具有减小的间距和线间隔的集成电路及其形成方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及半导体制造领域，具体而言，涉及具有减小的间距和线间隔的集成电路及其形成方法。
【背景技术】
[0002]双重图案化是一种为了光刻以增加部件密度而发展的技术。通常，为了在晶圆上形成集成电路的部件而使用光刻技术，该光刻技术包括应用光刻胶，并在光刻胶上限定部件。首先在光刻掩模中限定图案化的光刻胶中的部件，并且通过光刻掩模中的透明部分或不透明部分实施。然后将图案化的光刻胶中的部件转印至制造的部件。
[0003]随着集成电路的持续的按比例缩小，光学邻近效应将带来越来越大的问题。当两个分隔开的部件彼此太接近时，光学邻近效应可能引起部件彼此之间的短路。为解决这一问题，引入双重图案化技术。在双重图案化技术中，位置邻近的部件被分隔成同一双重图案化掩模组的两个光刻掩模，两个掩模均用于曝光相同的光刻胶，或用于图案化相同的硬掩模。在每个掩模中，部件之间的距离比其他单个掩模中部件之间的距离增大，因此，在双重图案化掩模中减小了光学邻近效应，或基本上消除了光学邻近效应。
[0004]然而，双重图案化也具有缺陷。例如，当两个部件在纵向方向上与同一直线对准，且部件的线端彼此相对时，由于邻近效应和重叠变化，难以控制线端间隔的均匀性。也难以控制部件的线宽，尤其是存在与这两个部件接近的其他部件时。
【发明内容】
[0005]为了解决现有技术中存在的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种方法，包括:实施双重图案化工艺以形成彼此平行的第一芯轴、第二芯轴和第三芯轴，其中，所述第二芯轴位于所述第一芯轴和所述第三芯轴之间；蚀刻所述第二芯轴以将所述第二芯轴切割成第四芯轴和第五芯轴，其中，通过开口将所述第四芯轴与所述第五芯轴分隔开；在所述第一芯轴、所述第三芯轴、所述第四芯轴、和所述第五芯轴的侧壁上形成间隔件层，其中，所述间隔件层完全填充所述开口 ；去除所述间隔件层的水平部分，而不去除所述间隔件层的垂直部分；将所述第一芯轴、所述第三芯轴、所述第四芯轴、所述第五芯轴和所述间隔件层的垂直部分用作蚀刻掩模以蚀刻目标层，从而在所述目标层中形成沟槽；以及使用填充材料填充所述沟槽。
[0006]在上述方法中，其中，所述双重图案化工艺包括:在芯轴层上实施第一光刻和第一蚀刻以形成所述第一芯轴和中间芯轴；以及实施第二光刻和第二蚀刻以减小所述第一芯轴的尺寸，其中，将所述中间芯轴分隔成所述第二芯轴和所述第三芯轴。
[0007]在上述方法中，其中，所述双重图案化工艺包括:在芯轴层上实施第一光刻和第一蚀刻以形成所述第一芯轴和中间芯轴；以及实施第二光刻和第二蚀刻以减小所述第一芯轴的尺寸，其中，将所述中间芯轴分隔成所述第二芯轴和所述第三芯轴，其中，所述第一光刻包括形成具有开口的第一图案化的上层，并且所述第一图案化的上层的带状件的宽度为所述带状件的间距的约三分之一。
[0008]在上述方法中，还包括:在去除所述间隔件层的水平部分之后和在蚀刻所述目标层之前，去除与所述第一芯轴平行的第六芯轴。
[0009]在上述方法中，还包括:在去除所述间隔件层的水平部分之后和在蚀刻所述目标层之前，去除第六芯轴的第一部分，而保留所述第六芯轴的第二部分。
[0010]在上述方法中，其中，所述目标层包括介电材料，并且填充所述沟槽包括填充金属材料。
[0011]在上述方法中，其中，所述第一芯轴、所述第二芯轴和所述第三芯轴包括非晶硅。
[0012]根据本发明的另一方面，还提供了一种方法，包括:在目标层的上方形成芯轴层；实施第一光刻和蚀刻工艺以图案化所述芯轴层；实施第二光刻和蚀刻工艺以及切割蚀刻工艺以图案化所述芯轴层的剩余部分，从而在所述芯轴层中形成第一开口，其中，所述第一开口具有I形并且包括:两个平行部分，其中，通过所述第一光刻和蚀刻工艺以及所述第二光刻和蚀刻工艺形成所述两个平行部分；以及互连所述两个平行部分的连接部分；在所述第一开口的侧壁上形成间隔件，其中，所述间隔件填充整个所述连接部分，并且所述两个平行部分的中心部分均未被所述间隔件填充；蚀刻所述芯轴层以去除所述芯轴层的一部分并形成第二开口，其中，所述第二开口位于所述第一开口的所述两个平行部分之间，并且所述第二开口通过所述间隔件与所述第一开口的所述两个平行部分间隔开；以及将所述第一开口与所述第二开口延伸至所述目标层内。
[0013]在上述方法中，还包括:蚀刻位于所述芯轴层下方的硬掩模以将所述第一开口和所述第二开口延伸至所述硬掩模内，其中，通过将所述硬掩模用作蚀刻掩模来蚀刻所述目标层。
[0014]在上述方法中，还包括:在形成所述第一开口和所述第二开口之后，使用与所述目标层不同的材料填充所述第一开口和所述第二开口。
[0015]在上述方法中，还包括:在形成所述第一开口和所述第二开口之后，使用与所述目标层不同的材料填充所述第一开口和所述第二开口，还包括:在填充所述第一开口和所述第二开口之前，去除所述间隔件。
[0016]在上述方法中，其中，形成所述间隔件包括:形成厚度等于或大于所述第一开口的所述连接部分的宽度的一半的间隔件层；以及在所述间隔件层上实施各向异性蚀刻，其中，未被所述各向异性蚀刻去除的所述间隔件层的剩余部分是所述间隔件。
[0017]在上述方法中，还包括:在所述芯轴层中形成所述第二开口的同时蚀刻所述芯轴层以在所述芯轴层中形成第三开口，其中，所述第三开口位于所述第一开口的所述两个平行部分之间。
[0018]在上述方法中，其中，通过所述第一光刻和蚀刻工艺形成所述两个平行部分中的第一个，并且通过所述第二光刻和蚀刻工艺形成所述两个平行部分中的第二个。
[0019]根据本发明的又一方面，还提供了一种方法，包括:在目标层上方形成芯轴层；实施第一光刻和蚀刻工艺以图案化所述芯轴层，其中，所述芯轴层的剩余部分包括形成的第一中间芯轴和第二中间芯轴；实施第二光刻和蚀刻工艺，其中，减小所述第一中间芯轴的尺寸以形成第一芯轴，并且将所述第二中间芯轴切割成第二芯轴和第三芯轴，其中，所述第一芯轴、所述第二芯轴和所述第三芯轴彼此平行，所述第二芯轴位于所述第一芯轴和所述第三芯轴之间；蚀刻所述第二芯轴以将所述第二芯轴切割成第四芯轴和第五芯轴，通过开口将所述第四芯轴与所述第五芯轴分隔开；在所述第一芯轴、所述第三芯轴、所述第四芯轴和所述第五芯轴的侧壁上形成间隔件层，其中，所述间隔件层完全填充所述开口 ；以及去除所述间隔件层的水平部分，而不去除所述间隔件层的垂直部分。
[0020]在上述方法中，还包括:将所述第一芯轴、所述第三芯轴、所述第四芯轴、所述第五芯轴和所述间隔件层的所述垂直部分用作蚀刻掩模以蚀刻目标层，从而在所述目标层中形成沟槽；以及使用填充材料填充所述沟槽。
[0021]在上述方法中，还包括:将所述第一芯轴、所述第三芯轴、所述第四芯轴、所述第五芯轴和所述间隔件层的所述垂直部分用作蚀刻掩模以蚀刻目标层，从而在所述目标层中形成沟槽；以及使用填充材料填充所述沟槽，其中，所述目标层包括介电材料，并且填充所述沟槽包括填充金属材料以形成沟槽和通孔。
[0022]在上述方法中，其中，所述第一芯轴、所述第二芯轴和所述第三芯轴包括非晶硅。
[0023]在上述方法中，还包括:在去除所述间隔件层的所述水平部分之后和在蚀刻位于所述间隔件层下方的层之前，去除与所述第