将切割掩模光刻与常规光刻组合以达成阈下图案特征的制作方法_2

文档序号:9401847阅读:来源:国知局
0037]为了制造半导体器件特征,如关于图1A-1E所描述的常规光刻技术被用于提供光致抗蚀剂102中的开口以供扩散、接触焊盘、金属化等。最初,光刻特征大小为I微米范围,但随着器件和器件物理性质被更好地利用,常规的光刻技术当前处于30纳米范围(伴随着大小不断减小)。这创建了较高密度的芯片。
[0038]然而,常常期望创建小于用于创建半导体芯片的技术的光刻特征限制的一些特征。本公开在一个或多个方面使得能够在芯片上创建小于用于创建芯片特征的“常规”光刻阈值的特征。
[0039]图2A解说了本公开的一方面。
[0040]常规的光刻技术在芯片200上被使用以创建几何区域,诸如特征线202-210和扩散区域212。可以作为晶体管、其他有源器件、其他无源器件的局部互连或者用于扩散或其他金属化区域的特征线202-210以关于图1A-1E描述的掩模104的光刻分辨率(例如20nm)以及暴露工艺来制造,以使得宽度214-218可以处于光刻工艺的分辨率。所以作为示例而非限制,20nm光刻工艺中的宽度214-218约为20nm。实际宽度214-218将由于工艺变动而略微变动,但被认为处于光刻复现的阈值,因为无法在此类工艺中一致地复现较小的设计宽度,并且导致未被暴露区域122,如图1E所示。对于20nm的小设计宽度,线长的阈值可以在80-100nm的范围内。
[0041]当然,宽度214-218可以是比与掩模104 —起使用的工艺的光刻分辨率更大的值,工艺的光刻分辨率在图2A中被示为特征线202的宽度220和扩散区域212的宽度222。
[0042]在芯片设计中存在这样的情况,特征202-210的一部分的尺寸被期望小于芯片的其余部分的光刻分辨率。代替对于这些情况将具有较大分辨率的工艺用于整个芯片,因为该工艺可能更昂贵、更耗时、并且可能导致芯片制造的更低产率,本公开将低分辨率工艺与单独的掩模相组合以允许甚至更低的分辨率特征。
[0043]所以作为示例而非限制,特征208可以被设计为具有用于点接触、电容器、或其他电路器件或操作的小部分。该小部分的长度小于特征线202-210的其余部分的光刻分辨率。图2B解说了本公开中创建此类部分的一方面。
[0044]图2B解说了第二掩模特征224,被称为“切割掩模”特征224以将特征线208之一切割成两个分段,特征208和特征226。通过对切割掩模特征224 (其可能受到与原始掩模104的光刻分辨率类似的光刻分辨率的限制)的合适放置(例如,“切割掩模”特征224的长度230可以与创建特征202-210的掩模104的长度相同),特征226的大小可以被选择为使得长度228小于用于创建特征208的掩模的光刻长度分辨率或者小于用于创建特征224的掩模的光刻空间分辨率。通过设置特征224的位置以及特征208和224的宽度(如果期望),特征226的长度228可以是阈下尺寸(即,小于光刻长度分辨率),这允许甚至更密集的连接和器件封装。图2C解说了特征208的区段的移除以及区域232中特征226的分开。
[0045]切割掩模特征224可以具有与原始掩模104不同的分辨率或不同的间距限制,即,如图2B所见的特征224从左到右的尺寸。此外,切割掩模特征224可以由单独的掩模创建,或者可以使用其他光刻技术来创建,而不背离本公开的范围。然而,特征226具有比任一掩模的光刻长度分辨率更小的长度。此外,切割掩模特征224和切割掩模工艺可以使用图案化来执行,如通过金属化层或通过其他半导体或光致抗蚀剂层。
[0046]因此例如,特征210和208可以被图案化为单个特征的第一部分和第二部分,并且它们可以分开达一预定距离216。该预定距离216可以是具有指定宽度分辨率的光刻工艺的线尖端到尖端间隔、线间隔、或线长分辨率。
[0047]如图2C所示,特征208可以用切割掩模或用其他方式来图案化以形成第一子部分226和第二子部分228,其中第一子部分226的尺寸228小于预定距离216的尺寸。同样,预定距离216或间隔216可以是具有指定宽度分辨率的光刻工艺的线尖端到尖端间隔、线间隔、或线长分辨率。
[0048]由此,切割掩模特征224可以经由对特征202-210图案化并且接着对切割掩模特征224图案化来获得以在特征224位置处形成蚀刻阻塞区域。以此方式,切割掩模实际上是“阻塞掩模”。图案化、蚀刻、或其他光刻技术的任何组合可以被使用,而不背离本公开的范围。
[0049]特征226的顶端可具有某种弧度而非是直的。此外,特征226的底端由于切割掩模是直的。特征226和/或特征208的此类特性可以使用隧穿电子显微术或扫描电子显微术来检测。
[0050]图3是解说根据本公开的一个方面的方法的示例的流程图。
[0051]如流程图300所见,在框302,图案化一特征的第一部分和该特征的第二部分。这些特征(例如局部互连的各部分)分开达第一预定距离。第一预定距离可以是线尖端到尖端间隔或者线间隔。在框304中,用切割掩模来图案化第一部分以形成第一子部分(例如触点)和第二子部分。第一子部分的尺寸小于第二预定距离的尺寸。第二预定距离可以是具有指定宽度分辨率的光刻工艺的线长分辨率。在全部图案化之后,可以进行蚀刻以创建特征和触点。
[0052]根据本公开的又一方面,一种用于制造半导体器件的设备具有用于图案化一特征的第一部分和该特征的第二部分的装置,第一部分和第二部分分开达第一预定距离。该设备还具有用于图案化第一部分以形成第一子部分和第二子部分的装置。用于图案化第一部分和第二部分的装置可以是光刻掩模208、210。用于图案化第一子部分和第二子部分的装置可以是切割掩模224。在另一方面,前述装置可以是被配置成执行由前述装置所陈述的功能的任何模块或任何设备。
[0053]图4是示出其中可有利地采用本公开的一方面的示例性无线通信系统400的框图。出于解说目的,图4示出了三个远程单元420、430和450以及两个基站440。将认识至IJ,无线通信系统可具有多得多的远程单元和基站。远程单元420、430和450包括IC器件425A、425C和425B,这些IC器件包括所公开的阈下特征。将认识到,包含IC的任何器件还可包括此处公开的阈下特征,包括基站、切换设备以及网络装备。图4示出了从两个基站440到远程单元420、430和450的前向链路信号480,以及从远程单元420、430和450到两个基站440的反向链路信号490。
[0054]在图4中,远程单元之一 420被示为移动电话,远程单元之一 430被示为便携式计算机,且远程单元之一 450被示为无线本地环路系统中的位置固定的远程单元。例如,这些远程单元可以是移动电话、手持式个人通信系统(PCS)单元、便携式数据单元(诸如个人数据助理)、具有GPS能力的设备、导航设备、机顶盒、音乐播放器、视频播放器、娱乐单元、位置固定的数据单元(诸如仪表读数装置)、或者存储或检索数据或计算机指令的任何其他设备,或者其任何组合。尽管图4解说了根据本公开的教导的远程单元,但本公开并不限于所解说的这些示例性单元。本公开的各方面可适于用在任何包括具有阈下特征的集成电路(IC)的设备中。
[0055]图5是解说用于半导体组件(诸如以上公开的具有阈下特征的电路系统)的电路、布局以及逻辑设计的设计工作站的框图。设计工作站500包括硬盘501,该硬盘501包含操作系统软件、支持文件、以及设计软件(诸如Cadence或OrCAD)。设计工作站500还包括促成电路设计510或半导体组件512 (诸如所公开的阈下特征)的显示器502。提供存储介质504以用于有形地存储电路设计510或半导体组件512。电路设计510或半导体组件512可以文件格式(诸如GDSII或GERBER)存储在存储介质504上。存储介质504可以是⑶-R0M、DVD、硬盘、闪存、或者其他合适的设备。此外,设计工作站500包括用于从存储介质504接受输入或者将输出写入存储介质504的驱动装置503。
[0056]存储介质504上记录的数据可指定逻辑电路配置、用于光刻掩模的图案数据、或者用于串写工具(诸如电子束光刻)的掩模图案数据。该数据可进一步包括与逻辑仿真相关联的逻辑验证数据,诸如时序图或网电路。在存储介质504上提供数据通过减少用于设计半导体晶片的工艺数目来促成电路设计510或半导体组件512的设计。
[0057]对于固件和/或软件实现,这些方法体系可以用执行本文所描述功能的模块(例如,规程、函数等等)来实现。任何有形地实施指令的机器可读介质可被用来实现本文所描述的方法体系。例如,软件代码可被存储在存储器中并由处理器单元来执行。存储器可以在
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