[发明专利]间隔体辅助的间距分隔光刻法

说明书

背景技术

众所周知，在制造集成电路时通常使用光刻法。工艺通常包括在半导体晶片的表面上形成光致抗蚀剂层，随后在抗蚀剂涂敷的晶片之上设置掩模。掩模典型地具有铬的光非透射(不透明)区和石英的光透射(透明)区。随后将来自光源(例如紫外或深紫外光等)并借助光学透镜系统聚焦的辐射施加到掩模。光通过透明掩模区并曝光下层光致抗蚀剂层，并且由不透明掩模区阻挡，以便保持光致抗蚀剂层的那些下层部分不曝光。取决于所用的特定工艺，随后可以去除光致抗蚀剂层的曝光区或未曝光区，从而在晶片上留下经构图的抗蚀剂层，其又允许晶片的随后处理，例如蚀刻、沉积及其他典型的半导体工艺。

基于间隔体的间距分隔(pitch division)技术允许实现低于所使用的曝光系统的分辨率限度的光致抗蚀剂图案。但存在与这种基于间隔体的技术相关联的多个长期存在的限制，仍必须应对或者解决它们。

附图说明

图1a-1d示出了集成电路结构的一系列横截面视图，展示了基于间隔体的间距分隔技术，其产生多个线(或间隔)，全都具有相同的宽度。

图2示出了根据本发明实施例的基于间隔体的间距分隔方法，其产生具有可变厚度的多个线和间隔。

图3a-3g示出了每一个都根据本发明实施例的由图2的基于间隔体的间距分隔方法产生的多个结构的一系列横截面视图。

图3g’示出了根据本发明另一个实施例的由图2的基于间隔体的间距分隔方法产生的结构的横截面视图。

图4示出了以根据本发明示例性实施例配置和/或制造的一个或多个集成电路结构实施的计算系统。

会意识到，附图不一定是按照比例绘制的或者旨在将所要求保护的发明局限于所示的特定结构。例如，尽管一些附图大致上指示直线、直角和光滑表面，但在给出了所用的处理设备和技术的现实世界限制的情况下，集成电路结构的实际实现方式可以具有不太完美的直线、直角，一些特征可以具有表面拓扑结构，要不然就是不光滑的。简而言之，提供附图仅仅用于显示示例性结构。

具体实施方式

公开了基于间隔体的间距分隔光刻技术，其实现了具有可变线宽和可变间隔宽度的间距，并且使用单一间隔体沉积来完成。所得到的特征间距可以是处于或者低于所用的曝光系统的分辨率限度，但它们其实不必如此，并且可以借助本文所述的随后的间隔体形成和图案转移工艺，按照所期望的方式进一步减小(例如减半)许多倍。这种基于间隔体的间距分隔技术例如可以用于以小于初始基干(backbone)/芯轴(mandrel)图案的间距限定窄导电线路、金属栅极及其他此类小特征。

概述

如前解释的，基于间隔体的间距分隔技术与多个问题相关联。更详细地，这种技术通常涉及间隔体层在具有多个线和间隔的以前准备的基干图案(例如，光致抗蚀剂图案、多晶硅图案、氧化物图案或其他适合的基干或芯轴图案)上的沉积。随后选择性地蚀刻间隔体材料沉积，以去除在下层基干图案的水平面上的所有间隔体材料，从而仅留下在图案的侧壁上的间隔体材料。随后去除初始的经构图的基干特征，从而仅留下侧壁间隔体材料。假如对于每一条经构图的线存在两个间隔体(每一个侧壁一个)，线密度现在就加倍了。这种技术例如可以用于以初始基干图案的一半间距限定窄导电线路、金属栅极及其他此类导电特征。在此意义上，基于间隔体的间距分隔技术允许低于所用曝光系统的分辨率限度的图案的实现。继续这个制造工艺，在间隔体间提供填充材料并将其平面化，随后去除间隔体材料，以提供窄沟槽，其随后可以以金属来填充以提供导电线路。但间隔体厚度在任何位置都是恒定的。因而仅有一个线宽值是可能的。这是典型间隔体技术对于对层进行构图的重要限制，而在对层进行构图时多个线和间隔宽度是有利的。

因而并且根据本发明的实施例，提供了一种基于间隔体的光刻工艺，用以实现紧密的线/间隔几何形状，在一些情况下，所述紧密的线/间隔几何形状处于或低于所用的曝光系统的分辨率限度。但另外，取决于工艺流程的极性和精确特性，这种实施例使用所得到的间隔体结构的独特的填充特性来实现可变线宽和可变间隔宽度。