用于通过线端缩减切割部件的光刻技术的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明实施例涉及用于通过线端缩减切割部件的光刻技术。
【背景技术】
[0002] 半导体集成电路（1C)产业经历了快速增长。在1C发展过程中，功能密度（即，每 芯片面积上互连器件的数量）通常增大了而几何尺寸（即，使用制造工艺可以做出的最小 的元件（或线））减小了。这种按比例缩小工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本而 带来益处。然而，这种按比例缩小工艺也伴随着增大了设计和制造引入这些1C器件的复杂 度，因而为了实现这些进步，需要器件制造中的相似进步。
[0003] 只作为一个实例，光刻的发展对减小器件尺寸至关重要。通常，光刻是在标靶上形 成图案。在称为光刻（photolithography)的一种类型的光刻中，诸如紫外光的福射在冲击 标靶上的光刻胶涂层之前通过掩模或从掩模反射。光刻将图案从掩模转印到光刻胶上，然 后将光刻胶选择性去除以暴露图案。然后，标靶经历采用剩余光刻胶的形状以在标靶上建 立部件的加工步骤。称为直写光刻的另一种类型的光刻使用激光、电子束（e_束）、离子束 或其他狭窄聚焦的发射以暴露光刻胶涂层或直接图案化材料层。E-束光刻是最常见类型的 直写光刻类型之一，并且通过引导准直电子流到达将被暴露的区域，可用于以显著的精确 度去除、添加、或以其他方式改变材料层。
[0004] 为了追求更小的器件部件的临界尺寸（CD)，可实施多重光刻图案化迭代以限定单 组部件。然而，由于光刻迭代之间的复杂相互作用，许多这种工艺包括特针对于将使用的光 刻技术的严格设计规则。与特定光刻流有关的设计规则并不是所有设计都可接受的。因此， 尽管现有光刻技术通常是足够的，但并未证明它们满足所有方面的要求。用于多重图案化 的改进技术可放宽现有设计规则，克服现有限制，并且从而能实现制造更稳定的电路器件。
【发明内容】
[0005] 根据本发明的一些实施例，提供了一种方法，包括：接收工件，所述工件包括设置 在所述工件上的材料层和硬掩模材料；实施所述硬掩模材料的光刻图案化以在所述硬掩模 材料中限定凹槽；在图案化的所述硬掩模材料的凹槽内沉积间隔件以限定至少两个物理分 离的部件区；以及基于由图案化的所述硬掩模材料和所述凹槽内的所述间隔件限定的图案 选择性加工所述工件的部分。
[0006] 根据本发明的另一些实施例，还提供了一种图案化工件的方法，所述方法包括：接 收指定将在所述工件上形成的多个部件的数据集；基于所述多个部件的第一组部件实施所 述工件的硬掩模的第一图案化；之后，在图案化的所述硬掩模的侧壁上沉积第一间隔件材 料；基于所述多个部件的第二组部件实施所述硬掩模的第二图案化；之后，在所述第一间 隔件材料的侧壁上沉积第二间隔件材料；基于所述多个部件的第三组部件实施所述工件的 第三图案化；以及使用由硬掩模层、所述第一间隔件材料或所述第二间隔件材料中的至少 一个的剩余部分限定的图案选择性地加工所述工件的部分，所述剩余部分在实施所述第一 图案化、所述第二图案化以及所述第三图案化之后保留。
[0007] 根据本发明的又一些实施例，还提供了一种图案化材料层的方法，所述方法包括： 接收包括所述材料层和硬掩模层的工件；根据将在所述工件上形成的第一组部件图案化所 述硬掩模层；在图案化的所述硬掩模层的侧面上沉积第一间隔材料；之后，根据将在所述 工件上形成的第二组部件图案化所述硬掩模层；在所述硬掩模层或所述第一间隔材料中的 至少一个的至少一个侧面上沉积第二间隔材料；之后，根据将在所述工件上形成的第三组 部件图案化所述第一间隔材料；以及将由所述硬掩模层、所述第一间隔层或所述第二间隔 层中的至少一个限定的图案转印至所述材料层。
【附图说明】
[0008] 当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该注意， 根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺 寸可以任意地增大或减小。
[0009] 图1A是根据本发明的各个方面用于图案化工件的第一光刻方法的流程图。
[0010] 图1B至图1H是根据本发明的各个方面经历第一光刻方法的工件的部分的透视 图。
[0011] 图II是根据本发明的各个方面经历第一光刻方法的工件的另一部分的顶视图。
[0012] 图2A是根据本发明的各个方面用于图案化工件的第二光刻方法的流程图。
[0013] 图2B至图2H是根据本发明的各个方面经历第二光刻方法的工件的部分的透视 图。
[0014] 图21是根据本发明的各个方面经历第二光刻方法的工件的另一部分的顶视图。
[0015] 图3是根据本发明的各个方面用于图案化工件的方法的流程图。
[0016] 图4是根据本发明的各个方面指定将在工件上形成的图案的设计数据库的图示。
[0017] 图 5A、6A、7A、8A、9A、10A、11A、12A、13A、14A、15A 以及 16A 是根据本发明的各个方 面经历图案化方法的工件的部分的顶视图。
[0018] 图 5B、6B、7B、8B、9B、10B、11B、12B、13B、14B、15B 以及 16B 是根据本发明的各个方 面经历图案化方法的工件的部分的截面图。
[0019] 图17是根据本发明的各个方面经历图案化方法的工件的扫描电子显微镜（SEM) 图像。
[0020] 图18是可操作以实施本发明的技术的计算系统的系统图。
【具体实施方式】
[0021] 本发明一般地涉及1C器件制造，且更具体地，涉及光刻图案化工件以形成部件组 的系统和技术。
[0022] 以下公开内容提供了许多不同的实施例或实例以实现本发明的不同特征。下面将 描述元件和布置的特定实例以简化本发明。当然这些仅仅是实例并不旨在限定本发明。例 如，在下面的描述中第一部件在第二部件上方或者在第二部件上的形成可以包括第一部件 和第二部件以直接接触方式形成的实施例，也可以包括额外的部件可以形成在第一和第二 部件之间，使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可以在各实施 例中重复参考标号和/或字符。这种重复仅是为了简明和清楚，其自身并不表示所论述的 各个实施例和/或配置之间的关系。
[0023] 而且，为便于描述，在此可以使用诸如"在…之下"、"在…下方"、"下部"、"在…之 上"、"上部"等的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个（或另一些） 元件或部件的关系。空间相对术语旨在包括除了附图中所示的方位之外，在使用中或操作 中的器件的不同方位。例如，如果将附图中的器件翻过来，则描述为在其他元件或部件"下 部"或"之下"的元件将被定位于在其他元件或部件"上方"。因此，示例性术语"在…下方" 可包括在…上方和在…下方的方位。装置可以以其他方式定向（旋转90度或在其他方位 上），而本文使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。
[0024] 本发明涉及使用光刻图案化诸如半导体衬底的工件。本发明的技术同样适用于宽 范围的光刻技术，包括光刻和直写光刻。这种光刻技术的一些实例参考图1A至图II进行 描述。图1A是根据本发明的各个方面用于图案化工件的第一光刻方法100的流程图。应 当理解，在方法1〇〇之前、期间和之后可提供额外步骤，并且对于方法1〇〇的其他实施例可 替换或消除一些描述的步骤。图1B至图1H是根据本发明的各个方面的经历第一光刻方法 的工件150的部分的透视图。图II是根据本发明的各个方面经历第一光刻方法的工件150 的另一部分的顶视图。为了清楚和便于说明，将部件的一些元件简化。
[0025] 参考图1A的框102和参考图1B，接收包括衬底152的工件150,在所述衬底上可 形成其他材料。用于集成电路（1C)制造的一种常见类型的衬底152为块状硅衬底。可选 地，衬底152可包括元素（单元素）半导体，诸如在晶体结构中的娃或锗；化合物半导体，诸 如硅锗、碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟；非半导体材料，诸如钠钙玻 璃、熔融二氧化硅、熔融石英和/或氟化钙（CaF 2);和/或其组合。可能的衬底152还包括 绝缘体上硅（soi)衬底。通过注氧隔离（snrox)、晶圆接合和/或其他适当方法制造 soi衬 底。在其他实例中，衬底152可包括多层半导体结构。
[0026] 衬底152可包括诸如源极/漏极区的不同掺杂区（例如，p-型阱或n-型阱）。取 决于设计要求，掺杂区可掺杂诸如磷或砷的P-型掺杂剂和/或诸如硼或8匕的n-型掺杂 剂。可直接在衬底上、在P-阱结构中、在N-阱结构中、在双阱结构中或使用凸起结构形成掺 杂区。可通过注入掺杂剂原子、原位掺杂外延生长和/或其他适当的技术形成掺杂区。在 一些实施例中，掺杂区包括可降低短沟道效应（例如，穿透效应）并且可通过倾斜角离子注 入或其他适当技术形成的光晕/口袋区。
[0027] 衬底152还可包括在其上方形成的各种材料层。在示出的实施例中，工件150包 括将被图案化的材料层154和设置在材料层154上的硬掩模层156。当然，本领域技术人员 认识到衬底152可具有许多材料层和/或硬掩模层。可基于蚀刻剂选择性选择材料层和硬 掩模层的适当材料，并且在各个示例性实施例中，材料层154和硬掩模层156具有不同的蚀 刻剂选择性，从而使得可使用相应的蚀刻剂去除各个层而不大量蚀刻其他层。例如，其中图 案化技术用于图案化层间电介质（ILD)以形成互连结构的各个实施例，材料层154包括诸 如半导体氧化物、半导体氮化物和/或半导体氮氧化物的半导体和/或介电材料；并且硬掩 模层156包括诸如不同半导体、介电材料、金属氮化物（例如，TiN、TaN等）、金属氧化物、金 属氮氧化物和/或金属碳化物的具有不同蚀刻剂选择性的不同材料。
[0028] 衬底152还可包括调整以适应在随后的图案化步骤中使用的特定技术和能量源 的诸如光刻胶和/或电子束光刻胶的光刻敏感光刻胶158。示例性光刻胶158包括当暴露 于辐射时导致材料经历性能变化的光敏材料。该性能变化可用于选择性去除光刻胶层158 的曝光（在正性光刻胶的情况下）或未曝光（在负性光刻胶的情况下）的部分。
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