施方案。
圖7是復(fù)合光刻圖形化技術(shù)的流程圖。
圖8示出了產(chǎn)生用于第二光刻過(guò)程的掩模的布圖的過(guò)程。
圖9示出了設(shè)計(jì)布圖的實(shí)施例。
圖10示出了剩余布圖的實(shí)施例。
圖11示出了沿D方向擴(kuò)展之后的剩余布圖。
詳細(xì)描述常規(guī)的圖形化技術(shù)可能使用配備有復(fù)雜照明系統(tǒng)的昂貴的衍射受限的、高數(shù)值孔徑(NA)、高像差校正的透鏡或工具。常規(guī)圖形化技術(shù)也可能使用復(fù)雜和昂貴的掩模，所述掩模采用各種相移器(phase shifter)和復(fù)雜的光學(xué)鄰近校正(optical proximity correction，OPC)。
本申請(qǐng)涉及復(fù)合光學(xué)光刻圖形化技術(shù)，與常規(guī)光刻技術(shù)相比，所述技術(shù)可以形成更小的集成電路特征。對(duì)于襯底(substrate)上給定的區(qū)域，復(fù)合圖形化技術(shù)可以提供更高的集成電路特征密度。
復(fù)合圖形化技術(shù)可以包括兩個(gè)或更多個(gè)光刻過(guò)程。第一光刻過(guò)程可以使用干涉光刻在第一光致抗蝕劑上形成周期性交替的寬度基本相等的線和間隙的圖形。第二光刻過(guò)程可以使用非干涉光刻技術(shù)來(lái)打斷由第一光刻過(guò)程形成的圖形化線的連續(xù)性，并去除在那里需要圖形化寬度大得多的特征的布圖區(qū)域之上的抗蝕劑。第一光致抗蝕劑可以被顯影，并且可以形成第二光致抗蝕劑。第三光刻可以曝光具有比干涉圖形線寬度大得相當(dāng)多的寬度的特征。
復(fù)合圖形化技術(shù)可以形成具有顯著不同寬度的線的圖形。例如，一條線寬度可以比另一條線寬度大10％。又例如，一條線寬度可以比另一條線寬度大30％。在集成電路(IC)制造中，可能期望具有顯著不同寬度的圖形化線，例如用于圖形化具有顯著不同寬度的柵極。具有顯著不同寬度的柵極可以優(yōu)化集成電路的速度和/或功率性能。
在另一個(gè)實(shí)施方案中，第一過(guò)程可以包括非干涉光刻技術(shù)，并且第二過(guò)程可以包括干涉光刻技術(shù)。
第一光刻過(guò)程圖1A示出了干涉(干涉計(jì)的)光刻裝置100。干涉光刻裝置100可以包括分束器(beamsplitter)104和兩個(gè)反射鏡106A、106B。分束器104可以從具有預(yù)先確定的曝光波長(zhǎng)(λ)的輻射源接收輻射(radiation)，例如經(jīng)過(guò)調(diào)節(jié)(被擴(kuò)束和準(zhǔn)直)的激光束102。分束器104可以將輻射102引導(dǎo)到反射鏡106A、106B。反射鏡106A、106B可以在具有光敏介質(zhì)的襯底108上形成干涉圖形200(圖2)，光敏介質(zhì)例如光致抗蝕劑層107?？梢垣@得很多具有各種復(fù)雜性和精密性的干涉光刻工具設(shè)計(jì)。正光致抗蝕劑或負(fù)光致抗蝕劑均可以用于這里所描述的過(guò)程。θ可以是光致抗蝕劑107的表面法線和入射在光致抗蝕劑107上的輻射光束之間的角度。
圖2示出了由圖1A的干涉光刻裝置100產(chǎn)生的間隙204(被曝光)和線202(非曝光)的干涉圖形200的潛像或?qū)嵪??！皾摗敝腹庵驴刮g劑107上由于輻射所致經(jīng)歷了化學(xué)反應(yīng)但是還未在溶液中顯影以便去除正色調(diào)光致抗蝕劑107的被曝光區(qū)域的圖形(下面描述的圖4C)。線202可以具有基本相等的寬度。間隙204可以具有或不具有和線202的寬度相等的寬度。
“節(jié)距(pitch)”是圖2中線寬度和間隙寬度之和。如光學(xué)領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的那樣，可以被具有預(yù)先確定的波長(zhǎng)λ和數(shù)值孔徑NA的投影光學(xué)曝光裝置分辨的“最小節(jié)距”可以被表示為節(jié)距/2＝(k1(λ/ni))/NA，其中，NA是光刻工具中投影透鏡的數(shù)值孔徑，而“ni”是襯底108和光學(xué)投影系統(tǒng)的最后一個(gè)元件，例如反射鏡106A和108B，之間的介質(zhì)的折射率。目前在微光刻中使用的光學(xué)投影系統(tǒng)使用空氣，空氣有ni＝1。對(duì)于液浸式顯微光刻系統(tǒng)，ni＞1.4。對(duì)于ni＝1，節(jié)距可以被表示為節(jié)距/2＝k1λ/NA節(jié)距＝2k1λ/NA其中k1叫做瑞利(Rayleigh)常數(shù)?！癗A”可以被表示為NA＝n0sinθ。
NA可以等于1。
如果k1＝0.25并且n0約等于1，則節(jié)距可以被表示為節(jié)距＝2(.25)λ/n0sinθ≌λ/2sinθ。
其他的k1值可以大于0.25。
圖1A的干涉光刻裝置100可以獲得如下表示的“最小節(jié)距”(最小線寬度加上間隙寬度)最小節(jié)距≌/2。
線202和間隙204可以具有接近λ1/2的節(jié)距P1，其中λ1是在干涉光刻過(guò)程中使用的輻射波長(zhǎng)。波長(zhǎng)λ1可以等于193nm、157nm或超紫外(extreme ultraviolet，EUV)波長(zhǎng)，例如11到15nm。通過(guò)改變圖1A中干涉光束的角度θ可以獲取更大的節(jié)距。
被曝光的間隙204或者非曝光線202的最小特征尺寸可以等于、小于或大于四分之一個(gè)曝光波長(zhǎng)(λ/4)。
第一(干涉光刻)過(guò)程可以以利用具有最大處理范圍的光學(xué)圖形化可獲得的最大密度來(lái)限定最終圖形的所有最小關(guān)鍵特征的寬度。
代替分束器104，可以使用例如棱鏡或者衍射光柵的任何分光元件在光致抗蝕劑107上產(chǎn)生交替的線202和間隙204的圖形200。
圖1B示出了衍射光柵120的實(shí)施例，衍射光柵120具有允許光通過(guò)并輻射襯底108上的光致抗蝕劑107的狹縫122。衍射光柵120結(jié)合投影光學(xué)設(shè)備可以產(chǎn)生和圖1A的分束器104及反射鏡106A、106B相同的干涉圖形200(圖2)。
由干涉光刻形成的干涉圖形200的尺寸可以等于一個(gè)管芯、多個(gè)管芯或整個(gè)晶片，例如300毫米晶片或者更大的下一代晶片尺寸。由于大的焦深，干涉光刻可以具有對(duì)干涉圖形200的良好尺寸控制。
干涉光刻可以比基于透鏡的光刻具有更低的分辨率極限(lower resolution limit)和更好的尺寸控制。因?yàn)楦缮婀饪痰慕股羁梢允菙?shù)百到數(shù)千微米，和某些常規(guī)光刻技術(shù)的幾分之一微米的焦深(例如0.3微米)形成對(duì)照，所以干涉光刻可以比基于透鏡的光刻具有更高的工藝容限(process margin)。焦深在光刻中可能很重要，因?yàn)楣庵驴刮g劑由于以下原因可能并非完全平坦(a)光致抗蝕劑在一個(gè)或更多個(gè)金屬層和電介質(zhì)層上形成，或(b)半導(dǎo)體晶片自身可能并非足夠平坦。
和其他的光刻技術(shù)形成對(duì)照，干涉光刻的實(shí)施方案可能不需要復(fù)雜的照明裝置、昂貴的透鏡、投影及照明光學(xué)設(shè)備或復(fù)雜的掩模。
第二光刻過(guò)程第二光刻過(guò)程可以包括一個(gè)或更多個(gè)非干涉光刻技術(shù)，諸如光學(xué)光刻、壓印光刻(imprint lithography)和電子束(e-beam)光刻的常規(guī)光刻技術(shù)。第二光刻過(guò)程可以使用如下面參考圖3C和圖4B描述的那樣的掩模(或者掩模版)。第二光刻過(guò)程可以使用“修整(trim)”掩模技術(shù)、另一種基于掩模的技術(shù)或者無(wú)掩模圖形化技術(shù)。第二光刻過(guò)程可以使用超紫外(EUV)光刻。
第二光刻過(guò)程可以去除具有由第一光刻過(guò)程所形成的圖形的最小線寬度Wi的線202的不想要的部分。
圖3A示出了線202、310的預(yù)期布圖300的實(shí)施例，由上面描述的干涉光刻過(guò)程和下面描述的第二和第三光刻過(guò)程形成的線202、310具有顯著不同的寬度W1、W4和W5。W4是連接其他兩條取向垂直于W4的線202的線。所以，W4的“寬度”垂直于那些線202的寬度。為了說(shuō)明的目的，在圖3A中，布圖和寬度W1、W4、W5上的差別可能被夸大。
圖3B示出了圖2的連續(xù)、非曝光線202和被曝光的間隙204的潛圖形200(由干涉光刻過(guò)程在光致抗蝕劑107上形成)已經(jīng)被第二光刻過(guò)程更改以后的布圖320。第二光刻過(guò)程曝光了區(qū)域318A-318C，這把正光致抗蝕劑中形成的非曝光連續(xù)線202的一部分曝光(去除)。由干涉光刻過(guò)程形成的非曝光線202具有寬度W1，寬度W1可以是圖3A中最窄的預(yù)期的線202的寬度。寬度W1比被曝露給第二光刻過(guò)程的輻射的區(qū)域318A-318C的寬度W2、W3和W5(圖3B)更窄。第二光刻過(guò)程可以曝光一大片318C，這對(duì)圖形200的幾條線202(圖2)進(jìn)行了曝光。
第二光刻過(guò)程打斷了在第一光刻過(guò)程中產(chǎn)生的周期性交替的連續(xù)線202和間隙204的連續(xù)性和規(guī)則性。
圖3C中的第二光刻過(guò)程的曝光掩模330(或者無(wú)掩模圖形化工具數(shù)據(jù)庫(kù))的圖形布圖可以是(a)預(yù)期的最終圖形，例如圖3A中的布圖300和(b)由干涉光刻過(guò)程形成的圖形200(圖2)之間的布爾差(Boolean Difference)。圖3C中示出了第二過(guò)程的掩模330(或其對(duì)應(yīng)的無(wú)掩模圖形化數(shù)據(jù)庫(kù))的近似曝光布圖。圖3C示出了不透明掩模330中的透明區(qū)域318A-318C。如果第二處理的圖形化是利用針對(duì)正抗蝕劑的投影光學(xué)光刻產(chǎn)生的，則透明區(qū)域318A-318C曝露給透過(guò)掩模330的輻射。因此，圖3B中的間隙204和區(qū)域318A-318C分別曝露給第一和第二光刻正抗蝕劑過(guò)程期間的輻射。
在一種實(shí)施方案中，第二光刻過(guò)程的最小節(jié)距P2(圖3C)可以是上面描述的干涉光刻過(guò)程的最小節(jié)距P1(λ1/2)尺寸的1.5倍。因此，P2＝1.5(P1)＝1.5(λ1/2)＝0.75λ1。
圖7是復(fù)合光刻圖形化技術(shù)的流程圖。在700，干涉光刻過(guò)程(上述)或采用交替相移掩模的常規(guī)光刻過(guò)程在第一光致抗蝕劑107上形成了周期性連續(xù)交替的線202和間隙204的潛像圖形200(圖2)，所述圖形200具有接近光學(xué)成像分辨率極限(k1＝0.25)的最小節(jié)距。在702，第二光刻過(guò)程對(duì)非曝光線202的一部分進(jìn)行曝光，以便形成區(qū)域318A-318C(圖3B)。在第二光刻曝光完成以后，在704可以如下面參考圖4C所描述的那樣顯影第一光致抗蝕劑107。
在706，可以將第二光致抗蝕劑施加在第一光致抗蝕劑107之上(由第一和第二光刻過(guò)程使用)。第二光致抗蝕劑在化學(xué)上可以和第一光致抗蝕劑不一樣(不同)。在化學(xué)上不同的第一和第二光致抗蝕劑可以(a)防止光致抗蝕劑混合，和(b)實(shí)現(xiàn)在化學(xué)上選擇性顯影被第三光刻過(guò)程曝光的第二光致抗蝕劑的一部分而不影響由第一和第二光刻過(guò)程在第一光致抗蝕劑107中形成的圖形。
另外，第二光致抗蝕劑在化學(xué)上可以和第一光致抗蝕劑相同但是接受不同的處理。
另外，可以在第一和第二光致抗蝕劑之間沉積λ1輻射吸收有機(jī)或無(wú)機(jī)膜層，以便防止第一和第二抗蝕劑的混合，并防止第一抗蝕劑線202被曝露給第三光刻過(guò)程的輻射。
在708，第三光刻曝光過(guò)程可以圖形化具有線寬度W4、W5的特征310(圖3A和3D)，線寬度W4、W5比在第一和第二光刻過(guò)程期間圖形化的特征大得多。第三光刻曝光過(guò)程可以使用如上所述的常規(guī)光刻技術(shù)。第三光刻過(guò)程可以使用第二掩模(或數(shù)據(jù)庫(kù))和光學(xué)設(shè)備未形成具有大于第二光刻過(guò)程圖形的節(jié)距的圖形。第三光刻過(guò)程可以使用和第二光刻過(guò)程相同的裝置，但是利用不同的掩?；驍?shù)據(jù)庫(kù)。
圖3D示出了第三光刻過(guò)程使用的第二掩模的對(duì)應(yīng)布圖。如果正抗蝕劑被用于第三光刻過(guò)程，則圖3D中具有第二掩模的寬度W4、W5的大特征310是透明掩模340上的不透明(oblique)特征。如果負(fù)抗蝕劑被用于第三光刻過(guò)程，則顛倒掩模和特征的色調(diào)(tonality)。
在第三光刻過(guò)程中使用的第二掩模的數(shù)據(jù)庫(kù)可以只包含原始布圖數(shù)據(jù)庫(kù)中存在的“較大”線W4、W5(圖3A)，使得線W4、W5的大小適應(yīng)圖形化技術(shù)中公知的處理步驟重疊(overlay)要求和掩模制造處理特性。
在710可以顯影第二光致抗蝕劑，這導(dǎo)致了兩種光致抗蝕劑中的最終布圖300(圖3A)。在712，襯底108和被圖形化的光致抗蝕劑為IC過(guò)程流程中的后續(xù)過(guò)程，例如蝕刻(圖4D)做好準(zhǔn)備。
圖4A到圖4H示出了第二光刻過(guò)程以及后續(xù)的顯影、蝕刻和剝離過(guò)程的實(shí)施例，第二光刻過(guò)程用于曝光光致抗蝕劑107上的區(qū)域320(圖3C)。在圖4A中，光致抗蝕劑107可以形成在(例如被涂敷在)襯底108上。利用圖1A的干涉光刻裝置100，可以在光致抗蝕劑107上形成潛干涉圖形200或?qū)嵏缮鎴D形200(圖2)。第二光刻工具(第二光刻過(guò)程)可以使光通過(guò)被圖形化的掩模或掩模版404，以便曝光圖4B中光致抗蝕劑107的預(yù)期區(qū)域302。光403可以啟動(dòng)在被曝光的區(qū)域320中的反應(yīng)。光403可以是紫外、深紫外或超紫外(EUV)輻射，例如具有大約11到15nm的波長(zhǎng)。
光致抗蝕劑107和襯底108可以從光刻工具中移走，并在溫度受控的環(huán)境中烘焙。輻射曝光和烘焙可以改變被曝光的區(qū)域320和間隙204(圖2)相對(duì)于光致抗蝕劑107的沒(méi)有被曝光的區(qū)域的可溶性。
光致抗蝕劑107可以被“顯影”，即被放在顯影劑中并且經(jīng)受水(H2O)基溶液，以便去除圖4C中光致抗蝕劑107被曝光的區(qū)域320和間隙204，在抗蝕劑中形成預(yù)期圖形。如果使用“正”光致抗蝕劑，則被曝光區(qū)域320和間隙204可以通過(guò)所述溶液來(lái)去除。襯底108未受剩余光致抗蝕劑107保護(hù)的410部分在圖4D中可以被蝕刻，以便形成預(yù)期的電路特征。在圖4E中可以剝離剩余的光致抗蝕劑107。如果使用“負(fù)”光致抗蝕劑，則未被曝露給輻射的區(qū)域可以被顯影溶液去除，如圖4F中所示。然后，襯底108未受剩余光致抗蝕劑422保護(hù)的420部分在圖4G中可以被蝕刻，以便形成預(yù)期的電路特征。在圖4H中可以剝離剩余的光致抗蝕劑422。
組合干涉光刻技術(shù)和非干涉光刻技術(shù)可以提供比較高的IC圖形密度縮放比例(對(duì)于任何可用波長(zhǎng)，在k1＝0.25處圖形化)。
圖形化最小節(jié)距特征的干涉光刻可以將193nm沉浸式光刻(immersion lithography)擴(kuò)展到66nm的節(jié)距，并且可以將EUV干涉工具的性能向下擴(kuò)展到6.7nm的節(jié)距。
干涉光刻可以具有全反射設(shè)計(jì)，例如Lloyds反射鏡干涉光刻系統(tǒng)，它可以實(shí)現(xiàn)具有157nm到13.4nm之間的可用波長(zhǎng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，例如分別具有37nm和30nm的對(duì)應(yīng)最小節(jié)距的氖放電光源(大約74nm的波長(zhǎng))和氦放電光源(58.4nm的波長(zhǎng))。
在第二光刻過(guò)程之前可以施加另一層圖形化介質(zhì)。被選擇的第二光刻過(guò)程可以確定選擇哪一種圖形化介質(zhì)。
對(duì)準(zhǔn)(Alignment)干涉光刻裝置100上的現(xiàn)有對(duì)準(zhǔn)傳感器可以將由第一光刻過(guò)程產(chǎn)生的圖形200(圖2)對(duì)準(zhǔn)到由其他過(guò)程形成的先前層圖形?，F(xiàn)有的對(duì)準(zhǔn)傳感器可以位于晶片之上，并適于感知晶片上的標(biāo)記。
通過(guò)間接對(duì)準(zhǔn)(第二光刻過(guò)程圖形化利用現(xiàn)有的對(duì)準(zhǔn)傳感器對(duì)準(zhǔn)到先前層圖形)或利用潛像對(duì)準(zhǔn)傳感器的直接對(duì)準(zhǔn)(第二光刻過(guò)程圖形化直接與第一光刻過(guò)程圖形200對(duì)準(zhǔn))，可以實(shí)現(xiàn)將第二和第四光刻過(guò)程對(duì)準(zhǔn)到第一光刻過(guò)程。
圖5示出了具有可移動(dòng)晶片臺(tái)545的復(fù)合光學(xué)光刻系統(tǒng)500。復(fù)合光學(xué)光刻系統(tǒng)500可以包括環(huán)境外殼505，例如潔凈室或其他適于在襯底上印刷特征的地點(diǎn)。外殼505包圍著干涉光刻系統(tǒng)510和第二(非干涉)圖形化系統(tǒng)515。干涉光刻系統(tǒng)510可以包括用于在光致抗蝕劑上提供干涉圖形的準(zhǔn)直輻射光源520和干涉光學(xué)設(shè)備525。
第二圖形化系統(tǒng)515可以使用幾種技術(shù)其中的一種來(lái)圖形化光致抗蝕劑。例如，第二圖形化系統(tǒng)515可以是電子束投影系統(tǒng)、壓印印刷系統(tǒng)，或者光學(xué)光刻系統(tǒng)。另外，第二圖形化系統(tǒng)515可以是無(wú)掩模模塊，例如電子束直寫模塊、離子束直寫模塊，或者光學(xué)直寫模塊。
兩個(gè)系統(tǒng)510和515可以共享公共掩模處理子系統(tǒng)530、公共晶片處理子系統(tǒng)535、公共控制子系統(tǒng)540，以及公共工作臺(tái)545。掩模處理子系統(tǒng)530可以定位系統(tǒng)500中的掩模。晶片處理子系統(tǒng)535可以定位系統(tǒng)500中的晶片561?？刂谱酉到y(tǒng)540隨著時(shí)間調(diào)節(jié)系統(tǒng)500的一個(gè)或更多個(gè)屬性或者設(shè)備。例如，控制子系統(tǒng)540可以調(diào)節(jié)系統(tǒng)500中設(shè)備的位置、對(duì)準(zhǔn)或操作?？刂谱酉到y(tǒng)540還可以調(diào)節(jié)環(huán)境外殼505內(nèi)的輻射劑量、聚焦、溫度或者其他環(huán)境質(zhì)量。
控制子系統(tǒng)540還能夠在第一曝光臺(tái)位置555和第二曝光臺(tái)位置550之間平移工作臺(tái)545。工作臺(tái)545包括用于夾緊晶片561的晶片夾具(wafer chuck)560。在第一位置555，工作臺(tái)545和夾具560可以將被夾緊的晶片561呈送給干涉光刻系統(tǒng)510進(jìn)行干涉圖形化。在第二位置550，工作臺(tái)545和夾具560可以把被夾緊的晶片561呈送給第二圖形化系統(tǒng)515進(jìn)行圖形化。
為了保證晶片561被夾具560和工作臺(tái)545正確定位，控制子系統(tǒng)540可以包括對(duì)準(zhǔn)傳感器565。對(duì)準(zhǔn)傳感器565可以傳感并控制晶片561的位置(例如使用晶片對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記)，以便將第二圖形化系統(tǒng)515形成的圖形與由干涉光刻系統(tǒng)510形成的圖形對(duì)準(zhǔn)。如上所述，當(dāng)將不規(guī)則性引入重復(fù)性干涉特征陣列時(shí)，可以使用這樣的定位。
圖6示出了第二圖形化系統(tǒng)515的光學(xué)光刻實(shí)施方案。具體來(lái)說(shuō)，第二圖形化系統(tǒng)515可以是步進(jìn)重復(fù)投影系統(tǒng)。這樣的圖形化系統(tǒng)515可以包括照明裝置605、掩模臺(tái)610、掩模630和投影光學(xué)設(shè)備615。照明裝置605可以包括輻射光源620和光闌/聚光器625。輻射光源620可以和圖5中的輻射光源520相同。另外，輻射光源620可以是單獨(dú)的設(shè)備。輻射光源620可以在與輻射光源520相同或不同的波長(zhǎng)發(fā)出輻射。
光闌/聚光器625可以包括一個(gè)或更多個(gè)用于收集、準(zhǔn)直、濾光和聚焦從輻射光源520發(fā)出的輻射的設(shè)備，以增加照射到掩模臺(tái)610上的照明均勻度。掩模臺(tái)610可以支撐照明路徑中的掩模630。投影光學(xué)設(shè)備615可以減小圖像的大小。投影光學(xué)設(shè)備615可以包括濾光投影透鏡。當(dāng)工作臺(tái)545平移被夾緊的供照明裝置605進(jìn)行曝光的晶片561通過(guò)掩模臺(tái)610和投影光學(xué)設(shè)備615時(shí)，對(duì)準(zhǔn)傳感器565可以保證曝光與重復(fù)性的干涉特征陣列200對(duì)齊，以便將不規(guī)則性引入重復(fù)性陣列200。
圖8示出了用于產(chǎn)生上述第二光刻過(guò)程的掩模布圖的過(guò)程800。過(guò)程800可以由一個(gè)或更多個(gè)單獨(dú)或共同運(yùn)作的執(zhí)行者來(lái)執(zhí)行(例如器件制造商、掩模制造商或代工廠)。過(guò)程800也可以完全或部分地由執(zhí)行一組機(jī)器可讀指令的數(shù)據(jù)處理設(shè)備來(lái)執(zhí)行。
執(zhí)行過(guò)程800的執(zhí)行者在805接收設(shè)計(jì)布圖。設(shè)計(jì)布圖是處理之后的布圖塊或襯底的期望物理設(shè)計(jì)。圖3A和圖9示出了這樣的設(shè)計(jì)布圖300、900的實(shí)施例。可以以機(jī)器可讀形式接收設(shè)計(jì)布圖300、900。布圖300、900的物理設(shè)計(jì)可以包括溝槽和溝槽之間的連接盤(land)的集合。溝槽和連接盤可以是直線的且平行的。溝槽和連接盤不需要貫穿整個(gè)布圖塊規(guī)則地重復(fù)。例如，可以在布圖300、900中的任意位置切斷溝槽和連接盤其中之一或者兩者的連續(xù)性。
返回圖8，在810，執(zhí)行過(guò)程800的執(zhí)行者也可以接收交替的平行的線202和間隙204(圖2)的圖形陣列布圖200?？梢酝ㄟ^(guò)干涉光刻技術(shù)，即輻射的干涉，在光致抗蝕劑107上形成圖形陣列布圖200?？梢砸詸C(jī)器可讀形式接收?qǐng)D形陣列布圖200。
返回圖8，在815，執(zhí)行者可以從圖形陣列布圖200(圖2)減去設(shè)計(jì)布圖900(圖9)。從圖形陣列布圖200減去設(shè)計(jì)布圖900可以包括將設(shè)計(jì)布圖900中的溝槽332與圖形陣列布圖200中的線或間隙對(duì)準(zhǔn)，并且確定設(shè)計(jì)布圖900中的不規(guī)則性防止與圖形陣列布圖200完全重疊的位置。
圖3C和圖10示出了剩余布圖330、1000的實(shí)施例，剩余布圖330、1000指示設(shè)計(jì)布圖300、900不與圖形陣列布圖200(圖2)完全重疊的位置。剩余布圖330、1000可以是機(jī)器可讀形式。減法可以是布爾型的，因?yàn)槭Ｓ嗖紙D330、1000中的位置可能只具有兩種狀態(tài)其中的一個(gè)。具體來(lái)說(shuō)，剩余布圖1000包括具有“未重疊”狀態(tài)的第一位置1005的各個(gè)區(qū)域和具有“重疊”狀態(tài)的第二位置1010的連續(xù)區(qū)域。
返回圖8，在820，執(zhí)行者可以對(duì)剩余布圖1000中的位置區(qū)域進(jìn)行大小調(diào)整。剩余布圖1000的大小調(diào)整可以導(dǎo)致圖11中被改變的機(jī)器可讀剩余布圖1100。圖11示出了在沿著D方向的這種擴(kuò)展之后的剩余布圖1100。當(dāng)圖形陣列是平行的線202和間隙204的陣列200時(shí)，具有當(dāng)前狀態(tài)的區(qū)域1105的大小在垂直于線202和間隙204的方向上可以被增加?？梢院喜⒛承﹨^(qū)域1105。
返回圖8，在825，執(zhí)行者可以使用剩余布圖1000產(chǎn)生圖10中的印刷掩模?？梢允褂脠D11的大小被調(diào)整的剩余布圖1100產(chǎn)生印刷掩模，以便生成任意形狀的特征，用于將不規(guī)則性引入重復(fù)性陣列，例如圖形陣列200(圖2)。產(chǎn)生印刷掩?？梢园óa(chǎn)生印刷掩模的機(jī)器可讀描述。產(chǎn)生印刷掩模也可以包括在掩模襯底中真實(shí)地具體實(shí)施印刷掩模。
另外，如果第二光刻過(guò)程使用EUV波長(zhǎng)，則EUV光刻系統(tǒng)的元件，包括要使用的掩模，可以是反射性的。非EUV掩模上的清晰(透射)區(qū)域在EUV掩模上將是反射性區(qū)域，并且非EUV掩模上的不透明(鉻)區(qū)域在EUV掩模上將是吸收性區(qū)域。
已經(jīng)描述了很多實(shí)施方案。盡管如此，要理解，不偏離本申請(qǐng)的精神和范圍可以作出各種修改。因此，其他的實(shí)施方案在下列權(quán)利要求書的范圍以內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括第一裝置，所述第一裝置用于將交替的非曝光線和被曝光的間隙的周期性圖形輻射到第一光致抗蝕劑上，所述線具有基本相等的第一寬度；以及第二裝置，所述第二裝置用于將至少一條線的一部分曝露給輻射，以便形成具有第二寬度的特征，所述第二寬度大于所述線的所述第一寬度，所述第二裝置輻射所述第一光致抗蝕劑之上的第二光刻區(qū)域，所述區(qū)域具有第三寬度。
2.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中，由所述第二裝置產(chǎn)生的圖形的節(jié)距大于或等于所述交替的線和間隙的周期性圖形的最小節(jié)距的1.5倍。
3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二光致抗蝕劑在化學(xué)上不同于所述第一光致抗蝕劑。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一裝置包括分束器。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一裝置包括衍射光柵。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一裝置包括使用交替相移器掩模的光學(xué)投影光刻工具。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二裝置包括基于掩模的光學(xué)光刻工具。
8.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二裝置包括具有數(shù)據(jù)庫(kù)的無(wú)掩模光學(xué)光刻工具。
9.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二裝置包括壓印光刻工具。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第二裝置包括壓印電子束工具。
11.一種方法，包括將交替的非曝光線和被曝光的間隙的周期性圖形輻射到第一光致抗蝕劑上，所述線具有第一寬度；將至少一條線的一部分曝露給輻射，以便打斷所述線的連續(xù)性和圖形的規(guī)則性，并形成具有第二寬度的特征，所述第二寬度大于所述第一寬度；顯影所述第一光致抗蝕劑；在所述第一光致抗蝕劑之上形成第二光致抗蝕劑；以及輻射所述第二光致抗蝕劑的區(qū)域，所述區(qū)域具有第三寬度。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述特征的節(jié)距大于或等于所述干涉圖形節(jié)距的1.5倍。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述輻射具有波長(zhǎng)，所述線和間隙的交替圖形具有等于大約二分之一個(gè)所述波長(zhǎng)的節(jié)距。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述第二光致抗蝕劑在化學(xué)上不同于所述第一光致抗蝕劑。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其中，利用居于所述第一和第二光致抗蝕劑之間的第三阻擋層將所述第二光致抗蝕劑與所述第一光致抗蝕劑分開(kāi)，所述阻擋層具有足夠高的吸收曝光所述第一光致抗蝕劑的光的性質(zhì)，并具有防止所述第一和第二光致抗蝕劑混合的化學(xué)結(jié)構(gòu)。
16.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括將所述特征對(duì)準(zhǔn)到所述干涉圖形。
17.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括將所述區(qū)域?qū)?zhǔn)到所述特征。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，還包括從(b)所述干涉圖形減去(a)給定層的最終設(shè)計(jì)布圖來(lái)產(chǎn)生印刷掩模。
19.一種裝置，包括第一圖形化裝置，所述第一圖形化裝置包括用于產(chǎn)生在光致抗蝕劑上的間隙和線的第一曝光的干涉曝光模塊；第二圖形化裝置，所述第二圖形化裝置用于產(chǎn)生第二曝光，所述第二曝光減少所述第一曝光的規(guī)則性；以及第三圖形化裝置，所述第三圖形化裝置用于在所述第一光致抗蝕劑之上的第二光致抗蝕劑上產(chǎn)生第三曝光，所述第三曝光對(duì)比所述第二曝光的特征更寬的區(qū)域進(jìn)行曝光。
20.如權(quán)利要求19所述的裝置，還包括用于將所述第二曝光對(duì)準(zhǔn)到被形成的所述第一曝光的對(duì)準(zhǔn)傳感器。
21.如權(quán)利要求19所述的裝置，還包括公共控制系統(tǒng)，用于為所述干涉曝光模塊將所述第一光致抗蝕劑移動(dòng)到第一位置，并為所述第二圖形化模塊將所述第一光致抗蝕劑移動(dòng)到第二位置。
22.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述干涉曝光模塊包括干涉光刻模塊，并且所述第二圖形化模塊包括投影光學(xué)光刻系統(tǒng)，所述投影光學(xué)光刻系統(tǒng)包括投影光學(xué)設(shè)備、晶片工作臺(tái)，以及降低所述第一曝光中的規(guī)則性的掩模，所述第一曝光由所述干涉曝光模塊生成。
23.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述干涉包括模塊包括干涉光刻模塊，并且所述第二圖形化模塊包括壓印系統(tǒng)，所述壓印系統(tǒng)包括投影光學(xué)設(shè)備、晶片工作臺(tái)，以及降低所述第一曝光中的規(guī)則性的掩模，所述第一曝光由所述干涉曝光模塊生成。
24.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述干涉包括模塊包括干涉光刻模塊，并且所述第二圖形化模塊包括電子投影系統(tǒng)，所述電子投影系統(tǒng)包括投影光學(xué)設(shè)備、晶片工作臺(tái)，以及降低所述第一曝光中的規(guī)則性的掩模，所述第一曝光由所述干涉曝光模塊生成。
25.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述干涉包括模塊包括干涉光刻模塊，并且所述第二圖形化模塊包括無(wú)掩模模塊、投影光學(xué)設(shè)備以及晶片工作臺(tái)，所述無(wú)掩模模塊用于降低由所述干涉曝光模塊生成的所述第一曝光中的規(guī)則性。
26.如權(quán)利要求25所述的裝置，其中，所述無(wú)掩模模塊包括光學(xué)直寫模塊。
27.如權(quán)利要求25所述的裝置，其中，所述無(wú)掩模模塊包括電子束直寫模塊。
28.如權(quán)利要求25所述的裝置，其中，所述無(wú)掩模模塊包括離子束直寫模塊。
29.如權(quán)利要求19所述的裝置，其中，所述干涉曝光模塊包括干涉光刻模塊，并且所述第二圖形化模塊包括X線鄰近投影系統(tǒng)，所述X線鄰近投影系統(tǒng)包括用于降低由所述干涉曝光模塊生成的圖形中的規(guī)則性的掩模、投影光學(xué)設(shè)備以及晶片工作臺(tái)。
30.一種方法，包括接收預(yù)先確定的設(shè)計(jì)布圖；接收交替的、平行的線和間隙的圖形布圖；以及從所述交替的、平行的線和間隙的圖形布圖減去所述設(shè)計(jì)布圖，以便形成剩余布圖。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括將所述設(shè)計(jì)布圖的特征與所述圖形布圖的所述線和間隙中的至少一條對(duì)準(zhǔn)。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括利用所述剩余布圖產(chǎn)生印刷掩模的機(jī)器可讀描述。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括利用所述剩余布圖產(chǎn)生印刷掩模。
34.如權(quán)利要求30所述的方法，還包括對(duì)所述剩余布圖的特征進(jìn)行大小調(diào)整。
全文摘要
一種復(fù)合圖形化技術(shù)可以包括三個(gè)光刻過(guò)程。第一光刻過(guò)程在第一光致抗蝕劑上形成交替的、連續(xù)的基本等寬的線和間隙的周期性圖形。第二光刻過(guò)程使用非干涉光刻技術(shù)打斷所述被圖形化的線的連續(xù)性，并形成預(yù)期的集成電路特征的一部分。所述第一光致抗蝕劑可以被顯影。第二光致抗蝕劑在所述第一光致抗蝕劑之上形成。第三光刻過(guò)程使用非干涉光刻技術(shù)來(lái)曝光所述第二光致抗蝕劑上的圖形，并形成集成電路圖形的剩余預(yù)期特征。
文檔編號(hào)G03F7/20GK1890606SQ200480036295
公開(kāi)日2007年1月3日 申請(qǐng)日期2004年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月7日
發(fā)明者亞恩·博羅多夫斯基 申請(qǐng)人:英特爾公司