[發(fā)明專利]用于電子束直寫（EBDW）光刻的下方吸收或傳導(dǎo)層

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580068104.9
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN107004576A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·坦登;Y·A·波羅多維斯基;C·H·華萊士;P·A·尼許斯
• 申請（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 陳松濤,王英

相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求于2015年1月14日提交的美國臨時申請No.62/103,459的權(quán)益，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的實施例屬于光刻領(lǐng)域，具體而言，屬于涉及互補電子束光刻(CEBL)的光刻領(lǐng)域。

背景技術(shù)

過去幾十年中，集成電路中對特征的縮放是日益增長的半導(dǎo)體工業(yè)背后的驅(qū)動力?？s放到越來越小的特征實現(xiàn)了功能單元在半導(dǎo)體芯片的有限基板面上增大的密度。

集成電路通常包括在本領(lǐng)域中稱為過孔的導(dǎo)電微電子結(jié)構(gòu)。過孔用于將過孔上方的金屬線電連接到過孔下方的金屬線。過孔通常由光刻工藝形成。代表性地，可以將光致抗蝕劑層旋涂在電介質(zhì)層上，光致抗蝕劑層可以通過圖案化掩模曝光于圖案化光化輻射，然后可以將曝光的層顯影以便在光致抗蝕劑層中形成開口。接下來，通過使用光致抗蝕劑層中的開口作為蝕刻掩模，可以在電介質(zhì)層中蝕刻過孔的開口。該開口被稱為過孔開口。最后，過孔開口可以用一種或多種金屬或其它導(dǎo)電材料填充以形成過孔。

過去，過孔的尺寸和間隔逐漸減小，預(yù)計在未來，至少對于某些類型的集成電路(例如，高級微處理器、芯片組部件、圖形芯片等)，過孔的尺寸和間隔將繼續(xù)逐漸減小。過孔尺寸的一個度量是過孔開口的臨界尺寸。過孔的間隔的一個度量是過孔間距。過孔間距表示最鄰近的過孔之間的中心到中心的距離。當(dāng)通過這種光刻工藝對具有極小間距的極小過孔圖案化時，其本身存在幾個挑戰(zhàn)。

一個這樣的挑戰(zhàn)是，過孔和上覆金屬線之間的交疊以及過孔和下方金屬線之間的交疊通常需要被控制為四分之一過孔間距量級的高容差。在過孔間距隨著時間縮放至越來越小時，交疊容差往往會隨之以比光刻設(shè)備能夠跟上的更大速度縮放。

另一個這樣的挑戰(zhàn)是，過孔開口的臨界尺寸通常傾向于比光刻掃描儀的分辨能力更快地縮放。存在用以縮小過孔開口的臨界尺寸的收縮技術(shù)。然而，收縮量往往受限于最小過孔間距以及收縮工藝的足夠光學(xué)鄰近校正(OPC)中性，并且不會顯著損害線寬粗糙度(LWR)和/或臨界尺寸均勻度(CDU)的能力。

又一個這樣的挑戰(zhàn)是，隨著過孔開口的臨界尺寸減小，光致抗蝕劑的LWR和/或CDU特性通常需要改進(jìn)，以便保持臨界尺寸預(yù)算的相同的總體分?jǐn)?shù)。然而，目前大多數(shù)光致抗蝕劑的LWR和/或CDU特性的改進(jìn)并不像過孔開口的臨界尺寸的減小一樣快。再一個這樣的挑戰(zhàn)是，極小的過孔間距通常傾向于低于甚至極紫外線(EUV)光刻掃描儀的分辨能力。因此，通?？梢允褂脙蓚€、三個或更多個不同的光刻掩模，這往往會增加成本。在某些時候，如果間距持續(xù)減小，則即使使用多個掩膜，也可能無法使用常規(guī)掃描儀對這些極小間距的過孔開口進(jìn)行打印。

以同樣的方式，與金屬過孔相關(guān)聯(lián)的金屬線結(jié)構(gòu)中的切割(即，中斷)的制造面臨類似的縮放問題。

因此，在光刻處理技術(shù)和能力方面需要改進(jìn)。

附圖說明

圖1A示出了在層間電介質(zhì)(ILD)層上形成的硬掩模材料層沉積之后但在圖案化之前的起始結(jié)構(gòu)的截面視圖。

圖1B示出了在通過間距減半對硬掩模層進(jìn)行圖案化之后的圖1A的結(jié)構(gòu)的截面視圖。

圖2示出了涉及間距除以6的基于間隔體的六重圖案化(SBSP)處理方案中的截面視圖。

圖3示出了涉及間距除以9的基于間隔體的九重圖案化(SBNP)處理方案中的截面視圖。

圖4是電子束光刻裝置的電子束柱的截面示意圖。

圖5示出了反向散射電子的影響，展示了為本發(fā)明的實施例提供背景的問題。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的使用用于EBDW光刻的吸收和/或傳導(dǎo)下層的優(yōu)點。

圖7A和7B包括與不借助用于不同孔徑尺寸的這種層圖案化的晶片相比較(圖7B)的根據(jù)本發(fā)明的實施例的表示在借助下方吸收和/或傳導(dǎo)金屬層圖案化的晶片上收集的數(shù)據(jù)的圖(圖7A)。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的先前層金屬化結(jié)構(gòu)的平面視圖和對應(yīng)的截面視圖。

圖9A示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的具有鰭狀物的非平面半導(dǎo)體器件的截面視圖。

圖9B示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例沿圖9A的半導(dǎo)體器件的a-a'軸截取的平面視圖。

圖10示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的計算設(shè)備。

圖11示出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的示例性計算機系統(tǒng)的方框圖。

圖12是實施本發(fā)明的一個或多個實施例的內(nèi)插件。

圖13是根據(jù)本發(fā)明的實施例構(gòu)建的計算設(shè)備。

具體實施方式