[發(fā)明專利]兩次圖形化工藝方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210506248.6
• 申請日: 2012-11-30
• 公開（公告）號(hào): CN103852970A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雷;袁春雨
• 申請（專利權(quán)）人: 上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司
• 主分類號(hào): G03F1/36
• 分類號(hào): G03F1/36
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31211
• 代理人: 丁紀(jì)鐵

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體集成電路制造工藝方法，特別是涉及一種兩次圖形化工藝方法。

背景技術(shù)

隨著超大規(guī)模半導(dǎo)體集成電路制造工藝的發(fā)展，單位面積的晶體管個(gè)數(shù)不斷增加，相對(duì)應(yīng)的單個(gè)晶體管的尺寸在不斷縮小。而主流的圖形化技術(shù)主要通過光刻實(shí)現(xiàn)。而隨著設(shè)計(jì)尺寸的不斷縮小，晶體管尺寸越來越接近于光學(xué)分辨的極限。當(dāng)設(shè)計(jì)圖形的最小分辨率低于光刻工藝的物理分辨極限時(shí)，一次光刻已經(jīng)無法實(shí)現(xiàn)圖形化，如對(duì)應(yīng)現(xiàn)有193nm的ArF光刻技術(shù)，通過調(diào)整數(shù)值孔徑（NA），所能達(dá)到的光刻工藝的物理分辨極限為28納米；而13.5nm的EUV光刻技術(shù)現(xiàn)在還未成熟，所以現(xiàn)有技術(shù)中采用193nm的ArF光刻技術(shù)和13.5nm的EUV光刻技術(shù)都無法實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)28nm以下的單次光刻工藝（Single?Exposure/Single?Patterning）。所以，現(xiàn)有技術(shù)中當(dāng)設(shè)計(jì)圖形的最小分辨率低于光刻工藝的物理分辨極限時(shí)需要使用兩次圖形化技術(shù)（DPT-Double?Patterning?Technology）。

現(xiàn)有兩次圖形化工藝包括多種，其中采用LELE（Litho-Etch-Litho-Etch，光刻-刻蝕-光刻-刻蝕）工藝的兩次圖形化工藝方法是現(xiàn)有多種兩次圖形化工藝方法中比較常見和容易實(shí)現(xiàn)的一種。LELE工藝方法需要將將版圖拆分為兩部分，然后分別通過兩個(gè)分離的光刻刻蝕步驟各產(chǎn)生其中的一部分圖形。

對(duì)于LELE技術(shù)，最難的在于版圖的分拆方法和對(duì)分拆之后的版圖進(jìn)行光學(xué)臨近效應(yīng)修正（Optical?Proximity?Correction，OPC），以及之后的全芯片的OPC驗(yàn)證（OPCverify/Layout?Rule?Check）。

根據(jù)版圖的拆分方法不同，現(xiàn)有LELE工藝方法通常有兩種實(shí)現(xiàn)方法，分別為線條-線條（Line/Line,LL）方法和線條-溝槽（Line/Space,LS）方法。其中LL方法較為常見，如圖1A至圖1C所示，是現(xiàn)有采用LELE工藝的兩次圖形化工藝方法中的LL工藝中的版圖分拆示意圖；如圖1A所示，柵極102A和102B跨越于有源區(qū)101上方，進(jìn)行版圖拆分時(shí)要分別將柵極102A和柵極102B的圖形拆開。如圖1B所示，在拆分后的版圖1中只含有柵極102A的線條圖形；如圖1C所示，在拆分后的版圖2中只含有柵極102B的線條圖形。采用LL工藝方法的好處是分拆以后的版圖1和2均為線條圖形即柵極102A和102B對(duì)應(yīng)的版圖都為線條圖形，這樣版圖1和版圖2的模型相似度較高，通常可以通用OPC模型即版圖1和版圖2的OPC模型能夠相同，這樣在進(jìn)行版圖1和版圖2的OPC修正時(shí)算法復(fù)雜度較低。但采用LL工藝方法的缺點(diǎn)在于光刻刻蝕工藝較難，因?yàn)樵诘谝淮慰涛g后存在較大的高度差，再次形成線條圖形時(shí)，很容易發(fā)生線條傾倒（Collapse），且該問題在柵極線條的關(guān)鍵尺寸（CD）尺寸很小時(shí)基本無法克服。

如圖2A至圖2C所示，是現(xiàn)有采用LELE工藝的兩次圖形化工藝方法中的LS工藝中的版圖分拆示意圖；如圖2A所示，柵極202A和202B跨越于有源區(qū)201上方，進(jìn)行版圖拆分時(shí)要分別將柵極202A和柵極202B的圖形拆開。如圖2B所示，在拆分后的版圖1中只含有線條圖形203，線條圖形203的線寬尺寸大于柵極202A和柵極202B的線寬尺寸；如圖1C所示，在拆分后的版圖2中只含有溝槽圖形204，溝槽圖形204能夠?qū)€條圖形203進(jìn)行分割，由分割后的線條圖形203來形成柵極202A和柵極202B的圖形。這種方法的光刻刻蝕的工藝難度較低，不用形成很小尺寸的線條圖形。但缺點(diǎn)在于版圖1所定義的第一次圖形為線條，版圖1所定義的第二次圖形為溝槽，兩者的光學(xué)臨近效應(yīng)修正模型不同，即版圖1和版圖2要分別采用不同的OPC模型進(jìn)行OPC修正，這會(huì)大大增加OPC修正的難度，所以圖形分拆后的OPC修正以及正確性驗(yàn)證（OPC-Verify）非常困難。