使用自動產生屏蔽與多重屏蔽層圖案化單一集成電路層制造技術

一種多重屏蔽與一種多重屏蔽層技術可用以圖案化集成電路層?？墒褂梅直媛试鰪娂夹g在第一屏蔽層中定義一或多個微細線路圖案，接著移除部分微細線路特征，或使用屏蔽進行移除標定。此移除/標定可包括擷取所需布局(具有包括微細線路特征與粗略特征的至少一個布局特征)，且僅于沿著這些布局特征的臨界維度的方向擴展布局特征。接著可使用另一屏蔽于第二屏蔽層中定義粗略特征，第二屏蔽層是形成在圖案化的第一屏蔽層上。粗略特征可從所需布局使用收縮/成長操作而得，該操作僅執行于與微細線路特征的臨界維度正交的方向中?？墒褂糜蓤D案化的第一與第二屏蔽層的復合屏蔽來圖案化集成電路層。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術與形成集成電路(IC)的特征有關，且特別是有關于以具有成本效益的方法在IC中達成特定特征的次波長分辨率。
技術介紹
在設計集成電路(IC)時，工程師一般依賴計算機仿真工具以助于產生含有個別電路組件的概要電路設計，其中個別電路組件電耦接在一起以執行特定功能。為于半導體基板中實際完成此一基體電路，電路設計必須轉換為實體表示或布局，其本身可轉移至一系列模板(例如屏蔽)上，用以連續圖案化半導體基板表面中或表面上的膜層。計算機輔助設計(CAD)工具輔助布局設計者將電路設計轉換為一系列的二維圖案，其將定義IC的組件層，例如主動組件區、閘極電極、接觸孔、金屬互連等。用于將布局圖案轉移至半導體基板表面的一種方法是使用光學微影(光微影， photolithography)制程，其中所述布局圖案首先轉移至一實體模板上，其接著用以將布局圖案光學投影至半導體基板(下稱晶圓)的表面上。在將集成電路布局轉移至實體模板上時，一般會針對每一層集成電路層產生一屏蔽。舉例而言，代表一特定層(例如閘極電極層)的布局圖案的數據可輸入至一電子束儀器中，其將布局圖案寫至一空白屏蔽上；在屏蔽產生后，其用以將布局圖案一次一個地光學投影至許多晶圓上。此一光學投影是藉由透過屏蔽閃光至晶圓上而進行；光學鏡片及/或反射鏡(mirrors)可用以將屏蔽影像引導、縮小及/或聚焦在晶圓表面上。在曝光之前，晶圓先涂覆以一光阻材料屏蔽層，其可抗蝕刻，且因此也稱為光阻。對于二元屏蔽而言，光通過屏蔽的干凈區域，藉以曝光這些區域中的光阻涂層。相對的，光受到二元屏蔽的不透光區域阻擋，藉以使這些區域中的光阻涂層未受曝光。當光阻涂層接著在一化學溶液中顯影時，即可選擇性移除經曝光區域(對于正光阻而言)或未受曝光區域(對于負光阻而言)。最后的結果是，晶圓會被涂以一光阻層，其顯現出一所需圖案以定義一下方層或一上方層的幾何、特征、線路與形狀。接著分別在處理(例如蝕刻) 所述下方層光阻層或在沉積所述上方層后移除光阻層；這種光微影制程是用以定義各集成電路層，其一般是針對每一層使用一個別屏蔽。圖1說明了長度(對數方式)對年度的關系圖100。如圖所示，在1996年以前，用于光微影(以曲線101表示)以于晶圓上定義特征的光波長小于集成電路的最小微影定義特征尺寸(以曲線102表示)，亦即，直到接近0. 25 μ m(最小半線距)技術節點為止。在這段期間，布局圖案的合成以及其自屏蔽轉移至晶圓都是相對為直向而具最小扭曲量。舉例而言，圖2說明了在0. 25 ym(250nm)技術節點處的特征204、205與206，其分別產生于設計階段201、屏蔽階段202與晶圓階段203。在此技術節點上，屏蔽僅可包括代表相應膜層的所需布局圖案的幾何形狀。如關系圖100(圖1)所示，在0. 25 μ m技術節點之后，最小特征尺寸已漸小于光微影中所使用的光波長；因此，在最近制造的許多CMOS(互補型金屬氧化物半導體)集成電路裝置中，最小特征尺寸(例如晶體管的最小閘極長度Lsnin)即比為定義而進行的光微影制程中所使用的光波長小了許多。在這種次波長光微影方式中，在屏蔽階段202即需要分辨率增強技術(RETs)以于晶圓上達成所需的布局圖案，亦即在晶圓階段203。舉例而言，如圖2所示，在0. 18 ym(180nm)技術節點，設計特征207 (當其僅產生作為屏蔽特征208時)會導致定義不佳的晶圓特征210。為了達到可接受的定義，可使用分辨率增強技術(例如規則式光鄰近校正OPC與模型式0PC)以產生經OPC校正的屏蔽特征209，其接著可用以產生一晶圓特征211。規則式OPC特征可包括截線(serifs)、錘頭線 (hammerheads)與輔助條(assist bars)。在模型式OPC中，可移動設計特征的邊緣片段。 在其他OPC方式中，可修飾原始設計特征以補償鄰近效應。越小的技術節點需要在屏蔽階段有更復雜的布局圖案，舉例而言，在 0. 09ym(90nm)及以下的技術節點，簡單產生作為屏蔽特征213的設計特征212在晶圓階段203中甚至不被印出。另一種稱為相移(phase shifting)的分辨率增強技術可用以產生一相移屏蔽特征214。一般而言，相移增強了微影制程的對比，然在此技術節點時，相移本身僅可產生定義不佳的晶圓特征216 ；因此，需要OPC與相移分辨率增強技術的組合以產生特征215，其接著可產生忠于設計特征212的晶圓特征217。顯然，這種復雜的分辨率增強技術可使次波長分辨率成為可能，但會增加設計與制造(例如光微影)成本。不幸的是，由于在光波長與技術改良的最小特征尺寸之間的差距會隨著時間增加，可預期到這種成本會隨著集成電路技術的每一個新世代而明顯增加。因此需要一種可利用具有成本效益的方式來提供良好次波長特征定義的技術。
技術實現思路
可使用晶圓表面上的多重屏蔽與多重屏蔽層而以較佳設計保真度來圖案化單一集成電路層。在一實施例中，可使用以一或多次分辨率增強技術(RETs)所產生的第一屏蔽而在晶圓表面上的第一屏蔽層中定義一或多個幾何規則微細線路特征。特別是，在第一屏蔽層中所定義的每一個特征都是次波長的(亦即特征的寬度小于用以形成此特征的光波長)，且因而稱為微細線路特征。此外，每一個微細線路特征圖案的線距(線寬與間隔寬的和)都小于或等于此波長。各微細線路圖案中的線路具有實質上相同的寬度；在各微細線路圖案內的間隔可具有、或不具有與線路寬度相等的寬度。因為第一屏蔽僅定義微細線路特征，其可用于定義(至少部分定義)多種裝置中的相同集成電路層(例如不同集成電路設計的間極電極層)。因此，雖然其成本會因為使用一或多次分辨率增強技術而提高，但每一個集成電路設計的屏蔽成本可低于傳統中僅使用單一屏蔽來完全定義一集成電路層者。接著利用一第二屏蔽移除非執行電路設計所需的微細線路圖案的特征。就正光阻而言，第二屏蔽另外曝光了未保留微細線路的區域，且保護了利用第一屏蔽所定義的微細6線路特征的任何所需特征。在此第二屏蔽上特征的最小側向維度可大于微細線路圖案的線距，其明顯大于微細線路特征的寬度，因而產生第二屏蔽所需的分辨率增強技術(如果有的話)的次數較少。故，第二屏蔽的成本實質上低于以單一屏蔽定義集成電路層的成本。有利的是，藉由擷取集成電路層的所需布局、并接著僅于沿著此布局特征的臨界維度(例如一微細線路部分的寬度)方向中擴展所需布局中的各布局特征，即可自動產生第二屏蔽。注意在所述布局特征中的至少一個布局特征包括一微細線路特征與一粗略特征。在一實施例中，各布局特征的擴展量為膨脹值/2 (Bloat/2)，其中T ^ Bloat/2 ^ Pmin-Fmin-T且其中T為屏蔽錯準容限，Rnin為所述所需布局的最小線距，而Fmin為所述臨界維度。在一實施例中，第二屏蔽的設計是利用電子設計自動化(EDA)工具(或利用計算機或處理器運行的其他軟件工具)自動產生。在利用第二屏蔽進行曝光之后，可經由光阻顯影、或光阻顯影與蝕刻結合(當第一屏蔽層中包含硬屏蔽層時)來圖案化第一屏蔽層。在此時，圖案化的第一屏蔽層即與集成電路層的所需微細線路特征相應。接著可使用一第二屏蔽層(例如光阻)以于需要處將第一屏蔽層的微細線路特征連接在一起，也可以形成其他的粗略特征。使用一第三本文檔來自技高網...

【技術保護點】
１．一種用于轉移一電路設計布局至一集成電路（ＩＣ）層的方法，該方法包括：使用一分辨率增強技術（ＲＥＴ）以于一第一屏蔽層中定義一或多個微細線路圖案，其中該第一屏蔽層是形成在所述集成電路層上，其中各微細路線圖案的每一個特征所具有的一維度小于用于定義該微細線路圖案的一光波長，其中各微細線路圖案的一線距小于或等于該波長；移除或標定該微細線路圖案的移除部分，以及保護在該第一屏蔽層中所定義的該微細線路特征的所需特征，其中對移除部分的移除或標定包括擷取該集成電路層的一所需布局，并僅于沿著該所需布局中一臨界維度的方向上擴展該所需布局的各布局特征；圖案化該第一屏蔽層，藉以形成一圖案化的第一屏蔽層；在該圖案化的第一屏蔽層的上方形成一第二屏蔽層；在該第二屏蔽層中定義該電路設計布局的多個粗略特征，其中至少一粗略特征是為連接兩個微細線路特征而形成；圖案化該第二屏蔽層；以及利用由該圖案化的第一屏蔽層與該圖案化的第二屏蔽層所形成的一復合屏蔽來圖案化該集成電路層。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2009.05.13 US 12/465,5621.一種用于轉移一電路設計布局至一集成電路(IC)層的方法，該方法包括使用一分辨率增強技術(RET)以于一第一屏蔽層中定義一或多個微細線路圖案，其中該第一屏蔽層是形成在所述集成電路層上，其中各微細路線圖案的每一個特征所具有的一維度小于用于定義該微細線路圖案的一光波長，其中各微細線路圖案的一線距小于或等于該波長；移除或標定該微細線路圖案的移除部分，以及保護在該第一屏蔽層中所定義的該微細線路特征的所需特征，其中對移除部分的移除或標定包括擷取該集成電路層的一所需布局，并僅于沿著該所需布局中一臨界維度的方向上擴展該所需布局的各布局特征；圖案化該第一屏蔽層，藉以形成一圖案化的第一屏蔽層；在該圖案化的第一屏蔽層的上方形成一第二屏蔽層；在該第二屏蔽層中定義該電路設計布局的多個粗略特征，其中至少一粗略特征是為連接兩個微細線路特征而形成；圖案化該第二屏蔽層；以及利用由該圖案化的第一屏蔽層與該圖案化的第二屏蔽層所形成的一復合屏蔽來圖案化該集成電路層。2.如權利要求1所述的方法，其中將各布局特征擴展膨脹值/2(Bloat/2)的一數量，其中T ( Bloat/2 ( Pmin-Fmin-T其中T為一屏蔽錯準容限，Pmin為該所需布局的一最小線距，而Fmin為該臨界維度。3.如權利要求1所述的方法，其中定義該多個粗略特征包括擷取該所需布局、進行一收縮操作直到在該所需布局上的任何微細線路特征消失為止、及對一收縮的布局進行一成長程序，使得任何粗略特征具有與該所需布局的一尺寸實質相同的一尺寸，其中該收縮及成長操作是僅在與該微細線路特征的一臨界特征正交的方向中進行。4.如權利要求1所述的方法，其中該分辨率增強技術包括一相移光罩(PSM)、干涉式微影、奈米壓印式微影、以及間隔物微影其中之一。5.如權利要求1所述的方法，其中該圖案化該第一屏蔽層的步驟包括一光阻顯影以及一光阻顯影與蝕刻的組合其中之一。6.如權利要求1所述的方法，其中該第二屏蔽層是一光阻層。7.如權利要求1所述的方法，其中定義該多個粗略特征的步驟是使用一粗略屏蔽進行，其中，根據特定粗略特征的一尺寸與一形狀，對該粗略特征屏蔽進行一或多次分辨率增強技術。8.如權利要求1所述的方法，其中圖案化該集成電路層包括蝕刻該集成電路層。9.如權利要求8所述的方法，還包括在圖案化該集成電路層之后，至少移除該第一與第二屏蔽層的光阻層。10.如權利要求9所述的方法，還包括在移除光阻層之后，移除用于該第一與第二屏蔽層中、但非集成電路組件制造所需的任何其他層。11.一種用于一微影制程以圖案化多重屏蔽層的屏蔽組，該多重屏蔽層用于圖案化一集成電路層，該屏蔽組包括一第一屏蔽，僅用于定義一第一屏蔽層中的微細線路特征，其中各微細線路特征具有的一維度小于用以定義該微細線路特征的一光波長；一第二屏蔽，用于移除或標定該微細線路特征的移除部分，其中該第二屏蔽包括膨脹的特征，每一個膨脹的特征與一所需布局的一布局特征相對少一個布局特征包括一微細線路特征與一粗略特征；以及一第三屏蔽，用于在一第二屏蔽層中定義該集成電路層的多個粗略特征，該第二屏蔽層是形成在一圖案化的第一屏蔽層上，其中至少一粗略特征是為連接兩個微細線路特征而形成。12.根據權利...

【專利技術屬性】
技術研發人員：淑杰·金·劉，
申請(專利權)人：新諾普系統公司，
類型：發明
國別省市：US