[發(fā)明專利]利用單次曝光形成多層圖案的具有三種狀態(tài)的光掩模

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010531834.0
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN111708250B
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧彥丞;石志聰;游信勝;陳政宏;嚴濤南
• 申請（專利權(quán)）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G03F1/22
• 分類號: G03F1/22;G03F1/50;G03F1/20;G03F1/58;G03F7/039;G03F7/095;G03F7/20;H01L21/027;H01L21/033;H01L21/308;H01L21/311;H01L21/768
• 代理公司: 北京德恒律治知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11409
• 代理人: 章社杲;李偉

本發(fā)明提供了用于光刻曝光工藝的掩模的一個實施例。該掩模包括：掩模襯底；第一掩模材料層，被圖案化以具有限定第一層圖案的多個第一開口；以及第二掩模材料層，被圖案化以具有限定第二層圖案的多個第二開口。本發(fā)明還公開了利用單次曝光形成多層圖案的具有三種狀態(tài)的光掩模。

本申請是2013年12月19日提交的標題為“利用單次曝光形成多層圖案的具有三種狀態(tài)的光掩模”、專利申請?zhí)枮?01310705815.5的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明總的來說涉及半導體集成電路，更具體地，涉及利用單次曝光形成多層圖案的具有三種狀態(tài)的光掩模。

背景技術(shù)

半導體集成電路(IC)產(chǎn)業(yè)經(jīng)歷了快速發(fā)展。IC材料和設(shè)計的技術(shù)進步已經(jīng)產(chǎn)生了很多代IC，其中，每一代IC都具有比前一代IC更小和更復雜的電路。然而，這些進步增加了處理和制造IC的復雜性，為了實現(xiàn)這些進步，需要IC處理和制造的類似發(fā)展。在集成電路發(fā)展過程中，功能密度(即，每一芯片面積的互連器件的數(shù)量)普遍增加，而幾何尺寸(即，使用制造工藝可以制造的最小部件(或線))卻減小。

IC通常由一系列材料層形成，通過光刻工藝圖案化其中的一些材料層。重要的是，圖案化的層正確地與鄰近的層對準或覆蓋鄰近的層。鑒于現(xiàn)代IC幾何尺寸的逐漸減小，正確的對準和覆蓋變得更加困難。此外，下方襯底(諸如半導體晶圓)的表面形貌影響光刻成像質(zhì)量，并且還降低相鄰材料層之間的覆蓋容差。此外，光刻工藝對制造的總體成本(包括處理時間和工藝中使用的掩模(也稱為光掩模)的成本)有重大貢獻。因此，需要一種光刻方法以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于光刻曝光工藝的掩模，包括：掩模襯底；第一掩模材料層，被圖案化以具有限定第一層圖案的多個第一開口；以及第二掩模材料層，被圖案化以具有限定第二層圖案的多個第二開口。

優(yōu)選地，第一層圖案和第二層圖案是集成電路的一部分，并且被設(shè)計為形成于半導體襯底上的相應(yīng)材料層；以及掩模具有彼此不同的三種狀態(tài)。

優(yōu)選地，掩模襯底對光刻曝光工藝的曝光輻射具有第一透射率；第一掩模材料層具有小于第一透射率的第二透射率；以及第二掩模材料層具有小于第二透射率的第三透射率。

優(yōu)選地，三種狀態(tài)包括具有第一透射率的第一狀態(tài)、具有第二透射率的第二狀態(tài)和具有第三透射率的第三狀態(tài)。

優(yōu)選地，第一層圖案處于第一狀態(tài)；第二層圖案處于第二狀態(tài)；以及場處于第三狀態(tài)。

優(yōu)選地，第三透射率小于第一透射率的6％；以及第二透射率介于第一透射率的約20％和約80％之間。

優(yōu)選地，第一層圖案包括限定在第一掩模材料層的第一開口中的第一部件；以及第二層圖案包括限定在第二掩模材料層的第二開口中的第二部件。

優(yōu)選地，第二開口與第一開口對準。

優(yōu)選地，第一部件是通孔部件；以及第二部件是金屬線部件。

優(yōu)選地，第二部件被定向在第一方向上且在與第一方向垂直的第二方向上跨越第一尺寸；以及第一部件在第一方向上跨越第二尺寸，第二尺寸小于第一尺寸。

優(yōu)選地，掩模襯底包括熔融石英；第一掩模材料層包括鉬硅(MoSi)；以及第二掩模材料層包括鉻(Cr)。

優(yōu)選地，該掩模還包括：第三掩模材料層，設(shè)置在第二掩模材料層上且包括MoSi。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種方法，包括：在半導體襯底上形成第一光刻膠層；在第一光刻膠層上方形成第二光刻膠層；以及使用三狀態(tài)掩模對第一光刻膠層和第二光刻膠層實施光刻曝光工藝，從而在第一光刻膠層中形成第一潛在圖案以及在第二光刻膠層中形成第二潛在圖案。