專利名稱：用于光刻操作的間隔件雙重圖案化的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及裝置制造，且更特定來說，一些實施例涉及半導體裝置光刻技術。
背景技術：
通常通過將多個裝置及其互連件圖案化到例如半導體晶片等襯底上來形成集成電路或IC。此過程通常以用于將構成IC的(一個或多個)電路的設計開始。舉例來說，通常使用例如Verilog 、RTM 或VHSic硬件描述語言(VHDL)等硬件描述語言(HDL)來采用自頂向下設計方法。通過使用HDL，設計者通過以分級方式界定集成電路的功能組件來形成所述電路。依據(jù)HDL或其它高級描述，可通過邏輯合成來確定實際邏輯單元實施方案，所述邏輯合成將電路的功能描述轉(zhuǎn)換成具體電路實施方案。接著將邏輯單元指派給裝置布局中的物理位置且界定其互連。有時將此稱為布局和布線。設計者所使用的放置和布線工具通常接受已由邏輯合成過程產(chǎn)生的經(jīng)平面化網(wǎng)表作為其輸入。此經(jīng)平面化網(wǎng)表從目標標準單元庫中識別特定邏輯單元實例且描述特定單元到單元連接性。通過應用物理設計過程，對網(wǎng)表文件的邏輯單元進行放置和布線，從而產(chǎn)生布局文件。接著，可在將共同地形成構成集成電路的組件的裝置的一連串層中將此布局轉(zhuǎn)移或施加到半導體襯底。將在所述襯底上圖案化此類層的過程稱為光刻。在光刻期間，使用由布局文件形成的一連串光掩模將所述布局逐層地轉(zhuǎn)移到所述襯底上。存在不同類型的光掩模，包含二元玻璃上鉻、衰減相移掩模(attPSM)及交替相移掩模(altPSM)。光掩?；蚋唵蔚匮谀Ｌ峁┢湎嚓P聯(lián)集成電路層或一層的若干部分的物理幾何結構的圖像。使光穿過由掩模元件界定的透明區(qū)段將相關聯(lián)層的布局圖案轉(zhuǎn)移到晶片上。使光圖案穿過成像透鏡系統(tǒng)且使其以所需大小聚焦于晶片表面上。典型的光刻系統(tǒng)使用UV光能量將掩模圖案投射到晶片表面上。經(jīng)投射的光圖案與晶片上的光敏涂層(且依據(jù)所使用的涂層)相互作用；其可經(jīng)固化或經(jīng)再現(xiàn)以易于由于曝光而移除。因此，可使用將掩模圖案投射到涂層上來將所述圖案轉(zhuǎn)移到晶片。隨著對在較小封裝中提供較大功能性的不斷需要以及較復雜芯片上系統(tǒng)及混合信號設計的進化，IC特征幾何結構正被驅(qū)動為越來越小的尺寸。此外，特征尺寸的縮減可導致可從給定晶片獲得的芯片的數(shù)目的增加。然而，將不斷變小的特征的準確圖像投射到晶片上的能力受到所使用光的波長及透鏡系統(tǒng)從經(jīng)照明掩模捕獲足夠衍射級的能力的限制。投射系統(tǒng)可印刷的最小特征大小可由下式近似

F = k1*λ/NA
其中F是最小特征大小，kl是過程相關因素的系數(shù)，λ是所使用光的波長且Na是從晶片所看到的透鏡的數(shù)值孔徑。使用當前可用的曝光工具，kl限制于0.25(針對單個曝光)。借助使用波長為248nm到193nm的深紫外(DUV)光的光刻過程，可實現(xiàn)約50nm的最小特征大小。因此，常規(guī)光學光刻技術的分辨率限度不斷受到次波長或低kl、關鍵IC特征幾何結構的尺寸的挑戰(zhàn)。不僅關鍵尺寸特征幾何結構的大小根據(jù)穆爾定律(Moore' s Law)預測或甚至比穆爾定律預測更快地減小，而且這些特征幾何結構的已經(jīng)很大的數(shù)目正在以顯著的速率增長。此外，由于通過掩模級的分辨率增強技術減輕光學接近效應失真的必要性，總體多邊形圖計數(shù)正在猛漲。這些關鍵特征幾何結構也因非線性成像的嚴格性及靈敏性而被更精確地圖案化。次波長或低kl應用因高度非線性成像行為而需要極高程度的精確度，所述行為通常以大因數(shù)且以非直觀方式放大掩模誤差。對于處于193nm波長下的當前光刻技術，光的光學特性正影響減小特征大小的能力。一種增加分辨率的方法是移動到更小的光波長。舉例來說，一些方法已移動到在約 13. 5nm極UV范圍中的光。然而，此類趨勢已由于若干原因而證明是困難的且設計者已移動到非光刻增強以增加圖案密度。目前用來增強特征密度的一類技術稱作雙重圖案化或多重圖案化。存在數(shù)種類型的在使用的雙重圖案化，四種最常見的是雙重曝光、間隔件掩模、異質(zhì)掩模及中間圖案積累。圖1是圖解說明間隔件或自對準雙重圖案化的一個實例的圖示。現(xiàn)在參照圖1，在過程 100的第一部分中，在包括一個或一個以上硬掩模層15的襯底上方鋪設犧牲層10，又將所述襯底沉積于將要圖案化的實際層20上方。犧牲層10通常由多晶硅制成。接下來，如101處所圖解說明，在晶片上方沉積例如氮化硅或氧化硅的間隔件材料25。101處還圖解說明圖案化光致抗蝕劑30以保護選定位置中的間隔件材料。因此，使用另一掩模層在所需位置處施加光致抗蝕劑30的圖案。如102處所圖解說明，各向異性地蝕刻間隔件材料25，從而優(yōu)先地移除水平表面上的間隔件材料。因此，剩余的是103中所圖解說明的結構，犧牲層10已被蝕刻掉。在執(zhí)行后續(xù)蝕刻過程之后，將間隔件圖案轉(zhuǎn)移或蝕刻到下伏層20，如104處所圖解說明。圖2是圖解說明用來制成所圖解說明的特征的自對準雙重圖案化過程及掩模的俯視圖的圖示。圖2顯示由犧牲層10及掩模A形成的圖案12、在間隔件蝕刻之后由間隔件 35形成的圖案14及由特征掩模B形成的邏輯裝置16的組件。參照圖1，注意掩模B對應于光致抗蝕劑30的圖案化。再次參照圖2，如此圖所圖解說明，一旦移除多晶硅線12，剩余的便是間隔件線14 且約使密度加倍。為移除每一對間隔件線14之間的短路50，使用第三掩模層掩模C來移除使剩余跡線線短路的不想要的間隔件部分，如虛線45所圖解說明。如圖1及2中所提供的實例所圖解說明，對于犧牲層10的每一特征線12，過程產(chǎn)生兩個線14，借此使密度加倍。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的各種實施例，提供半導體裝置及制造方法。在一個實施例中，一種在半導體裝置制作期間圖案化布局元件的方法包含沉積第一材料層并圖案化所述層以形成初始圖案，其中所述初始圖案使用單個曝光來界定所述布局元件的關鍵特征；在襯底上的第一圖案上方沉積間隔件材料并蝕刻所述間隔件材料，使得所述間隔件材料仍保持在鄰近于所述第一圖案處但從所述襯底的其它區(qū)域被移除；從所述襯底移除所述初始圖案而留下間隔件圖案中的所述間隔件材料；用最終材料填充所述間隔件圖案；及修整所述經(jīng)填充圖案以移除所述最終材料的超過所述布局元件的尺寸的部分。在進一步實施例中，所述方法包含在修整所述經(jīng)填充圖案之后移除剩余間隔件材料。在一個實施例中，使用包含以下步驟的過程來確定所述初始圖案選擇第一及第二布局元件；界定經(jīng)重新確定大小的第一元件的外形的數(shù)據(jù)表示；及組合所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的數(shù)據(jù)表示以得出所述初始圖案的數(shù)據(jù)表示。在進一步實施例中，組合所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的所述數(shù)據(jù)表示包含對所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的所述數(shù)據(jù)表示進行邏輯“或”運算，且界定經(jīng)重新確定大小的第一元件的外形的數(shù)據(jù)表示包含重新確定所述第一布局元件的大小、選擇經(jīng)重新確定大小的數(shù)據(jù)元件的外形及界定所述外形的數(shù)據(jù)表示。另外，重新確定所述第一布局元件的大小包含在每一尺寸上以兩個間隔件寬度來重新確定所述第一布局元件的大小。在另一實施例中，確定所述初始圖案包含選擇第一及第二布局元件；重新確定所述第一布局元件的大小并界定所述經(jīng)重新確定大小的第一元件的數(shù)據(jù)表示；及組合所述經(jīng)重新確定大小的第一元件的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的數(shù)據(jù)表示；及組合所述第一元件的數(shù)據(jù)表示與所述經(jīng)重新確定大小的第一元件及所述第二元件的數(shù)據(jù)表示的所述組合以得出所述初始圖案的表示。組合所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的所述數(shù)據(jù)表示的過程可包含對所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的所述數(shù)據(jù)表示進行邏輯“或”運算的過程。另外，組合所述第一元件的數(shù)據(jù)表示與所述經(jīng)重新確定大小的第一元件及所述第二元件的數(shù)據(jù)表示的所述組合的過程可包含對所述第一元件的數(shù)據(jù)表示與所述經(jīng)重新確定大小的第一元件及所述第二元件的數(shù)據(jù)表示的所述組合進行邏輯“與非”運算。在一個實施例中，使用所述間隔件圖案來界定所述布局元件之間的空間而非界定所述元件本身。在另一實施例中，一種具有多個層(具有通過間隔件雙重圖案化過程形成的一連串元件)的半導體裝置通過包含以下過程的方法來制造沉積第一材料層并圖案化所述層以形成初始圖案，其中所述初始圖案使用單個曝光來界定所述布局元件的關鍵特征；在襯底上的第一圖案上方沉積間隔件材料并蝕刻所述間隔件材料，使得所述間隔件材料仍保持在鄰近于所述第一圖案處但從所述襯底的其它區(qū)域被移除；從所述襯底移除所述初始圖案而留下間隔件圖案中的所述間隔件材料；用最終材料填充所述間隔件圖案；及修整所述經(jīng)填充圖案以移除所述最終材料的超過所述布局元件的尺寸的部分。在一個實施例中，所述布局元件是僅使用兩個掩模層形成的。在一個實施例中，確定所述初始圖案包含選擇第一及第二布局元件；界定經(jīng)重新確定大小的第一元件的外形的數(shù)據(jù)表示；及組合所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的數(shù)據(jù)表示以得出所述初始圖案的數(shù)據(jù)表示。組合所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的所述數(shù)據(jù)表示可包含對所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的所述數(shù)據(jù)表示進行邏輯“或”運算。界定經(jīng)重新確定大小的第一元件的外形的數(shù)據(jù)表示可包含重新確定所述第一布局元件的大小、選擇經(jīng)重新確定大小的數(shù)據(jù)元件的外形及界定所述外形的數(shù)據(jù)表示。另外，重新確定所述第一布局元件的大小包括在每一尺寸上以兩個間隔件寬度來重新確定所述第一布局元件的大小。在進一步實施例中，確定所述初始圖案包含選擇第一及第二布局元件；重新確定所述第一布局元件的大小并界定所述經(jīng)重新確定大小的第一元件的數(shù)據(jù)表示；及組合所述經(jīng)重新確定大小的第一元件的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的數(shù)據(jù)表示；及組合所述第一元件的數(shù)據(jù)表示與所述經(jīng)重新確定大小的第一元件及所述第二元件的數(shù)據(jù)表示的所述組合以得出所述初始圖案的表示。依據(jù)結合以舉例方式圖解說明根據(jù)本發(fā)明實施例的特征的附圖進行的以下詳細描述，本發(fā)明的其它特征及方面將變得顯而易見。所述發(fā)明內(nèi)容不打算限制本發(fā)明的范圍， 本發(fā)明的范圍僅由其所附權利要求書界定。


根據(jù)一個或一個以上各實施例參照以下各圖詳細描述本發(fā)明。僅出于圖解說明的目的提供所述圖式且其僅描繪本發(fā)明的典型或?qū)嵗詫嵤├?。提供這些圖式以促進讀者對本發(fā)明的理解且不應視為限制本發(fā)明的廣度、范圍或適用性。應注意，為使圖解說明清晰且便于圖解說明，這些圖式未必按比例繪制。本文中所包含的圖中的一些圖從不同的視角圖解說明本發(fā)明的各種實施例。雖然隨附描述性文字可將此類視圖稱為“俯視”、“仰視”或“側(cè)視”圖，但此類提及僅為描述性且不意味著或需要以特定空間定向來實施或使用本發(fā)明，除非另有明確說明。圖1是圖解說明間隔件或自對準雙重圖案化的一個實例的圖示。圖2是圖解說明用來制成所圖解說明的特征的自對準雙重圖案化過程及掩模的俯視圖的圖示。圖3是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用以形成邏輯元件的間隔件雙重圖案化的實例性過程的圖示。圖4是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的實例性邏輯特征及用來形成所述邏輯特征的實例性圖案的圖示。圖5是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用來形成邏輯特征的實例性圖案及所完成邏輯特征的表示的圖示。圖6是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于界定初始圖案的實例性過程的操作流程圖。圖7是圖解說明根據(jù)本發(fā)明實施例重新確定元件的大小以形成初始圖案的圖示。圖8是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用來形成邏輯特征的實例性圖案的圖示。圖9是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用來形成邏輯特征的實例性圖案及所完成的邏輯特征的表示的圖示。圖10是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于形成初始圖案的另一實例性過程的操作流程圖。圖11是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例可用來得出初始圖案的數(shù)據(jù)表示的圖
7J\ ο圖12是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的實例性計算模塊的簡化框圖。
所述各圖不打算為窮盡性或?qū)⒈景l(fā)明限制于所揭示的精確形式。應理解，可以修改及改動形式實踐本發(fā)明，且本發(fā)明僅由權利要求書及其等效內(nèi)容限制。
具體實施例方式在各種實施例中，本發(fā)明針對半導體裝置及用于半導體處理的系統(tǒng)及方法。特定來說，一些實施例涉及用于半導體處理的間隔件雙重圖案化。在一個實施例中，可使用雙重圖案化技術形成集成電路裝置的邏輯元件。在進一步實施例中，可使用雙重圖案化技術提供用于增強分辨率光刻操作的自對準技術。在又一實施例中，可利用雙重圖案化技術來形成不同寬度的特征，而不進行常規(guī)間隔件雙重圖案化技術中所需要的額外掩蔽操作以添加材料來形成寬度增加的元件。圖3是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用以形成邏輯元件的間隔件雙重圖案化的實例性過程的圖示。圖4是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例的實例性邏輯特征及用來形成所述邏輯特征的實例性圖案的圖示。圖5是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用來形成邏輯特征的實例性圖案及所完成邏輯特征的表示的圖示?，F(xiàn)在參照圖3、4及5，在操作32處， 確定電路的布局。舉例來說，可使用布局和布線技術來產(chǎn)生所需電路的布局。所述布局可包含(舉例來說)多個邏輯元件連同其相關聯(lián)互連件。在操作34處，選擇布局元件來進行圖案化。在一個實施例中，可將所述元件分隔成多個群組以促進選擇過程。舉例來說，在一個實施例中，將所述元件分割成兩個群組且使其成對以進行圖案化。因此，在分隔之后，在一個實施例中可選擇一對布局元件來進行圖案化。為促進系統(tǒng)及方法的描述，假定選定邏輯元件的簡單實例且參照此簡單實例描述實例性過程。在閱讀此描述之后，所屬領域的技術人員將明了如何借助其它邏輯元件實施所描述的系統(tǒng)及方法?，F(xiàn)在參照圖4，在75處圖解說明一對近似L形特征。更特定來說，此實例中的邏輯元件包含面向左邊的L形元件78及面向右邊的L形元件77。繼續(xù)參照圖3及4，在操作 36處，形成第一圖案以最后得出邏輯元件77、78。繼續(xù)上文所闡述的實例，圖4中在80處圖解說明可用來得出邏輯元件77、78的第一圖案。下文詳細地描述如何確定第一團80的形狀及輪廓的實例性實施例。在所圖解說明的實例中，第一圖案80包含環(huán)繞空間83的材料82的圖案。在一個實施例中，材料82可包括例如多晶硅的材料。在一些實施例中，所述第一圖案的材料可稱作犧牲材料82，這是因為此材料用來為間隔件材料提供基礎且在這些實施例中在稍后被丟棄。在操作42處，在襯底上沉積間隔件材料。與常規(guī)間隔件雙重圖案化技術很相似， 可將所述間隔件材料沉積于整個襯底上方，從而覆蓋第一圖案82以及所述襯底的剩余部分。在一個實施例中，所述間隔件材料可包含例如氮化硅或氧化硅的材料。在操作44處，可從所述襯底蝕刻所述間隔件材料。優(yōu)選地，各向異性地執(zhí)行蝕刻操作，且進行所述蝕刻操作以便留下鄰近于第一圖案82的間隔件材料的圖案。圖4中在85 處圖解說明剩余間隔件材料的實例。如85處所圖解說明，在蝕刻過程之后，間隔件材料87 的圖案仍保持在鄰近于多晶硅材料82處，而來自其它區(qū)域的間隔件材料已被移除。在此操作中，可利用常規(guī)間隔件材料沉積及蝕刻技術。在所述蝕刻過程之后仍保持的間隔件材料87的寬度可通過(舉例來說)控制間隔件層的厚度、所述蝕刻過程的特性等等來調(diào)整。在操作46處，蝕刻掉多晶硅材料82，從而留下間隔件材料87的圖案，如圖4中在 90處所圖解說明。接著，在操作48處，可在所述襯底上方沉積材料以填充間隔件材料87之間的間隙。在一個實施例中，沉積所述材料以覆蓋包含間隔件材料87的整個襯底，且使用例如化學機械拋光(CMP)的技術來平坦化表面，從而產(chǎn)生圖5中在105處所圖解說明的圖案中的此實例?；蛘?，在一個實施例中，可省略操作46，從而將多晶硅材料82留在原處。在此實施例中，可仍沉積在操作48處所沉積的材料以填充所述間隙，且優(yōu)選地所沉積的材料是可與多晶硅材料82兼容的材料。在操作51處，施加掩模層以修整在此實例中于圖5的110處以虛線112圖解說明的圖案。如參照圖5可看出，虛線112環(huán)繞所需布局元件77、78連同鄰近間隔件材料87。 在115處圖解說明在所述修整操作之后仍保持的區(qū)域。如圖所示，剩余部分是布局元件77、 78及間隔件材料87。在操作52處，可(例如)通過蝕刻過程來移除剩余間隔件材料87，從而產(chǎn)生所需的剩余布局元件77、78。此在圖5中圖解說明于120處。在替代實施例中，可在施加修整層之前移除間隔件材料87。應注意，在所圖解說明的實例中，線112是偽自對準的-也就是說，即使修整層級稍有不對準或被錯誤地確定大小，組合的誤差也將必定大于在形成最終尺寸的誤差之前的間隔件的大小的一半。對于所圖解說明的實例中的線112的全部(除了其接合特征77的地方外)情況均如此。因此，可仔細地選擇此位置作為非關鍵區(qū)域，使得在特征77的尺寸稍有偏離的情況下減小影響。如以上實例用于圖解說明，通過此一連串的操作，可使用間隔件雙重圖案化技術在晶片上形成例如邏輯元件77、78的電路元件。對于以上實例，注意形成邏輯元件77、78僅需要兩個掩模層。特定來說，第一掩模層用來形成初始材料82的圖案，且第二掩模層用來修整所述圖案。這些掩模將類似于如上文參照圖2所描述的掩模A及掩模B。然而，注意， 對于上文參照圖2所描述的實例，形成額外更大寬度的特征需要第三掩模層(掩模B)。如以上實例所進一步圖解說明，與常規(guī)間隔件雙重圖案化技術相比，在一個實施例中，可形成不同寬度的布局元件。如以上實例所進一步圖解說明，在另一實施例中，所述過程可用于使兩個或兩個以上邏輯元件自對準。如上文參照圖3所描述，在操作36處，界定初始圖案且在所述過程中使用所述圖案來得出最終的所需元件。在一個實施例中，界定所述初始圖案是重要過程，這是因為其是形成最終布局元件的基礎。圖6是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于界定初始圖案的實例性過程的操作流程圖。如上文所描述，記得，在一個實施例中，將布局元件分隔成若干群組且選擇一對布局元件來進行圖案化。因此，在操作212處，選擇將要圖案化的所述對的布局元件中的一者作為第一布局元件。在操作214處，增加所述第一元件的大小。在一個實施例中，如上文參照圖4及5 所描述的實例圖解說明，使所述第一布局元件的表示的尺寸增加兩個間隔件寬度。在另一實施例中，作為另一實例，可使所述元件增加一間隔件寬度wl及另一寬度《2。然而，w2優(yōu)選地大到足以在第一曝光期間可靠地印刷。更特定來說，且參照圖4，可看出，在此實例中， 選擇布局元件78作為第一布局元件，且外形80的左邊部分是由面向左邊的L形狀78放大三個間隔件寬度的此面向左邊的L形狀的外形。此進一步圖解說明于圖7處，其中使形狀 78增加間隔件寬度Wl及W2(在一個實施例中，間隔件寬度Wl =W2)以得出形狀79。繼續(xù)參照圖6，在操作216處，界定經(jīng)放大第一元件的外形76。圖7中在130處圖解說明此外形76。優(yōu)選地，此外形具有約等于間隔件寬度的特征寬度。雖然參照放大初始元件的表示及形成經(jīng)放大元件的外形來描述外形76的形成，但在閱讀此描述之后，所屬領域的技術人員將明了可如何使用替代技術得到所述外形。在操作218處，組合第二布局元件與經(jīng)放大第一布局元件的外形。圖7的135處圖解說明實例，其中將元件77的表示疊加到外形76上。繼續(xù)參照圖7，可將元件76、77 “或” 運算在一起以得出初始圖案?？稍?0處看出這兩個元件的組合，如圖案82所界定。因此， 此實例圖解說明用于得出以上實例中使用的初始圖案的過程。還注意，圖7中的圖案76的寬度可不同于圖案77的寬度?？山柚鶎兕I域的技術人員在閱讀此描述之后將明了的不同變化形式來實施上文所描述的過程。為進一步圖解說明，現(xiàn)在參照圖8及9描述替代實施例，其中得到替代初始圖案并使用所述替代初始圖案來形成元件77、78?，F(xiàn)在參照圖8及9，形成第一圖案， 如205處所圖解說明。類似于上文參照圖4及5所描述的過程，使用此第一圖案作為界定間隔件材料的布置的圖案。然而，通過比較這些實例中的兩個第一圖案容易明了，205處所圖解說明的第一圖案不同于70處所圖解說明的第一圖案。如圖8中所圖解說明，第一圖案 205包含材料的圖案84，其將用來界定間隔件放置且最后將在后續(xù)處理操作中被移除?？山又谝r底上方沉積間隔件材料并蝕刻掉所述間隔件材料，使得一定寬度的間隔件材料87 仍保持在沿初始圖案84的邊緣處，如210處所圖解說明。在移除圖案84材料之后，間隔件材料87圖案仍保持，如215處所圖解說明。此時，應注意，在圖8及9的實例中于215處所圖解說明的間隔件材料圖案與先前實例中參照圖4在90處所圖解說明的圖案相同?，F(xiàn)在參照圖9，可看出此實例性過程中的剩余操作與上文參照圖5所描述的那些操作相同，其包含沉積一材料并使用(例如)CMP來使表面平坦化，如225處所圖解說明；印刷由線112界定的修整層級，如230處所圖解說明；及蝕刻新材料并移除剩余間隔件材料以得出最終圖案。因此，對于這兩個實例，可看出，雖然初始圖案不同且是使用不同技術得出的，但兩個實例最后均得出相同的間隔件材料87的圖案，所述間隔件材料的圖案最后用來形成最終布局元件77、78。在一個實施例中，在225處所沉積的材料可以是用來形成由所述布局元件界定的邏輯組件的適當半導體或其它材料。舉例來說，可在225處沉積硅、鍺、砷化鎵或其它半導體材料，且在此實例中，此所沉積的材料將為最后形成最終布局元件77、78的材料。如已提及，上文所描述的兩個實例之間的差異是第一圖案的形狀及形成所述第一圖案的方式。圖10是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例用于形成初始圖案的另一實例性過程的操作流程圖。圖11是圖解說明根據(jù)本發(fā)明一個實施例可用來得出初始圖案的數(shù)據(jù)表示的圖示。特定來說，參照圖10及11所描述的實例是用來形成圖8的初始圖案205的實例?，F(xiàn)在參照圖8、10及11，在操作2 處，選擇第一及第二邏輯元件。在操作2 處，保留第一邏輯元件的表示。此可參照圖8及10在205處看出，其中面向左邊的L形圖案保留于圖案的中心處。在操作232處，重新確定第一元件的表示的大小且將其保留為負像。在此實例中， 以三個間隔件寬度重新確定第一元件的表示的大小。此在圖11中圖解說明于245處，其中將元件95界定為空間。如先前實例中所提及，在另一實施例中，可使其增加兩個間隔件寬度《1及寬度《2。在操作234處，以額外間隔件寬度重新確定第二元件的表示的大小且將其保留為負像。圖11中在250處圖解說明大小確定及表示97。接著，在操作236處，組合經(jīng)重新確定大小的第一與第二元件95、97，如圖11中在 255處所圖解說明。在此實例中，將經(jīng)重新確定大小的第一與第二元件95、97 “或”運算在一起。接下來，在238處，對所保留的第一元件的表示與經(jīng)組合的經(jīng)重新確定大小的第一及第二元件95、97進行“與非”運算以得出初始圖案205。在一個實施例中，可實施本發(fā)明使得在一個曝光中界定布局元件的所有關鍵特征。實際上，如以上實例所圖解說明，至少間接地通過對初始圖案的曝光來界定樣本布局元件的關鍵特征。另外，在例如上文所描述的那些實施例的實施例中，可在第一曝光時界定關鍵邊緣，從而允許發(fā)生自對準。因此，在這些實施例中，第二曝光可用于修整層級，且形成元件的更大寬度的部分不需要額外曝光。在進一步實施例中，所描述的實例包括雙重曝光雙重圖案化的形式，但這是從數(shù)據(jù)處理的觀點而非從光刻的觀點來看的。更特定來說，在上文所描述的實例中，作為界定初始形狀的幾何結構的過程的一部分，將布局元件分裂兩個群組。然而，對來自這些群組的元件進行數(shù)學運算(例如，通過對原始形狀的放大及簡單布爾組合，如這些實例所圖解說明)，且因此分裂數(shù)據(jù)(即，類似于雙重曝光)，然而，光刻是在相同過程中。換句話說，不同于雙重曝光雙重圖案化，圖案化第二元件不需要第二光刻操作。在上文所描述的實施例中，間隔件材料用來界定布局元件的尺寸及放置。然而，常規(guī)間隔件過程可因圖案密度的變化而展示出比所需的大的間隔件寬度的變化。然而，如以上實例所圖解說明，在一個實施例中，間隔件材料用來界定元件之間的空間而非界定特征本身。因此，在此類實施方案中間隔件尺寸的變化可能不那么關鍵。另外，為減小間隔件寬度的變化，可在布局的低密度區(qū)域中添加額外填充或虛擬圖案以使得圖案的裝填較均勻。舉例來說，可向襯底的其中存在極少或不存在實際裝置圖案的區(qū)域添加不具有電功能的圖案以得出跨越所述襯底或跨越所述襯底的所需區(qū)域的較均勻圖案密度。增加圖案密度的均勻性可有助于改進間隔件沉積的均勻性且因此導致跨越各種元件的較均勻間隔件寬度。在一個實施例中，可在沉積初始圖案期間沉積這些額外填充圖案且使用修整掩模將其移除。因此，可實施此過程以便不需額外掩模層。另外，可將填充圖案的使用施加到除了本文中所描述的那些間隔件圖案化操作以外的其它間隔件圖案化操作。在較小尺寸下(例如45nm及以下)，常規(guī)智慧指示邏輯應用的多級布局應為格柵式布局或光刻友好布局以改進圖案的可印刷性。此格柵式圖案還幫助將間隔件放置于較均勻環(huán)境中且因此實現(xiàn)較佳的間隔件均勻性。在單元的邊緣處，可放置額外圖案以進一步改進均勻性。如上文所提及，可將填充圖案的使用施加到除了本文中所描述的那些間隔件圖案化操作以外的其它間隔件圖案化操作。在一個實施例中，可通過考慮到沉積過程以及蝕刻過程來將間隔件的寬度建模。 特定來說，在一個實施例中，可將對接近度的依賴性準度地建模以幫助放置額外圖案以防止或減小關鍵尺寸變化。在一個實施例中，間隔件過程不需要光學接近校正(OPC)來校正間隔件的大小，這是因為間隔件印刷是由薄膜沉積及蝕刻操作而非光刻決定。因此，間隔件圖案的尺寸不受光刻處理的影響。由于特征放置可受光刻處理的影響，因此可針對第一層(初始圖案) 使用OPC以幫助確保正確地放置線?？墒褂美缪趸杌虻璧谋∮惭谀Ｔ诶缁谔嫉牟牧系暮駥禹敳可贤瓿沙跏继卣鞯挠∷??？烧{(diào)整所述層的厚度以實現(xiàn)所需間隔件厚度及寬度。對于后面的處理操作，用于填充圖案的材料可以是布局元件所需的最終材料，或者其可以是將用來蝕刻厚下伏層(基于碳的材料)的硬掩模。最后，可使用此堆疊作為掩模以蝕刻下伏材料。在針對4及5所圖解說明的實例中，為80處的圖案界定的邊緣將從OPC中獲益。 舉例來說，可使用OPC來界定80且因此界定最終結構77且其還可界定結構78。然而，對于結構78，需要考慮到間隔件的寬度。在此情況下，如果已知間隔件寬度的模型，那么在針對 80處的圖案的OPC計算中可計及間隔件寬度以確保正確地確定結構78的大小。在上文所圖解說明的實例中，可看出，與其它間隔件技術(例如參照圖1及2所描述的那些技術)的三個光刻層級相比，實例性過程僅需要兩個光刻層級(第一曝光及修整)。術語襯底可用來指代將材料層沉積到其上的任一材料。襯底可由若干種材料或若干材料的組合中的任一者構成，所述材料包含金屬、陶瓷、塑料、玻璃及其它材料。襯底可包含半導體襯底，例如GaAs、Si、SiGe或任一其它半導體材料，且可包含(例如)晶片及裸片或任何其它半導體結構，包含制作過程中的其上形成有一個或一個以上層的結構。術語工具可用來指代經(jīng)配置以執(zhí)行所述功能的任何設備。舉例來說，工具可包含一個或一個以上模塊的集合且還可由硬件、軟件或其組合構成。因此，舉例來說，工具可以是一個或一個以上軟件模塊、硬件模塊、軟件/硬件模塊或其任一組合或排列的集合。作為另一實例，工具可以是計算裝置或者是上面運行軟件或其中實施硬件的其它用具。如本文中所使用，術語模塊可描述可根據(jù)本發(fā)明的一個或一個以上實施例執(zhí)行的給定功能性單元。如本文中所使用，可利用任一形式的硬件、軟件或其組合來實施模塊。舉例來說，可實施一個或一個以上處理器、控制器、ASIC、PLA、邏輯組件、軟件例程或其它機構來構成一模塊。在實施方案中，可將本文中所描述的各種模塊實施為離散模塊或可在一個或一個以上模塊中部分地或全部地共享所描述功能及特征。換句話說，所屬領域的技術人員在閱讀此描述之后將明了，本文中所描述的各種特征及功能性可在任一給定應用中實施且可在成各種組合及排列的一個或一個以上單獨或共享的模塊中實施。雖然可將各種功能性特征或元件作為若干單獨模塊個別地描述或主張，但所屬領域的技術人員應理解，這些特征及功能性可在一個或一個以上共用軟件及硬件元件之間共享，且此描述不應需要或意味著使用單獨硬件或軟件組件來實施此類特征或功能性。在一個實施例中，當使用軟件來全部地或部分地實施結合本文中所描述的操作使用的過程組件或模塊時，這些軟件元件可經(jīng)實施以與能夠執(zhí)行針對這些軟件元件所描述的功能性的計算或處理模塊一起操作。圖12中顯示一個此種實例性計算模塊。根據(jù)此實例性計算模塊400描述各種實施例。在閱讀此描述之后，所屬領域的技術人員將明了如何使用其它計算模塊或架構來實施本發(fā)明?，F(xiàn)在參照圖12，計算模塊400可表示(例如)以下裝置內(nèi)存在的計算或處理能力 桌上型、膝上型及筆記本式計算機；大型計算機、超級計算機、工作站或服務器；或者給定應用或環(huán)境可需要或適用于所述給定應用或環(huán)境的任一其它類型的專用或通用計算裝置。 計算模塊400還可表示嵌入于給定裝置內(nèi)或以其它方式可為給定裝置所用的計算能力。舉例來說，計算模塊可存在于其它電子裝置中。計算模塊400可包含(例如)一個或一個以上處理器或處理裝置，例如處理器404?？墒褂猛ㄓ没?qū)Ｓ锰幚硪?例如微處理器、控制器或其它控制邏輯)來實施處理器404。在圖12中所圖解說明的實例中，處理器404連接到總線403或其它通信媒體以促進與計算模塊400的其它組件的相互作用。計算模塊400還可包含稱作主存儲器408的一個或一個以上存儲器模塊。舉例來說，優(yōu)選地可使用隨機存取存儲器(RAM)或其它動態(tài)存儲器來存儲信息及將要由處理器 404執(zhí)行的指令。主存儲器408也可用于存儲在執(zhí)行將要由處理器404執(zhí)行的指令期間的臨時變量或其它中間信息。計算模塊400同樣可包含耦合到總線403用于存儲處理器404 的靜態(tài)信息及指令的只讀存儲器(“ROM”)或其它靜態(tài)存儲裝置。計算模塊400還可包含一個或一個以上各種形式的信息存儲機構410，其可包含 (例如)媒體驅(qū)動器412及存儲單元接口 420。媒體驅(qū)動器412可包含驅(qū)動器或支持固定或可裝卸存儲媒體414的其它機構。舉例來說，硬盤驅(qū)動器、軟盤驅(qū)動器、磁帶驅(qū)動器、光盤驅(qū)動器、CD或DVD驅(qū)動器(R或RW)或者其它可裝卸或固定媒體驅(qū)動器。因此，存儲媒體414 可包含(例如)硬盤、軟盤、磁帶、盒式磁盤、光盤、CD或DVD或者由媒體驅(qū)動器412讀取、 寫入或存取的其它固定或可裝卸媒體。如這些實例所圖解說明，存儲媒體414可包含其中存儲有特定計算機軟件或數(shù)據(jù)的計算機可用存儲媒體。在替代實施例中，信息存儲機構410可包含用于允許將計算機程序或者其它指令或數(shù)據(jù)加載到計算模塊400中的其它類似器具。此類器具可包含(例如)固定或可裝卸存儲單元422及接口 420。此類存儲單元422及接口 420的實例可包含程序盒式磁盤及盒式磁盤接口、可裝卸存儲器(例如，快閃存儲器或其它可裝卸存儲器模塊)以及存儲器槽、 PCMCIA槽及卡以及其它固定或可裝卸存儲單元422及允許將軟件及數(shù)據(jù)從存儲單元422傳送到計算模塊400的接口 420。計算模塊400還可包含通信接口 424。通信接口 4 可用來允許在計算模塊400與外部裝置之間傳送軟件及數(shù)據(jù)。通信接口 4M的實例可包含調(diào)制解調(diào)器或軟調(diào)制解調(diào)器、 網(wǎng)絡接口(例如以太網(wǎng)、網(wǎng)絡接口卡、1丨116肚3、802.乂乂或其它接口)、通信端口(例如，USB 端口JR端口、RS232端口藍牙接口或其它端口)或者其它通信接口。經(jīng)由通信接口似4傳送的軟件及數(shù)據(jù)通?？蓴y載于信號上，所述信號可以是電子、電磁、光學信號或能夠由給定通信接口似4交換的其它信號。這些信號可經(jīng)由信道4 提供到通信接口 424。此信道428 可攜載信號且可使用有線或無線媒體來實施。信道的一些實例可包含電話線、蜂窩式鏈路、 RF鏈路、光學鏈路、網(wǎng)絡接口、局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)及其它有線或無線通信信道。在本文件中，術語“計算機程序媒體”及“計算機可用媒體”用來一般指代例如存儲器408、存儲單元420、媒體414及信道4 上的信號等媒體。這些及其它各種形式的計算機程序媒體或計算機可用媒體可與將一個或一個以上指令的一個或一個以上序列攜載到處理裝置以供執(zhí)行有關。一般將體現(xiàn)于媒體上的此類指令稱為“計算機程序代碼”或“計算機程序產(chǎn)品”(可將其分組成計算機程序或其它群組形式)。當被執(zhí)行時，此類指令可使計算模塊400能夠執(zhí)行如本文中所論述的本發(fā)明的特征或功能。盡管上文已描述本發(fā)明的各種實施例，但應理解，所述實施例僅以實例方式而非限制方式呈現(xiàn)。同樣，各種圖示可描繪用于本發(fā)明的實例性架構或其它配置，此可幫助理解可包含于本發(fā)明中的特征及功能性。本發(fā)明并不限于所圖解說明的實例性架構或配置，但可使用各種替代架構及配置來實施所需特征。實際上，所屬領域的技術人員將明了可如何實施替代功能、邏輯或物理劃分及配置以實施本發(fā)明的所需特征。此外，可將除本文中所描繪的那些模塊以外的多個不同構成模塊名稱應用于各種分區(qū)。另外，關于流程圖、操作描述及方法權利要求，除非另有上下文指示，否則本文中所呈現(xiàn)操作的次序不應要求按相同次序來實施各實施例以執(zhí)行所述功能性。雖然上文根據(jù)各種實例性實施例及實施方案描述本發(fā)明，但應理解，個別實施例中的一者或一者以上中所描述的各種特征、方面及功能性并不限于其對其中描述所述各種特征、方面及功能性的特定實施例之適用性，而是可單獨或以各種組合形式應用于本發(fā)明其它實施例中的一者或一者以上，不論是否已描述此類實施例且不論是否已將此類特征呈現(xiàn)為已描述實施例的一部分。因此，本發(fā)明的廣度及范圍不應由上述實例性實施例中的任一者限制。除非另外明確說明，否則本文件中所使用的術語及短語以及其變化形式均應解釋為開放型而非限制型。作為前述內(nèi)容的實例術語“包含(including)”應理解為意指“包含，但不限于”等；術語“實例(example)”用來提供所論述項目的實例性實例，并非其窮盡性或限制性列表；術語“一 (a) ”或“一(an) ”應理解為意指“至少一個”、“一個或一個以上” 等；且形容詞(例如)“常規(guī)(conventional)”、“傳統(tǒng)(traditional) ”、“正常(normal)”、 “標準(standard) ”、“已知(known) ”及類似意思的術語不應解釋為將所描述項目限制于給定時間周期或限制于可用于給定時間的項目，而是應理解為涵蓋現(xiàn)在或?qū)砣我粫r間可利用或已知的常規(guī)、傳統(tǒng)、正?；驑藴始夹g。同樣，當本文件涉及所屬領域的技術人員將明了或已知的技術時，此類技術涵蓋所屬領域的技術人員現(xiàn)在或?qū)砣我粫r間明了或已知的那些技術。除非另外明確說明，否則用連接詞“及(and)”連接的一群組項目不應理解為要求那些項目中的每一者及每一個均存在于群組中，而是應理解為“及/或(and/or) ”。類似地， 除非另外明確說明，否則用連接詞“或(or)”連接的一群組項目不應理解為要求在所述群組中互相排他，而是也應理解為“及/或(and/or)”。此外，雖然可以單數(shù)形式來描述或主張本發(fā)明的項目、元件或組件，但除非清楚說明限于單數(shù)外，本發(fā)明的范圍內(nèi)還可涵蓋復數(shù)形式。寬泛詞及短語(例如“一個或一個以上(one or more)”、“至少(at least)”、“但不限于(but not limited to) ”)或一些實例中的其它類似短語的存在不應理解為意指， 在其中此類寬泛短語可能不存在的實例中既定或要求較窄情況。術語“模塊(module)”的使用并不意味著描述或主張為所述模塊的一部分的組件或功能性均配置共用封裝中。實際上，一模塊的任何或所有各種組件(不論控制邏輯或其它組件)均可組合于單個封裝中或單獨維持且可進一步分布于多個群組或封裝中或跨越多個位置分布。另外，根據(jù)實例性框圖、流程圖及其它圖解說明來描述本文中所闡述的各種實施例。如所屬領域的技術人員在閱讀本文件之后將明了，可實施所圖解說明的實施例及其各種替代方案而不限于所圖解說明的實例。舉例來說，框圖及其隨附描述不應解釋為要求特定架構或配置。
權利要求
1.一種用于產(chǎn)生用于集成電路的布局文件的方法，其包括選擇所述電路的第一及第二布局元件；界定經(jīng)重新確定大小的第一元件的外形的數(shù)據(jù)表示；及組合所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的數(shù)據(jù)表示以得出初始圖案的數(shù)據(jù)表示。
2.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中組合所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的所述數(shù)據(jù)表示包括對所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的所述數(shù)據(jù)表示進行邏輯“或”運算。
3.根據(jù)權利要求1所述的方法，其中界定經(jīng)重新確定大小的第一元件的外形的數(shù)據(jù)表示包括重新確定所述第一布局元件的大小、選擇經(jīng)重新確定大小的數(shù)據(jù)元件的外形及界定所述外形的數(shù)據(jù)表示。
4.一種產(chǎn)生用于形成用來將圖案成像到襯底上的光掩模的數(shù)據(jù)集的方法，其包括選擇第一及第二布局元件；重新確定所述第一布局元件的大小并界定所述經(jīng)重新確定大小的第一元件的數(shù)據(jù)表示；及組合所述經(jīng)重新確定大小的第一元件的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的數(shù)據(jù)表示；及組合所述第一元件的數(shù)據(jù)表示與所述經(jīng)重新確定大小的第一元件及所述第二元件的數(shù)據(jù)表示的所述組合以得出初始圖案的表示。
5.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中組合所述第一元件的外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的所述數(shù)據(jù)表示包括對所述第一元件的所述外形的所述數(shù)據(jù)表示與所述第二元件的所述數(shù)據(jù)表示進行邏輯“或”運算。
6.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中組合所述第一元件的數(shù)據(jù)表示與所述經(jīng)重新確定大小的第一元件及所述第二元件的數(shù)據(jù)表示的所述組合包括對所述第一元件的數(shù)據(jù)表示與所述經(jīng)重新確定大小的第一元件及所述第二元件的數(shù)據(jù)表示的所述組合進行邏輯“與非”運算。
7.根據(jù)權利要求4所述的方法，其中通過體現(xiàn)于計算機可用媒體上的計算機程序產(chǎn)品來執(zhí)行所述方法。
全文摘要
本申請涉及用于光刻操作的間隔件雙重圖案化。本發(fā)明揭示半導體裝置制作及布局產(chǎn)生的系統(tǒng)及方法。實例性方法包含以下過程沉積第一材料層并圖案化所述層以形成初始圖案，其中所述初始圖案使用單個曝光來界定布局元件的關鍵特征；在襯底上的第一圖案上方沉積間隔件材料并蝕刻所述間隔件材料，使得所述間隔件材料從所述襯底及所述第一圖案的水平表面被移除但仍保持在鄰近于所述第一圖案的垂直表面處；從所述襯底移除所述初始圖案而留下間隔件圖案中的所述間隔件材料；用最終材料填充所述間隔件圖案；及修整所述經(jīng)填充圖案以移除所述最終材料的超過所述布局元件的尺寸的部分。
文檔編號H01L21/033GK102543688SQ20121005936
公開日2012年7月4日 申請日期2009年1月8日 優(yōu)先權日2008年1月16日
發(fā)明者克里斯托夫·皮埃拉 申請人:益華公司