專利名稱：接觸洞布局結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種接觸洞布局結(jié)構(gòu)，尤指一種設(shè)置于密集圖案(dense)區(qū)域 內(nèi)的接觸洞布局結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體的制作過程中，光刻(photolithography)工藝為一不可或缺的技 術(shù)，其主要是將所設(shè)計的圖案，例如電路圖案、注入?yún)^(qū)域布局圖案、以及接 觸洞單元圖案等形成于一個或多個光掩模上，然后再通過曝光(exposure)與顯 影(development)步驟將光掩模上的圖案轉(zhuǎn)移至一基底上的光阻層內(nèi)，以此將 復(fù)雜的布局圖案精確地轉(zhuǎn)移至半導(dǎo)體芯片上。伴隨著后續(xù)的離子注入工藝或 蝕刻工藝等，可完成復(fù)雜的電路結(jié)構(gòu)。
然而，隨著半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)的微型化發(fā)展以及半導(dǎo)體制作技術(shù)的進步， 一管 芯上現(xiàn)已可同時包含有密集圖案區(qū)域(dense region)與疏離圖案區(qū)域(iso region)。值得注意的是，布局圖案如接觸洞布局圖案的線寬(critical dimension, CD)在光刻工藝的曝光步驟中受到光學(xué)上的限制。尤其在基底上 的 密集圖案 區(qū) i或 (dense region) 更容易在顯影后檢查 (after-development-inspection, 以下簡稱為ADI)時發(fā)現(xiàn)有開口合并(merge)的 現(xiàn)象。
另外請參閱圖1，圖1為 一已知的共用接觸洞(share contact opening)的剖 面示意圖。如圖1所示，共用接觸洞IIO設(shè)置于一基底100的一密集圖案區(qū)， 例如一靜態(tài)隨才幾存耳又存4諸器(static random access memory,以下簡稱為SRAM) 區(qū)102內(nèi)。且基底100包含有多個晶體管以及多個用以提供電性隔離的淺溝 絕緣(shallowtrench isolation, STI) 104。共用接觸洞IIO設(shè)置于一介電層140 內(nèi)，用以于后續(xù)工藝中形成一共用接觸插塞(圖未示)，而此共用接觸插塞 則用以電性連接一晶體管120的源極/漏極124與位于有源區(qū)域上的另 一晶體 管130的柵極132至一上層電路層。由于共用接觸插塞此一連通不同晶體管 120、 130的源極/漏極124與柵極132的特性，共用接觸洞110面積通常會大于一般接觸洞112的面積，如圖1所示。
值得注意的是，在進行蝕刻工藝以制作接觸洞時，會因為密集圖案區(qū)域
與疏離圖案區(qū)域的密度差異所產(chǎn)生的微負載效應(yīng)(micro-loading effect),導(dǎo)致 密集圖案區(qū)域的蝕刻速率低于疏離圖案區(qū)域(iso region)。除此之外，密集圖 案區(qū)域內(nèi)則因為共用接觸洞110面積大于一般接觸洞112，導(dǎo)致在同一蝕刻 工藝內(nèi)，完成共用接觸洞110的蝕刻時， 一般接觸洞112獨刻不完全，影響 后續(xù)電路的建構(gòu)及電性表現(xiàn)；而完成一般接觸洞112的蝕刻時，卻造成共用 接觸洞110過度蝕刻(over-etching),甚至造成其下方晶體管或有源區(qū)域的損 傷而影響良率。換句話說，共用接觸插塞/共用接觸洞110的存在，雖可增加 芯片面積的使用率，但同時也增加了蝕刻工藝控制的難處。
由此可知，半導(dǎo)體業(yè)界實需 一種可根本性地避免ADI開口合并以及避免 上述蝕刻工藝控制問題的接觸洞布局圖案。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的一目的在于提供一種可有效改善ADI開口合并以及簡 化蝕刻工藝控制的接觸洞布局結(jié)構(gòu)。
根據(jù)本發(fā)明所提供的權(quán)利要求，提供一種接觸洞布局結(jié)構(gòu)，該接觸洞布 局結(jié)構(gòu)包含有一定義有至少一第一區(qū)域的基底，以及多組沿一預(yù)定方向設(shè)置 于該第 一區(qū)域內(nèi)的第 一接觸洞布局。各該組第 一接觸洞布局分別包含有二個 正方形接觸洞單元，以及二個相鄰的長方形接觸洞單元，且此二相鄰的長方 形接觸洞單元設(shè)置于該二個正方形接觸洞單元之間。此外該接觸洞布局圖案
還包含有多個設(shè)置于該第 一 區(qū)域內(nèi)的第二接觸洞布局。
根據(jù)本發(fā)明所提供的權(quán)利要求，還提供一種接觸洞布局結(jié)構(gòu)，該接觸洞 布局結(jié)構(gòu)包含有一基底、至少 一定義于該基底上且包含有多個有源區(qū)域與多 個柵極線區(qū)城的第 一 區(qū)域、多個分別設(shè)置于該第 一 區(qū)域內(nèi)的這些有源區(qū)域上 的正方形接觸洞單元、以及多個分別設(shè)置于該第一區(qū)域內(nèi)的這些柵極線區(qū)域 上的長方形接觸洞單元。
根據(jù)本發(fā)明所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，利用設(shè)置于二正方形接觸洞單元 之間或設(shè)置于柵極線區(qū)域上的相鄰二長方形接觸洞單元爭取芯片上密集圖 案區(qū)域內(nèi)的有限空間，并避免長方形接觸洞與正方形接觸洞彼此之間發(fā)生 ADI合并的狀況。同時，單一長方形接觸洞與相鄰的一正方形接觸洞可替代一已知的共用接觸洞，以避免同 一蝕刻工藝中 一般接觸洞蝕刻不完全或共用 接觸洞過度蝕刻此一 兩難局面。


圖1為一已知的共用接觸洞的剖面示意圖。
圖2至圖3為本發(fā)明所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)的一優(yōu)選實施例的示意圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)所得到的接觸洞圖案。主要元件符號說明
100基底102靜態(tài)隨機存取存儲器區(qū)
104淺溝隔離110共用接觸洞
120晶體管122柵極
132源極/漏極140介電層
200基底202第一區(qū)域
204有源區(qū)域206才冊才及線區(qū)i成
210第一接觸洞布局212正方形接觸洞單元
214長方形接觸洞單元220中心點連線
222中心點連線250第二"^妄觸洞布局
具體實施例方式
請參閱圖2與圖3,圖2與圖3為本發(fā)明所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)的一 優(yōu)選實施例的示意圖。如圖2所示，本優(yōu)選實施例提供一基底200，基底200 上定義有至少一第一區(qū)域202。第一區(qū)域202可為一密集圖案(dense)區(qū)域， 舉例來說，第一區(qū)域202為一靜態(tài)隨機存取存儲器(SRAM)區(qū)。而基底200 上另包含有至少一第二區(qū)域(圖未示)，而第二區(qū)域則可包含有疏離圖案區(qū)
請繼續(xù)參閱圖2。本優(yōu)選實施例所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)還包含多組第 一接觸洞布局210,沿一預(yù)定方向設(shè)置于第一區(qū)域200內(nèi)。在本優(yōu)選實施例 中，預(yù)定方向為一Y軸方向，然在本優(yōu)選實施例的一變化型中，預(yù)定方向亦 可為一X軸方向，而不限于此。各組第一接觸洞布局210則分別包含二個正方形接觸洞單元212,以及二個相鄰的長方形接觸洞單元214，設(shè)置于二個 正方形接觸洞單元212之間。各長方形接觸洞單元214的一長寬比范圍為1: 1.8 ~ 1: 1.2;而各長方形接觸洞單元214與正方形接觸洞單元212的一面積 比范圍為1: 0.8~1: 1.2。值得注意的是，第一接觸洞布局210中相鄰的二 長方形接觸洞單元214以其長邊相鄰，且相鄰的長邊彼此平行，此外各長方 形接觸洞單元214的一長邊垂直于該預(yù)定方向。
此外，如圖2所示，第一接觸洞布局210內(nèi)的二個正方形接觸洞單元212 的一中心點連線220平行于二個長方形接觸洞單元214的一中心點連線222。 在本優(yōu)選實施例的另一變化型中，第一接觸洞布局210內(nèi)的二個長方形接觸 洞單元214的中心點連線222與二個正方形接觸洞單元212的中心點連線 220重疊。如圖3所示。
在本優(yōu)選實施例中，4妻觸洞布局結(jié)構(gòu)還包含多個第二接觸洞布局250， 設(shè)置于第一區(qū)域202內(nèi)，且第二接觸洞布局250分別包含有一正方形接觸洞 單元。
請參閱圖4。圖4為根據(jù)本發(fā)明所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)所得到的接觸 洞圖案的照片。值得注意的是，本發(fā)明所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)使用于一曝 光步驟。而在此曝光步驟中，不論上述接觸洞布局為正方形或長方形，入射 光的主波帶(main lope)與旁波帶(side lope)的強度分配(intensity distribution) 會使得最終顯影后所形成的接觸洞單元全部呈現(xiàn)圓形，如圖4所示。
根據(jù)本優(yōu)選實施例所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，特別適用于芯片的密集圖
案區(qū)域內(nèi)。由于在密集圖案區(qū)域有限的芯片面積內(nèi)，必須設(shè)置大量的接觸插 塞，故本發(fā)明所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)利用設(shè)置于二正方形接觸洞單元212 之間的相鄰二長方形接觸洞單元214爭取芯片上密集圖案區(qū)域內(nèi)的有限空 間。另外值得注意的是，為避免芯片上密集處如柵極線區(qū)域206，在ADI觀 察到接觸洞合并的問題，本發(fā)明所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)通過第一接觸洞布 局210中長方形接觸洞單元214的長邊垂直于預(yù)定方向，使得長方形接觸洞 單元214與相鄰的正方形接觸洞單元212間的距離可大于在第一接觸洞布局 210中全設(shè)置正方形接觸洞布局單元212此一狀態(tài)下各正方形接觸洞布局單 元212彼此間的距離，因此可避免長方形接觸洞單元214與正方形接觸洞單 元212彼此之間發(fā)生ADI合并的狀況。
請重新參閱圖2至圖4。圖2至圖4亦可用以闡釋本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例。而根據(jù)本發(fā)明的另一優(yōu)選實施例，接觸洞布局結(jié)構(gòu)中第一區(qū)域202還 包含對應(yīng)于芯片上有源區(qū)域與柵極線區(qū)域的多個有源區(qū)域204與多個柵極線 區(qū)域206。如圖2所示，本優(yōu)選實施例的接觸洞布局結(jié)構(gòu)亦包含有多個正方 形接觸洞單元212/250，分別設(shè)置于第一區(qū)域202內(nèi)的有源區(qū)域204上。接 觸洞布局結(jié)構(gòu)還包含有多個長方形接觸洞單元214，分別設(shè)置于第一區(qū)域202 內(nèi)的柵極線區(qū)域206上。長方形接觸洞單元2]4的長邊平行于柵極線區(qū)域206 的一延伸方向。另外，長方形接觸洞單元214以其長邊兩兩相鄰，而此相鄰 的二長邊4皮此平行。如前所述，長方形接觸洞單元214的一長寬比范圍為1: 1.8 ~1: 1.2;而各長方形接觸洞單元214與正方形接觸洞單元212/250的一 面積比范圍為1: 0.8 ~ 1: 1.2。
根據(jù)本優(yōu)選實施例所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，單一長方形接觸洞單元 214與相鄰的一正方形接觸洞單元212可替代一已知的共用接觸洞，且在較 密集的4冊極線區(qū)域206處設(shè)置長方形接觸洞單元214，而長方形接觸洞單元 214的長邊平行于柵極線區(qū)域206的延伸方向。相較于在柵極線區(qū)域206與 有源區(qū)域204處皆設(shè)置正方形接觸洞單元的已知布局技術(shù)來說，設(shè)置于柵極 線區(qū)域206的長方形接觸洞單元214與相鄰的正方形接觸洞單元212間的距 離可獲得較大之間距，因此可避免長方形接觸洞單元214與正方形接觸洞單 元212彼此之間發(fā)生ADI合并的狀況。此外，由于單一長方形接觸洞單元 214與相鄰的一正方形接觸洞單元212替代一已知的共用接觸洞單元，且兩 者的面積比范圍為1: 0.8~1: 1.2，因此相較于已知技術(shù)中共用接觸洞與一 般接觸洞同時存在的情況，本發(fā)明所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)較為一致，故可 避免已知蝕刻工藝中，共用接觸洞蝕刻完成而一般接觸洞蝕刻不完全；或一 般接觸洞蝕刻完成但共用接觸洞過度蝕刻等問題。
簡言之，本發(fā)明所提供的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，利用設(shè)置于二正方形接觸洞 單元之間或設(shè)置于柵極線上的相鄰二長方形接觸洞爭取芯片上密集圖案區(qū) 域內(nèi)的有限空間，并避免長方形4妄觸洞與正方形接觸洞4皮此之間發(fā)生合并。 同時，單一長方形接觸洞與相鄰的一正方形接觸洞可替代一已知的共用接觸 洞，以避免同一蝕刻工藝中一般接觸洞蝕刻不完全或共用接觸洞過度蝕刻此 一兩》,局面。
以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，凡依本發(fā)明權(quán)利要求所做的等同變 化與修飾，皆應(yīng)屬本發(fā)明的涵蓋范圍。
權(quán)利要求
1.一種接觸洞布局結(jié)構(gòu)，包含有一基底，該基底上定義有至少一第一區(qū)域；多組第一接觸洞布局，沿一預(yù)定方向設(shè)置于該第一區(qū)域內(nèi)，且各該組第一接觸洞布局分別包含有二個正方形接觸洞單元；以及二個相鄰的長方形接觸洞單元，設(shè)置于該二個正方形接觸洞單元之間；以及多個第二接觸洞布局，設(shè)置于該第一區(qū)域內(nèi)。
2. 如權(quán)利要求1所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該第一區(qū)域包含有一密集 圖案區(qū)域。
3. 如權(quán)利要求2所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該第 一 區(qū)域包含一靜態(tài)隨 機存取存儲器區(qū)。
4. 如權(quán)利要求1所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該基底還包含有少一第二 區(qū)域，且該第二區(qū)域為一疏離圖案區(qū)域。
5. 如權(quán)利要求1所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該預(yù)定方向為一X軸方向。
6. 如權(quán)利要求1所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該預(yù)定方向為一 Y軸方向。
7. 如權(quán)利要求1所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該二個正方形接觸洞單元 的一中心點連線平行于其該二個長方形接觸洞單元的一中心點連線。
8. 如權(quán)利要求7所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該二個長方形接觸洞單元 的該中心點連線與該二個正方形^妄觸洞單元的該中心點連線重疊上。
9. 如權(quán)利要求1所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中各該長方形接觸洞單元的 一長邊垂直于該預(yù)定方向。
10. 如權(quán)利要求]所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中各該長方形接觸洞單元 的一長寬比范圍為1: 1.8-1: 1.2。
11. 如權(quán)利要求1所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中各該長方形接觸洞單元 與各該正方形4妄觸洞單元的一面積比范圍為1: 0.8~1: 1.2。
12. 如權(quán)利要求1所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中這些第二接觸洞布局分別包含有一正方形接觸洞布局。
13. —種接觸洞布局結(jié)構(gòu)，包含有 一基底；至少一第一區(qū)域，定義于該基底上，且該第一區(qū)域包含有多個有源區(qū)域與多個柵極線區(qū)域；多個正方形接觸洞單元，分別設(shè)置于該第一區(qū)域內(nèi)的這些有源區(qū)域上；以及多個長方形接觸洞單元，分別設(shè)置于該第 一 區(qū)域內(nèi)的這些柵極線區(qū)域上。
14. 如權(quán)利要求13所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該第一區(qū)域包含有一密 集圖案區(qū)域。
15. 如權(quán)利要求14所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該第一區(qū)域包含一靜態(tài) 隨機存取存儲器區(qū)。
16. 如權(quán)利要求13所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該長方形接觸洞單元的 一長寬比范圍為1: 1.8~ 1: 1.2。
17. 如權(quán)利要求13所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中該長方形接觸洞單元與 該正方形-接觸洞單元的一面積比范圍為1: 0.8~1: 1.2。
18. 如權(quán)利要求13所述的接觸洞布局結(jié)構(gòu)，其中這些長方形接觸洞單元 的 一 長邊平行于該柵極線區(qū)域的 一延伸方向。
全文摘要
一種接觸洞布局結(jié)構(gòu)，包含有一定義有至少一第一區(qū)域的基底，以及多組沿一預(yù)定方向設(shè)置于該第一區(qū)域內(nèi)的第一接觸洞布局。各該組第一接觸洞布局分別包含有二個正方形接觸洞單元，以及設(shè)置于該二個正方形接觸洞單元之間的二個相鄰長方形接觸洞單元。該接觸洞布局結(jié)構(gòu)還包含有多個設(shè)置于該第一區(qū)域內(nèi)的第二接觸洞布局。
文檔編號H01L23/52GK101599478SQ200810108799
公開日2009年12月9日 申請日期2008年6月2日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月2日
發(fā)明者王文潔 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司