將切割掩模光刻與常規(guī)光刻組合以達(dá)成閾下圖案特征的制作方法
【專利說明】將切割掩模光刻與常規(guī)光刻組合以達(dá)成閾下圖案特征
[0001]領(lǐng)域
[0002]本公開的各方面一般涉及半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)和制造，尤其涉及在半導(dǎo)體制造工藝中使用的光刻工藝。
【背景技術(shù)】
[0003]光刻技術(shù)在集成電路(IC)(也稱為半導(dǎo)體芯片)的制造中扮演重要角色。光刻的改進(jìn)已經(jīng)使得能夠印刷集成電路的較小特征。這進(jìn)而允許生產(chǎn)更密集填充的集成電路以及更強(qiáng)大且成本高效的半導(dǎo)體器件。
[0004]然而，有時(shí)候甚至最先進(jìn)的技術(shù)(例如將激光或較低波長光用于掩模幾何形狀的暴露)仍然具有無法達(dá)成具體設(shè)計(jì)的限制。
[0005]光刻工藝常常通過最小特征來指代，該最小特征可以是線寬、線之間的間隔、或者線尖端到線尖端的距離。給定光刻工藝中的最小特征常常被稱為“閾值”，因?yàn)殚撝稻嚯x是使用某一光刻技術(shù)可產(chǎn)生的最小距離。當(dāng)前，存在“20納米”或“30納米”技術(shù)，它們指示最小特征(它們可以是半導(dǎo)體器件上的跡線寬度)被用作該技術(shù)的名稱。因此，20nm工藝可以產(chǎn)生如20nm那么小的特征。
[0006]在生產(chǎn)小特征時(shí)，常常需要?jiǎng)?chuàng)建小于工藝限制的特征的接觸焊盤或其他子部分。這可能僅在芯片上的若干地方發(fā)生。因?yàn)榇祟愄卣鳠o法被一致地制造，所以芯片布局被重新設(shè)計(jì)以容適這些限制，這占據(jù)了額外的半導(dǎo)體占用空間并且增加了 IC的成本。
[0007]如此可以看到，在本領(lǐng)域中存在在半導(dǎo)體芯片內(nèi)達(dá)成閾下特征的需要。
[0008]概述
[0009]本公開描述了用于在半導(dǎo)體芯片上制造小于用于創(chuàng)建該芯片的光刻的閾值的特征的方法和裝置。
[0010]根據(jù)本公開的一個(gè)方面的一種制造半導(dǎo)體器件的方法包括圖案化一特征的第一部分和該特征的第二部分，該第一部分和第二部分分開達(dá)第一預(yù)定距尚。該方法進(jìn)一步包括用切割掩模來圖案化第一部分以形成第一子部分和第二子部分。第一子部分的尺寸小于第二預(yù)定距離的尺寸。
[0011]根據(jù)本公開的另一方面的一種半導(dǎo)體器件的特征包括第一部分。該特征進(jìn)一步包括第二部分，第二部分具有小于第一部分的光刻分辨率的尺寸。
[0012]根據(jù)本公開的另一方面的一種被配置成用于制造半導(dǎo)體器件的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括其上記錄有非瞬態(tài)程序代碼的非瞬態(tài)計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。該非瞬態(tài)程序代碼包括用于圖案化一特征的第一部分和該特征的第二部分的程序代碼，第一部分和第二部分分開達(dá)第一預(yù)定距離。該非瞬態(tài)程序代碼進(jìn)一步包括用于用切割掩模來圖案化第一部分以形成第一子部分和第二子部分的程序代碼。第一子部分的尺寸小于第二預(yù)定距離的尺寸。
[0013]在又一方面，一種用于制造半導(dǎo)體器件的設(shè)備具有用于圖案化一特征的第一部分和該特征的第二部分的裝置，第一部分和第二部分分開達(dá)第一預(yù)定距離。該設(shè)備還具有用于圖案化第一部分以形成第一子部分和第二子部分的裝置。第一子部分的尺寸小于第二預(yù)定距離的尺寸。
[0014]這已較寬泛地勾勒出本公開的特征和技術(shù)優(yōu)勢以便下面的詳細(xì)描述可以被更好地理解。本公開的附加特征和優(yōu)點(diǎn)將在下文描述。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該領(lǐng)會(huì)，本公開可容易地被用作修改或設(shè)計(jì)用于實(shí)施與本公開相同的目的的其他結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)認(rèn)識(shí)到，這樣的等效構(gòu)造并不脫離所附權(quán)利要求中所闡述的本公開的教導(dǎo)。被認(rèn)為是本公開的特性的新穎特征在其組織和操作方法兩方面連同進(jìn)一步的目的和優(yōu)點(diǎn)在結(jié)合附圖來考慮以下描述時(shí)將被更好地理解。然而，要清楚理解的是，提供每一幅附圖均僅用于解說和描述目的，且無意作為對(duì)本公開的限定的定義。
[0015]附圖簡述
[0016]為了更全面地理解本公開，現(xiàn)在結(jié)合附圖參閱以下描述。
[0017]圖1A-1E解說了半導(dǎo)體器件的常規(guī)構(gòu)建。
[0018]圖2A解說了根據(jù)本公開的一方面的半導(dǎo)體基板上創(chuàng)建的特征的俯視圖。
[0019]圖2B解說了根據(jù)本公開的一個(gè)方面的切割掩模的使用。
[0020]圖2C解說了根據(jù)本公開的一方面的半導(dǎo)體基板上創(chuàng)建的特征的俯視圖。
[0021]圖3是解說根據(jù)本公開的一個(gè)方面的方法的示例的流程圖。
[0022]圖4是示出其中可有利地采用本公開的一方面的示例性無線通信系統(tǒng)的框圖。
[0023]圖5是解說用于半導(dǎo)體組件的電路、布局以及邏輯設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)工作站的框圖。
[0024]詳細(xì)描述
[0025]以下結(jié)合附圖闡述的詳細(xì)描述旨在作為各種配置的描述，而無意表示可實(shí)踐本文中所描述的概念的僅有的配置。本詳細(xì)描述包括具體細(xì)節(jié)以便提供對(duì)各種概念的透徹理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將顯而易見的是，沒有這些具體細(xì)節(jié)也可實(shí)踐這些概念。在一些實(shí)例中，以框圖形式示出眾所周知的結(jié)構(gòu)和組件以避免煙沒此類概念。如本文所述的，術(shù)語“和/或”的使用旨在代表“可兼性或”，而術(shù)語“或”的使用旨在代表“排他性或”。
[0026]圖1A解說了基板100的側(cè)視圖?；?00可以是娃，或者可以是其他半導(dǎo)體材料，諸如砷化鎵(GaAs)、氮化鎵(GaN)、其他單元素或復(fù)合半導(dǎo)體、或者甚至是玻璃、藍(lán)寶石、石英、藍(lán)寶石、高電阻率硅、或其他類似的半導(dǎo)體材料，而不背離本公開的范圍。基板100還可具有摻雜劑阱，或者具有已經(jīng)存在的其他器件膜或圖案層。為了簡明起見，此類阱和層未在圖1A-1E中示出。
[0027]為了制造基板100上的圖案，光致抗蝕劑層102被應(yīng)用于基板100，如圖1B所示。光致抗蝕劑102可經(jīng)由旋涂技術(shù)或者通過用光致抗蝕劑102的噴膠或噴霧來涂覆基板100來應(yīng)用。光致抗蝕劑102通常是光敏聚合物，該光敏聚合物在暴露于某些波長的光之后能夠從基板100選擇性地移除。
[0028]圖1C示出了置于光致抗蝕劑102上的掩模104。掩模104具有特征106、108和110以及間隔112和114。作為示例而非限制，掩模104被示出為其中特征106大于特征108和110而間隔114大于間隔112。同樣作為示例而非限制，特征108和110處于結(jié)合掩模104使用的光刻技術(shù)的閾值處。因而，出于解說本公開的目的，這些特征108和110是可以通過光致抗蝕劑102傳遞給基板100的最小特征。盡管被示為用掩模來創(chuàng)建特征106、108,110以及間隔112和114，但此類特征可以被圖案化，或者使用在激光/光源下對(duì)光致抗蝕劑的直接暴露以其他方式制造，或者通過其他手段制造，而不背離本公開的范圍。
[0029]同樣如圖1C所示，出于討論的目的，間隔112小于結(jié)合掩模104使用的光刻技術(shù)的閾值。光116將通過特征106、108、110以及間隔112和114選擇性地暴露光致抗蝕劑102，這將允許對(duì)光致抗蝕劑102的選擇性移除以及對(duì)基板100的處理。圖1D解說了掩模104的俯視圖，其中從讀者的角度光116將照射到頁面上。
[0030]圖1E解說了在暴露于光116以及移除所暴露的光致抗蝕劑之后的光致抗蝕劑層102。特征106、108和110以及間隔112和114用幻影示出以解說它們對(duì)光致抗蝕劑102暴露的效果。用于暴露光致抗蝕劑層102的光116的波長以及掩模104或其他技術(shù)可對(duì)圖1A-1E中所述的工藝的光刻分辨率作出貢獻(xiàn)。
[0031]暴露區(qū)域120被示出為其中光致抗蝕劑完全暴露于光116。暴露區(qū)域120現(xiàn)在可供用于對(duì)基板100的進(jìn)一步處理。例如，暴露區(qū)域120現(xiàn)在可以被金屬化，或者注入摻雜劑，如在要被置于基板100上的器件的設(shè)計(jì)內(nèi)所期望的。
[0032]然而，盡管掩模104的設(shè)計(jì)同樣使用間隔112 (其低于掩模104的閾值特征大小)，但未被暴露區(qū)域122無法如期望地那樣被處理。因而，被設(shè)計(jì)為接收與暴露區(qū)域120類似的處理的未被暴露區(qū)域?qū)⒉唤邮赵撎幚?，或者將接收不完全處理，因?yàn)楣庵驴刮g劑102在間隔112中未完全暴露。這導(dǎo)致基板100在整體電路系統(tǒng)上具有缺點(diǎn)，因?yàn)槲幢槐┞秴^(qū)域122由于間隔112的特征大小而未接收到恰當(dāng)?shù)奶幚怼?br>[0033]由于使用了附加掩模104或者采用了其他光刻工藝來進(jìn)一步圖案化或處理基板100，所以基板100可具有附加問題，因?yàn)槲幢槐┞秴^(qū)域122可影響附加處理。此外，其他掩模104可具有類似問題。
[0034]盡管圖1A-1E中解說的“閾下”問題與特征108和110之間的閾下間隔112有關(guān)，但本公開的閾下問題也可涉及其他閾下特征大小，包括特征寬度(例如寬度214)、特征長度、特征尖端到尖端間隔、以及其他特征尺寸。
[0035]本公開允許制造閾下特征，這可包括閾下線長。
[0036]圖2A-2C解說了根據(jù)本公開的一方面的半導(dǎo)體基板上創(chuàng)建的特征的俯視圖。
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