[發明專利]用于制作高密度集成電路器件的方法

有效

• 申請號: 201280030896.7
• 申請日: 2012-05-01
• 公開（公告）號: CN103620739A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: V·莫洛茲;林錫偉
• 申請（專利權）人: 美商新思科技有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027
• 代理公司: 北京市金杜律師事務所 11256
• 代理人: 王茂華

技術領域

本發明涉及集成電路制作，并且更具體地涉及制作高密度集成電路器件的方法。

背景技術

光刻工藝可以用來在半導體晶片上形成各種類型的集成電路結構。在光刻中，通常曝光掩模圖案（或者刻線）以向用光敏材料（諸如光阻劑）涂覆的晶片上投射圖像來創建這些結構的特征。在曝光之后，然后可以通過蝕刻向下面的層（例如金屬、多晶硅等）傳送在光阻劑中形成的圖案以創建希望的特征。

與制造具有很小特征的器件關聯的一個問題因由光刻工藝引入的線寬變化（或者關鍵尺度CD）而出現。具體而言，抗蝕劑材料性質、工藝條件和其它因素可能引起圖案化的抗蝕劑線的寬度和間距隨著它的長度隨機變化。沿著僅一邊的變化稱為線邊緣粗糙度（LER）。

在典型光刻圖案化工藝中，一系列平行抗蝕劑線作為蝕刻掩模用來在下面的層中創建對應系列的平行材料線。在這樣的情況下，將向下面的層中的平行線的關鍵尺度傳送圖案化的平行抗蝕劑線的隨機變化。隨著工藝技術繼續縮減，這一隨機變化變成平行材料線的關鍵尺度的更大百分比，這可能造成利用這些材料線實施的器件（諸如晶體管）中的顯著性能可變性。

此外，這樣的工藝將造成在相鄰平行抗蝕劑線之間的間距隨機、不均勻變化，這又傳送到在相鄰材料線之間的間距。這一不均勻間距引入在制造期間在給定的材料線的任一側上引起的熱應力變化，這可能造成可靠性問題并且減少產量。例如一種典型制作技術包括在硅線之間形成絕緣體材料的淺溝槽隔離（STI）。在制作工藝期間，這些結構經歷熱循環，該熱循環引入在硅與相鄰STI之間的熱機械應力。在給定的材料線的任一側上的間距差值造成在任一側上的引起的熱應力變化，這可能在制造期間使硅顯著變形并且可能使硅掉落。

因而希望提供高密度集成電路器件，這些集成電路器件克服或者減輕光刻工藝引入的關鍵尺度變化所引起的問題，由此提高這樣的器件的性能和制造產量。

發明內容

描述一種具有多個線的集成電路器件，其中線的寬度和在相鄰線之間的間距在與由于在制造器件時涉及到的光刻工藝或者其它圖案化工藝所致的變化獨立的小范圍內變化。描述一種用于形成用于線的蝕刻掩模的連續側壁間隔物形成工藝，這產生以交替方式布置的第一和第二組側壁間隔物。第一和第二組中的側壁間隔物源于中間掩模元件（諸如圖案化的抗蝕劑元件）的單個側壁表面。通過在側壁上重復地沉積具有厚度的保形材料層、然后執行對在側壁上留下材料的定向蝕刻而在第一和第二組的材料之間交替沉積來形成第一和第二組側壁間隔物。第一組側壁間隔物包括可以相對于第二組側壁間隔物的材料（諸如氮化硅）選擇性地蝕刻的材料（諸如氧化硅）。第一和第二組側壁間隔物之一限定用來在蝕刻工藝期間形成線的蝕刻掩模。由于這一連續側壁間隔物工藝，線的寬度和在相鄰線之間的間距跨越多個線的變化依賴于側壁間隔物的尺度變化。對側壁間隔物的這些變化獨立于圖案化工藝引起的中間掩模元件的側壁表面的形狀變化，并且可以在比該變化少得多的分布內被控制。

本文描述的一種用于制造集成電路器件的方法，包括提供材料層，諸如比如半導體襯底。在材料層上形成第一組側壁間隔物和第二組側壁間隔物。以交替方式布置第一組側壁間隔物和第二組側壁間隔物，使得第一組中的相鄰側壁間隔物被第二組中的單個側壁間隔物分離，并且第二組中的相鄰側壁間隔物被第一組中的單個側壁間隔物分離。然后使用第一和第二組側壁間隔物之一作為蝕刻掩模來蝕刻材料層，由此在由第一和第二組側壁間隔物中的另一組限定的位置在材料層中形成多個溝槽。

也可以向技術特定（標準）的單元庫中并入本文描述的連續側壁間隔物形成工藝，用于使用電子設計自動化（EDA）分析工具來實現集成電路。

如本文描述的一種制造品包括機器可讀數據存儲介質，機器可讀數據存儲介質存儲用于集成電路的設計條目。設計條目包括布圖，布圖包括將在制作集成電路器件期間在材料層中形成的多個線。設計條目也包括將在制作多個線期間覆蓋在中間層上面形成的掩模層。掩模層指定中間掩模元件，中間掩模元件具有用于制作全部多個線的單個邊緣。

如本文描述的一種集成電路器件包括以最小間距與第二多個線分離的第一多個線，最小間距是第一多個線中的特定線的寬度的至少兩倍。第一多個線中的每個線具有第一線寬度粗糙度和少于第一線寬度粗糙度的第一線邊緣粗糙度。第二多個線中的每個線具有第二線寬度粗糙度和少于第二線寬度粗糙度的第二線邊緣粗糙度。第一多個線中的所有線具有與第二多個線中的線中的每個線不同的縱向曲率。