專利名稱：利用多個(gè)曝光和阻擋掩模方式減少設(shè)計(jì)規(guī)則違反的半導(dǎo)體器件制造技術(shù)
方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主題的實(shí)施例總體上涉及半導(dǎo)體器件的制造技術(shù)和工藝。尤其是，本發(fā)明主題的實(shí)施例涉及光刻(photolithographic)掩模的設(shè)計(jì)、倉Il建和使用，以此來減少在半導(dǎo)體器件的制造過程中的設(shè)計(jì)規(guī)則違反(V i OI at i on )。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)致力于在更小的芯片上制造具有越來越高密度的半導(dǎo)體器件的集成電路，以此來達(dá)到更高的性能以及降低制造成本。對(duì)大規(guī)模集成電路來說，這種意愿已經(jīng)迫使電路尺寸和器件特征持續(xù)地收縮。減少諸如在場效應(yīng)晶體管中的柵極的長度和導(dǎo)線的寬度等結(jié)構(gòu)尺寸的能力則是由光刻性能來驅(qū)動(dòng)的。在傳統(tǒng)的光刻系統(tǒng)中，通過提供穿過或反射在掩?；蚬庹?reticle)上的輻射從而在半導(dǎo)體晶片上形成圖像。一般來說，該圖像聚焦在晶片上曝光并圖樣化諸如光阻劑材料之類的材料層。相應(yīng)地，利用該光阻劑材料來定義在半導(dǎo)體晶片的一層或多層上的摻雜區(qū)域、沉積區(qū)域、蝕刻區(qū)域或者其他結(jié)構(gòu)和特征。光阻劑材料也能定義與半導(dǎo)體器件的金屬層相關(guān)的導(dǎo)線或?qū)щ姳P(pads)。進(jìn)一步地，該光阻劑材料能定義絕緣區(qū)域、晶體管柵極或者其他晶體管結(jié)構(gòu)和元件。使用兩個(gè)或多個(gè)光刻子工藝的多曝光/圖樣化工藝，可用于形成具有極小和緊密排布的特征的光阻劑圖樣。一種類型的雙曝光工藝形成第一光阻劑圖樣，利用該第一光阻劑圖樣來蝕刻該晶片，接著形成第二光阻劑圖樣，并且利用該第二光阻劑圖樣來蝕刻該晶片。另一種類型的雙曝光工藝形成第一光阻劑圖樣，用第二光阻劑層覆蓋第一光阻劑圖樣，曝光并顯影(develop)第二光阻劑層，然后蝕刻該晶片。該雙曝光工藝有時(shí)也被稱作雙曝光單蝕刻工藝。目前在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中的可用的光刻工具能夠達(dá)到大概80納米的線分辨率。尤其是，193納米的浸入式步進(jìn)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)在單層掩模上短至80納米的間距。實(shí)際上，具有低于80納米間距的器件特征能夠通過上述的雙曝光/圖樣化工藝來實(shí)現(xiàn)。不幸的是，即便使用了多曝光工藝，間距或線段分割的向下縮放(scaling)比例最終被光刻工具的實(shí)際執(zhí)行能力所限制。相應(yīng)地，通常使用一定的設(shè)計(jì)規(guī)則來檢查期望的半導(dǎo)體器件特征的可行性和生產(chǎn)能力。例如，設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC:design rule check)方法能用來識(shí)別在諸如局域互連之類的導(dǎo)電軌跡(trace)推薦布局中潛在的引腳到引腳和/或引腳到線的違規(guī)(violations)。因此，如果該推薦布局包括對(duì)特定的光刻工具來說太短的引腳到引腳(tip-to-tip)或引腳到線(tip-to-line)的間距的話,那么在不將一些導(dǎo)電軌跡短接在一起的情況下利用該推薦的布局來制造器件則是不可能的。

發(fā)明內(nèi)容
提供一種在半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)上創(chuàng)建器件特征的方法。該方法包括創(chuàng)建半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的目標(biāo)材料上方的第一光阻劑特征圖樣，該第一光阻劑特征圖樣由第一部分光刻掩模來定義。該方法也創(chuàng)建目標(biāo)材料上方的第二光阻劑特征圖樣，該第二光阻劑特征圖樣由第二部分光刻掩模來定義。該第一光阻劑特征圖樣和該第二光阻劑特征圖樣共同形成光阻劑特征的組合圖樣。該方法繼續(xù)使用該光阻劑特征的組合圖樣作為蝕刻掩模來選擇性地蝕刻該目標(biāo)材料。從而生成形成在目標(biāo)材料中的凹線圖樣。然后該方法形成第三光阻劑特征圖樣，其覆蓋凹線圖樣的指定部分。本發(fā)明還提供一種制造半導(dǎo)體器件的方法。該方法首先提供包括半導(dǎo)體材料層和在該半導(dǎo)體材料層上方的絕緣體材料層的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)。該方法接著就是在絕緣材料層上方形成硬掩模材料層以及在硬掩模材料層上方創(chuàng)建光阻劑特征的組合圖樣。該光阻劑特 征的組合圖樣包括利用第一光刻掩模形成的第一光阻劑特征和利用第二光刻掩模形成的第二光阻劑特征。然后，該方法使用該光阻劑特征的組合圖樣作為蝕刻掩模來選擇性地蝕刻該硬掩模材料層，最終生成定義在硬掩模材料層中的正性硬掩模圖樣和負(fù)性凹線圖樣。該方法還創(chuàng)建在該絕緣材料上的附加的光阻劑特征的圖樣。該附加的光阻劑特征與定義在負(fù)性凹線圖樣中一個(gè)或多個(gè)的凹線交叉。本發(fā)明還提供另一種制造半導(dǎo)體器件的方法。該方法在基底上形成硬掩模層，該基底包括半導(dǎo)體材料層和在該半導(dǎo)體材料層上方的絕緣層，該硬掩模材料層在該絕緣層上方。通過執(zhí)行多曝光光刻工藝來創(chuàng)建在硬掩模材料層上方的光阻劑特征的組合圖樣以及通過在硬掩模中形成凹線圖樣來繼續(xù)該方法。通過光阻劑特征的組合圖樣來定義該凹線圖樣。然后該方法利用光阻劑特征的阻擋(blocking)圖樣來覆蓋凹線圖樣的指定部分，并且在絕緣材料中形成溝道(trench)圖樣。光阻劑特征的阻擋圖樣和硬掩模材料定義了溝道圖樣。然后該方法在溝道中沉積導(dǎo)電材料，最終生成半導(dǎo)體器件的導(dǎo)線。本發(fā)明還提供一種創(chuàng)建用于具有減少的引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)的半導(dǎo)體器件特征的光刻掩模的方法。該方法提供表示期望的掩模圖樣的初始數(shù)據(jù)并分析該初始數(shù)據(jù)以識(shí)別在該期望的掩模圖樣中引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)(Violations)。該方法根據(jù)所識(shí)別的違規(guī)來修改初始數(shù)據(jù)以此來獲得表示修改后的掩模圖樣的更新數(shù)據(jù)。該修改后的掩模圖樣不存在引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)。然后該方法利用該更新數(shù)據(jù)生成具有該修改后的掩模圖樣的光刻掩模。本發(fā)明還提供另一種生成用于具有減少的設(shè)計(jì)規(guī)則違反的半導(dǎo)體器件特征的光刻掩模的方法。該方法提供表示整體掩模圖樣的初始數(shù)據(jù)，處理該初始數(shù)據(jù)以將完整的掩模圖樣分解為多個(gè)部分掩模圖樣，在該多個(gè)部分掩模圖樣上執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)則檢查以識(shí)別在該多個(gè)部分掩膜圖樣中的引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)。上述操作最終得到所識(shí)別的違規(guī)。該方法接著根據(jù)該所識(shí)別的違規(guī)來修改該多個(gè)部分掩模圖樣中的至少一個(gè)來獲得修改后的部分掩模圖樣組，其中在該修改后的掩模圖樣組中的每個(gè)掩模圖樣都不存在引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)。然后該方法生成用于該修改后的部分掩模圖樣組的光刻掩模。本發(fā)明還提供了用于具有減少的設(shè)計(jì)規(guī)則違反的半導(dǎo)體特征的光刻方法。首先該方法提供整體的掩模圖樣。該整體的掩模圖樣被分解為第一部分掩模圖樣和第二部分掩模圖樣。通過識(shí)別至少在該第一部分掩模中設(shè)計(jì)規(guī)則違反來繼續(xù)該方法，最終生成所識(shí)別的違反。然后該方法根據(jù)該所識(shí)別的違反來修改該第一部分掩模圖樣以獲得修改后的第一部分掩模圖樣，該修改后的第一部分掩模圖樣不存在設(shè)計(jì)規(guī)則的違反。該方法也根據(jù)該所識(shí)別的違反生成阻擋掩模圖樣，該阻擋掩模圖樣不存在設(shè)計(jì)規(guī)則的違反，并對(duì)應(yīng)于修改后的第一部分掩模圖樣、第 二部分掩模圖樣和阻擋掩模圖樣來創(chuàng)建光刻掩模。上面的發(fā)明內(nèi)容用于以簡單的方式來介紹在下面的詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的構(gòu)思的概要。上面的發(fā)明內(nèi)容并不意圖確定權(quán)利要求主題的關(guān)鍵特征或?qū)嵸|(zhì)特征，其也意圖用于輔助確定權(quán)利要求主題的范圍。


本發(fā)明主題所揭示的內(nèi)容可通過參考以下詳細(xì)說明和權(quán)利要求并配合附圖來全面了解，其中在整個(gè)附圖中相同的參考符號(hào)表示相似的組件。圖I是示例性的靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器(SRAM)單元的頂視圖和部分透視圖(phantom view),顯示了雙向局域互連的布局；圖2是基于圖I所示的SRAM單元的SRAM單元的3*2陣列的頂視圖和部分透視圖；圖3是基于變化的SRAM單元布局的SRAM單元的3*2陣列的頂視圖和部分透視圖；圖4是顯示掩模生成工藝的示例性實(shí)施例的流程圖；圖5是第一部分掩模圖樣的頂視圖；圖6是第二部分掩模圖樣的頂視圖；圖7是阻擋掩模圖樣的頂視圖；圖8是圖6所示的第二部分掩模圖樣的修改版本的頂視圖；圖9-20表示經(jīng)歷示例性制作過程的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的橫截面圖和頂視圖。
具體實(shí)施例方式下列的詳細(xì)描述在本質(zhì)上僅作為例示之用，而并不是為了限制本發(fā)明主題的實(shí)施例或者這些實(shí)施例的應(yīng)用及用途。本文中所使用的術(shù)語“例示(exemplary)”意指“作為為范例、實(shí)例或圖例”。在此描述作為“例示”的任何實(shí)施例并非必然被解釋為相對(duì)于其它實(shí)施例是較佳的或有利的。此外，并不打算受先前的技術(shù)領(lǐng)域、先前技術(shù)、發(fā)明內(nèi)容或接下來的實(shí)施方式中所呈現(xiàn)的任何明確的或隱含的理論限制。本文中參考可以被各種計(jì)算機(jī)組件或器件執(zhí)行的操作、加工任務(wù)和功能的符號(hào)表示，可以對(duì)某些技術(shù)和工藝進(jìn)行描述。這樣的操作，任務(wù)和功能有時(shí)被稱作可計(jì)算機(jī)執(zhí)行的，計(jì)算機(jī)化的，軟件實(shí)現(xiàn)的或計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的。實(shí)際上，通過控制表示系統(tǒng)存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)器位置上數(shù)據(jù)位處的電信號(hào)和其他信號(hào)的處理，一個(gè)或多個(gè)處理器件可執(zhí)行此處描述的操作，任務(wù)和功能。當(dāng)實(shí)現(xiàn)在軟件或固件中時(shí)，此處描述的一些方法可通過執(zhí)行不同任務(wù)的代碼段或指令來表示。上述程序或代碼段可存儲(chǔ)在處理器可讀介質(zhì)中或通過具體化為載波的計(jì)算機(jī)信號(hào)實(shí)現(xiàn)在傳輸介質(zhì)或通信路徑中的傳輸。在這一點(diǎn)上，“處理器可讀介質(zhì)”或“機(jī)器可讀介質(zhì)”可包括能夠存儲(chǔ)或傳輸信息的任何介質(zhì)。處理器可讀介質(zhì)的例子包括但不限于電子電路，半導(dǎo)體存儲(chǔ)器件，ROM,閃存，可擦除ROM(EROM)，軟磁盤，CD-ROM，光盤，硬盤，或其它類似介質(zhì)。在半導(dǎo)體器件的制造過程中使用光刻以及其他光刻技術(shù)?？衫眠@些技術(shù)在半導(dǎo)體晶片上形成光阻劑材料的圖樣，其中這些圖樣定義將被制造、處理或加工的特征、區(qū)域和/或區(qū)域的邊界。例如，光刻可用來定義局域互連，有源半導(dǎo)體區(qū)域，柵極結(jié)構(gòu)，側(cè)壁隔墊，蝕刻掩模，離子注入掩模或者類似結(jié)構(gòu)的布局。在這點(diǎn)上，典型的光刻系統(tǒng)采用輻射源，光學(xué)器件(例如，透鏡，平面鏡，或諸如水等液體)，掩模以及用于晶片執(zhí)行光刻的臺(tái)(stage)。這樣的光刻系統(tǒng)被用來將掩模上提供的圖樣或圖像傳輸?shù)侥繕?biāo)材料或晶片的表面。光阻劑層形成在晶片的預(yù)期目標(biāo)材料上方。該目標(biāo)材料可以是絕緣層，導(dǎo)電層，屏蔽層或任何其他能夠被蝕刻，摻雜，處理，加工或?qū)盈B的任何目標(biāo)材料。例如，該目標(biāo)材料可以但不限于是多晶硅，硅化材料，諸如氮化硅材料等的硬掩模，防反射涂層，或任何其他適用的導(dǎo)體、半導(dǎo)體或絕緣材料。光阻劑層可包括各種光阻劑材料，成分或者適合光刻應(yīng)用的化學(xué)制品。選擇光阻劑層以響應(yīng)于從輻射源發(fā)射的電磁輻射而發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，并對(duì)電磁 輻射具有足夠的透射度以使光阻劑層有效地圖樣化。適用于光阻劑層的材料可包括基體材料或樹脂、感光劑或緩蝕劑和溶劑等材料。光阻劑層可以是以化學(xué)方法放大的正性或負(fù)性基調(diào)(tone)的有機(jī)的光阻劑。光阻劑層也可以是包含硅的光阻劑。例如，光阻劑層可以但不限于是丙烯酸酯基聚合物、脂環(huán)基聚合物或者苯酚基聚合物。在此處描述的多個(gè)實(shí)施例中,光阻劑材料層可使用例如旋涂法(spin coating)沉積等任何適合工藝形成在目標(biāo)材料上或半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)層上。給定的光阻劑層的厚度是根據(jù)特定的光刻工藝來選擇的，例如，真空紫外線(VUV: vacuum ultraviolet)光刻,遠(yuǎn)紫外線(DUV: deep ultraviolet)光刻，和 / 或極遠(yuǎn)紫外線(EUV extreme ultraviolet)光刻(使用，例如，曝光于具有波長為193nm，157nm，126nm或13.4nm的光)。在這點(diǎn)上，特定光阻劑層可具有15-1000nm的厚度范圍，優(yōu)選的厚度范圍是50_500nm。在光刻系統(tǒng)中使用的光學(xué)器件可合適地被配置為聚焦并引導(dǎo)輻射的圖樣(S卩，來自輻射源的輻射，該輻射通過掩模上提供的圖樣或圖像進(jìn)行了修改)到光阻劑層上。在某些實(shí)施例中，該掩模是二元掩模，其包括透明或半透明基底(例如，玻璃或水晶)以及其上的不透明或圖樣化層(其由鉻或氧化鉻形成)。該不透明層提供與將被投影到光阻劑層上的期望的電路圖樣、特征或器件相關(guān)的圖樣或圖像?？蛇x的是，該掩?？梢允撬p相位偏移掩模，交替相位偏移掩模以及其他類型的掩模。許多半導(dǎo)體晶體管制造工藝要求自對(duì)準(zhǔn)(self-aligned)特征，諸如自對(duì)準(zhǔn)接觸面(contact)到柵極特征和/或自對(duì)準(zhǔn)局域互連到柵極特征。采用自對(duì)準(zhǔn)工藝來避免接觸面到柵極的短路以及能讓以小節(jié)點(diǎn)工藝(例如，20nm或更小的工藝)讓通道長度縮放。相對(duì)于采用兩光刻掩模的傳統(tǒng)局域互連圖樣化解決方案，此處描述的技術(shù)和工藝?yán)镁哂凶詫?duì)準(zhǔn)的雙向局域互連圖樣的加工流程，其最終生成的圖樣具有更加緊密的引腳到引腳和引腳到線的間距。利用當(dāng)前的光刻工具(例如，193nm的浸入步進(jìn)器)，具有間距在SOnm以下的器件特征可采用公知的雙圖樣化方法來創(chuàng)建。然而，采用雙圖樣化技術(shù)達(dá)到間距在80nm以下的解決方案對(duì)每一個(gè)單獨(dú)的光刻掩模來說，其被引腳到引腳和引腳到線的間距的需求所限制。如此處所采用的，“引腳到引腳”(tip-to-tip)指的是在兩個(gè)相鄰的特征的尾端或末端之間的距離或長度，其中尾端或末端通常是以同軸方式進(jìn)行定向的(oriented)。此處所用的“引腳到線”指的是一個(gè)特征的尾端或末端到其他特征的側(cè)邊緣之間的距離或長度，其中第一特征的尾端或末端通常垂直指向第二特征的側(cè)邊緣。為了解決與引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)相關(guān)的限制問題，本發(fā)明提供一種三層掩模的方法。該三層掩模的方法利用兩層掩模(用于硬掩模材料的雙圖樣化)并結(jié)合阻擋掩模，該阻擋掩模使得能形成更小的引腳到引腳和引腳到線的間距。例如可采用該三層掩模方法而不需要使用EUV技術(shù)來縮放SRAM位單元以獲得具成本效益的解決方案，因?yàn)槟壳癊UV技術(shù)還沒有完全準(zhǔn)備好以用于半導(dǎo)體器件的大量生產(chǎn)。盡管本發(fā)明描述的技術(shù)可用來創(chuàng)建半導(dǎo)體器件或晶片上的不同特征，區(qū)域，元件，和/或結(jié)構(gòu)，下面表述的示例性的實(shí)施例與SRAM器件的雙向局域互連圖樣的形成相關(guān)。這些示例性的實(shí)施例并不是窮盡的，并且也沒有用于限定或限制本發(fā)明主題的范圍或應(yīng)用。此處提到局域互連圖樣是因?yàn)槭褂脗鹘y(tǒng)的半導(dǎo)體器件制作工藝來對(duì)其進(jìn)行縮放是相對(duì)困難的。圖I是示例性的6T SRAM單元100的頂視圖和部分透視圖，其顯示了雙向局域互連的布局。盡管此處所述的是6T單元，相關(guān)的技術(shù)和原理也可用在其他SRAM單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，例如，4T，8T，10T等等。圖I以簡單和透視的方式描述了 SRAM單元100的特征，該方式最好地說明了此處采用的構(gòu)思。此外，SRAM單元100的特定布局僅是示例性的，所述的布局并不用于限定或限制本發(fā)明主題的范圍。SRAM單元100的實(shí)施例包括4個(gè)有源半導(dǎo)體區(qū)域102和4個(gè)協(xié)同工作的柵極(gate)結(jié)構(gòu)104以形成6個(gè)晶體管器件。盡管從圖I的透視圖中看來不是很明顯，但眾所周知，柵極結(jié)構(gòu)104是形成在有源半導(dǎo)體區(qū)域102之上的。柵極結(jié)構(gòu)104被認(rèn)為是非雙向的，因此柵極結(jié)構(gòu)通常都定位在同一方向上(在圖I中 是垂直的)。SRAM單元100也包括多個(gè)局域互連,其是由諸如鶴材料或者任何其他合適的金屬材料等導(dǎo)電材料形成的。該特定的實(shí)施例包括耦接到柵極結(jié)構(gòu)104a的局域互連106 ;耦接到有源半導(dǎo)體區(qū)域102a的兩個(gè)局域互連108/110 ;耦接到柵極結(jié)構(gòu)104c、有源半導(dǎo)體區(qū)域102b以及有源半導(dǎo)體區(qū)域102a的雙向局域互連112 ;耦接到有源半導(dǎo)體區(qū)域102b的局域互連114 ;耦接到有源半導(dǎo)體區(qū)域102c的局域互連116 ;耦接到柵極結(jié)構(gòu)104b、有源半導(dǎo)體區(qū)域102c以及有源半導(dǎo)體區(qū)域102d的雙向局域互連118 ;耦接到有源半導(dǎo)體區(qū)域102d的兩個(gè)局域互連120/122 ;以及耦接到柵極結(jié)構(gòu)104d的局域互連124。盡管從圖I的透視圖中沒有明確的表示出來，但是局域互連是形成在有源半導(dǎo)體區(qū)域102，柵極結(jié)構(gòu)104和/或半導(dǎo)體襯底的其他區(qū)域之上的(圖I中，其他這些區(qū)域缺少可識(shí)別的器件特征)。局域互連112和118被認(rèn)為是雙向的，因?yàn)槊恳粋€(gè)互連通常指向兩個(gè)不同的方向(圖I中的水平和垂直方向)。上述特定電子耦合以及SRAM單元100的布局滿足對(duì)6T SRAM單元操作的公知原理和要求，而對(duì)SRAM單元100的操作在此處就不再贅述。實(shí)際上，在單一的半導(dǎo)體襯底上可多次制造單一的SRAM單元以提供大存儲(chǔ)器容量。例如，在單獨(dú)的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)上多次復(fù)制SRAM單元100以形成SRAM單元陣列。在這一點(diǎn)上，圖2是3*2SRAM單元陣列150的頂視圖和部分透視圖，該陣列是基于SRAM單元100的。SRAM單元陣列150包括具有如圖I所示的相同布局的三個(gè)SRAM單元100a，以及具有如圖I所示的布局的鏡像布局的三個(gè)SRAM單元100b。其使得SRAM單元陣列150中的相鄰單元能共享某些特征或者元件。例如，相鄰單元可共享某些有源半導(dǎo)體區(qū)域和/或某些局域互連。一個(gè)實(shí)際的SRAM器件可能使用具有數(shù)百萬的單元的陣列，并且制造商設(shè)法減少SRAM器件的實(shí)際尺寸。某些設(shè)計(jì)規(guī)則(其基于實(shí)際制造的容許偏差和限制)限制了一些特征可以向下縮放的數(shù)量。例如，設(shè)計(jì)規(guī)則指示在相鄰掩模特征之間最小的引腳到引腳和引腳到線間距以避免特征的短路或合并在一起(其可以由光刻工具的實(shí)際限制所導(dǎo)致)。相應(yīng)地，如果提出的布局包括潛在的設(shè)計(jì)規(guī)則違反(例如，引腳到引腳或引腳到線的違規(guī))，那么制造SRAM器件的該布局則是不實(shí)用或不現(xiàn)實(shí)的。在這一點(diǎn)上，圖2標(biāo)識(shí)了多個(gè)潛在的引腳到引腳的違規(guī)152，其與SRAM單元陣列150的單光刻掩模相關(guān)。圖2中的圓形區(qū)域?qū)?yīng)于這些引腳到引腳的違規(guī)。在圖2中，所有的引腳到引腳的違規(guī)與水平方向的局域互連特征相關(guān)。對(duì)這個(gè)實(shí)施例來說，盡管此處所描述的方法也可用來解決引腳到線的違規(guī)以及解決任何引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)的組合，但SRAM單元陣列150未包括引腳到線的違規(guī)。
圖3是另一個(gè)3*2SRAM單元陣列160的頂視圖和部分透視圖，該陣列是基于變換的SRAM單元布局的。SRAM單元陣列160包括SRAM單元162的6個(gè)重復(fù)物(包括三個(gè)鏡像圖像版本)。SRAM單元陣列160的整體布局通常與圖2中的SRAM單元陣列150的布局相類似。然而，與SRAM單元陣列150不同的是，SRAM單元陣列160包括潛在的垂直方向的引腳到引腳的違規(guī)。因此，除了一些垂直的引腳到引腳的違規(guī)166之外，圖3還描述了多個(gè)水平的引腳到引腳的違規(guī)164。值得注意的是，水平的引腳到引腳的違規(guī)164與一個(gè)光刻掩模相關(guān)，同時(shí)垂直的引腳到引腳的違規(guī)與另一個(gè)光刻掩模相關(guān)。這一方面將在后面詳細(xì)描述。由于設(shè)計(jì)規(guī)則違反的存在，使用傳統(tǒng)的工藝制造SRAM單元陣列150和SRAM單元陣列160而不出現(xiàn)相鄰的局域互連特征短路的情況是不可能的。下面描述的掩模的生成和半導(dǎo)體制造工藝和技術(shù)，通過在多圖樣化光刻過程中消除掩模中潛在的引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)，解決了這個(gè)問題并促進(jìn)了具有亞80納米精度的半導(dǎo)體器件(諸如SRAM器件)的制造。此處提到的示例性的多掩模解決方案在半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)上的多圖樣化工藝中使用至少兩個(gè)掩模。硬掩模和其后的阻擋掩模的創(chuàng)建使得引腳到引腳和引腳到線的間距能更靠近，卻不會(huì)導(dǎo)致在任意的光刻掩模中的設(shè)計(jì)規(guī)則的違反。在這點(diǎn)上，圖4是表示掩模生成工藝200的示例性實(shí)施例的流程圖，執(zhí)行該工藝以生成在半導(dǎo)體制造過程中使用的光刻掩模組。該工藝200表示了為具有減少的設(shè)計(jì)規(guī)則違反(相對(duì)于傳統(tǒng)的方法而言)的半導(dǎo)體器件特征創(chuàng)建光刻掩模的示例性方法。結(jié)合工藝200執(zhí)行的多個(gè)任務(wù)可通過軟件、硬件、固件或者這些器件的任何組合來執(zhí)行。實(shí)際上，工藝200的部分可通過一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)設(shè)備、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或處理硬件來執(zhí)行，該處理硬件適于執(zhí)行具有計(jì)算機(jī)可讀和/或處理器可執(zhí)行指令的合適的軟件程序，其中當(dāng)指令被執(zhí)行時(shí)，使得主機(jī)器件或處理器來執(zhí)行上述描述的任務(wù)。例如，工藝200可合并或集成到適用于半導(dǎo)體器件的設(shè)計(jì)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用程序、適用于半導(dǎo)體器件設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)規(guī)則檢測應(yīng)用程序或者類似的程序中。值得注意的是，工藝200可包括任意數(shù)量的附加的或替代的任務(wù)，圖4中所示的任務(wù)不需要以圖示的順序來執(zhí)行，并且工藝200也可被合并到一個(gè)此處未詳細(xì)描述的具有附加功能的更詳盡的工藝或過程中去。更進(jìn)一步地，工藝200的實(shí)施例可忽略一個(gè)或多個(gè)圖4中的任務(wù)(只要整體的功能被保留)。工藝200通過獲得、創(chuàng)建或提供期望的整體掩模圖樣的初始設(shè)計(jì)(任務(wù)202)來開始。在特定的CAD部署中，任務(wù)202可提供表示期望的掩模圖樣的初始數(shù)據(jù)，其中初始數(shù)據(jù)表明由整體掩模圖樣定義的布局，尺寸，排列，方向，和特征的相對(duì)位置(使用任何適合的參考或坐標(biāo)系統(tǒng)，這很好理解)。這個(gè)示例涉及到(contemplate)圖2所示的SRAM單元陣列150的局域互連的生成。相應(yīng)地，任務(wù)202可提供，獲取，或存儲(chǔ)表示SRAM單元100 (圖I)的期望的局域互連布局的數(shù)據(jù)和/或指示SRAM單元陣列150的互連布局的數(shù)據(jù)(圖2)。
假定工藝200的實(shí)施例使用多曝光/圖樣工藝來生成整體的掩模圖樣(例如，光刻-光刻-蝕刻(LLE:litho-litho-etch)工藝，光刻-蝕刻-光刻-蝕亥lJ(LELE:litho-etch-litho-etch)工藝，光刻-凍結(jié)-光刻-蝕刻(LFLE: litho-freeze-litho-etch)工藝，或者其他類似工藝)。在某些實(shí)際的實(shí)施例中，因?yàn)長ELE是比較健壯且公認(rèn)的工藝，因此工藝200采用該LELE工藝。相應(yīng)地，整體掩模圖樣被分解為多個(gè)不同的部分掩模圖樣(任務(wù)204)。在實(shí)際操作中，任務(wù)204以合適的方式來處理或分析初始數(shù)據(jù)從而來執(zhí)行上述分解，其中初始數(shù)據(jù)表示整體掩模圖樣。盡管可以生成任意數(shù)量的部分掩模圖樣，但本實(shí)施例將總體掩模圖樣分解為第一部分掩模圖樣和第二部分掩模圖樣。工藝200在現(xiàn)有的或傳統(tǒng)的分解技術(shù)，軟件應(yīng)用程序以及工藝中維持平衡。相應(yīng)地，任務(wù)204使用的特定分解技術(shù)在此處不再贅述。在圖5和圖6中描述了任務(wù)204生成的不例性部分掩模圖樣,其中圖5是第一部分掩模圖樣300的頂視圖，圖6是第二部分掩模圖樣302的頂視圖。第一部分掩模圖樣300定義了位于獨(dú)立的SRAM單兀邊界的短的垂直方向的局域互連。在第一部分掩模圖樣300中的掩模特征301在圖2所示的SRAM單元陣列150中也可找到。第二部分掩模圖樣302包括掩模特征304，其定義了位于獨(dú)立的SRAM單元邊界的水平方向的局域互連。第二部分掩模圖樣302還包括掩模特征306，其定義了位于獨(dú)立的SRAM單元邊界內(nèi)的雙向方向的局域互連。在圖2所示的SRAM單元陣列150中也可找到掩模特征304/306。由于形成在半導(dǎo)體襯底上的光阻劑材料的最終圖樣包括對(duì)應(yīng)于掩模特征301/304/306大致輪廓的間距或孔洞，因此上述兩個(gè)掩模圖樣的特征是“負(fù)性的”。換句話說，圖5和圖6中所示的掩模特征301/304/306將缺少光阻劑材料。然后工藝200繼續(xù)進(jìn)行，即通過分析部分掩模圖樣來識(shí)別在部分掩模圖樣中的某些設(shè)計(jì)規(guī)則違反(任務(wù)206)。對(duì)當(dāng)前生成193nm的漸進(jìn)浸入工具來說，小于約90_112nm的引腳到引腳或引腳到線間距都被認(rèn)為是設(shè)計(jì)規(guī)則違反。實(shí)際上，任務(wù)206與合適的設(shè)計(jì)規(guī)則檢查(DRC)過程相關(guān)，其確定在部分掩模圖樣中引腳到引腳和/或引腳到線的違規(guī)的存在。因此，任務(wù)206可通過相應(yīng)的處理硬件來執(zhí)行，該硬件分析通過使用合適的DRC應(yīng)用、程序或算法表示部分掩模圖樣的數(shù)據(jù)。假定本實(shí)施例第一部分掩模圖樣300中沒有引腳到引腳或引腳到線的違規(guī)。另一方面，假定本實(shí)施例中的任務(wù)206在第二部分掩模圖樣302中識(shí)別到一些引腳到引腳的違規(guī)(在第二部分掩模圖樣302中不存在引腳到線的違規(guī))。在圖6中，所識(shí)別到的違規(guī)308以雙向箭頭來表示。圖6也描述了使用箭頭和橢圓形來表示的一些識(shí)別到的違規(guī)310 ;這些識(shí)別到的違規(guī)310被定位在陣列的外邊界，并且預(yù)期將會(huì)有出現(xiàn)在相鄰單元中的實(shí)際違規(guī)。應(yīng)該理解的是，基于整體掩模圖樣的特定布局以及基于任務(wù)204將整體掩模圖樣分解成它的部分掩模圖樣的方式，工藝200可僅在一個(gè)部分掩模圖樣中，在所有的部分掩模圖樣中，或者在一些而不是所有的部分掩模圖樣中發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)規(guī)則違反。在某些實(shí)施例中，任務(wù)206可利用與用于整體掩模圖樣的例如相同的參數(shù)、坐標(biāo)或測量系統(tǒng)確定識(shí)別到的違規(guī)的尺寸、位置、方位和/或布局。然后上述信息可用來產(chǎn)生或生成光刻阻擋掩模圖樣(任務(wù)208)。在這點(diǎn)上，阻擋掩模圖樣具有這樣的特征，這些特征是從識(shí)別到的違規(guī)的尺寸中產(chǎn)生、獲得的或者被這些尺寸所影響的。實(shí)際上，任務(wù)208可由適當(dāng)?shù)奶幚碛布韴?zhí)行，該處理硬件根據(jù)識(shí)別到的違規(guī)來產(chǎn)生阻擋掩模數(shù)據(jù)。如下更詳細(xì)描述的，在半導(dǎo)體器件的制造過程中，阻擋掩模圖樣選擇性地阻擋半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)上的特征的形成。圖7是在任務(wù)208的執(zhí)行過程中可能生成的示例性阻擋掩模圖樣320的頂視圖。值得注意的是，任務(wù)208可生成對(duì)應(yīng)于希望陣列(如圖7所示)的阻擋掩模圖樣，或者可生成僅對(duì)應(yīng)于一個(gè)單元的阻擋掩模圖樣。阻擋掩模圖樣320包括與識(shí)別到的設(shè)計(jì)規(guī)則違反相對(duì)應(yīng)的掩模特征322 (參見圖6)。與圖5和圖6中的掩模特征301/304/306相比較，在阻擋掩模圖樣320上的掩模特征 322是“正性的”，因?yàn)樾纬稍诎雽?dǎo)體襯底上的光刻材料的最終圖樣與掩模特征322相對(duì)應(yīng)。換句話說，掩模特征322出現(xiàn)在哪里，光阻劑材料就會(huì)保留在哪里。每個(gè)掩模特征322的位置和寬度是基于其各自的設(shè)計(jì)規(guī)則違反的位置和寬度的。實(shí)際上，掩模特征322的尺寸可與識(shí)別到的設(shè)計(jì)規(guī)則違反的對(duì)應(yīng)尺寸相等?？蛇x的是，如果需要矯正工藝偏差和/或制造工具的特征，掩模特征322可以被縮放，這樣的話，掩模特征322的尺寸與所識(shí)別到的設(shè)計(jì)規(guī)則違反的對(duì)應(yīng)的尺寸則不相等。例如，可能需要使掩模特征322比其配對(duì)的違反稍微大一些丨小一些(實(shí)際上，掩模特征322典型地被放大，即比配對(duì)違反的尺寸稍微大一些)。進(jìn)一步地，當(dāng)考慮引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)時(shí)，識(shí)別到的違規(guī)會(huì)通常確定一個(gè)尺寸，即，在兩個(gè)相鄰引腳間的距離或引腳到線之間的距離。然而，阻擋掩模圖樣320包括以兩種尺寸定義的掩模特征322。對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，掩模特征322的水平尺寸對(duì)應(yīng)于識(shí)別到的違規(guī)的尺寸。任務(wù)208也計(jì)算掩模特征322的垂直尺寸以避免對(duì)在部分掩模圖樣上找到的掩模特征的不期望的干擾，其原因在下面的描述中會(huì)變得很明顯。在某些實(shí)施例中，在任務(wù)208執(zhí)行中生成的阻擋掩模服從于DRC過程(任務(wù)210)以檢查該阻擋掩模自身中設(shè)計(jì)規(guī)則的違反。因此，任務(wù)210可通過相應(yīng)的處理硬件來執(zhí)行，該處理硬件使用適當(dāng)?shù)牡腄RC應(yīng)用，程序或算法來分析阻擋掩模數(shù)據(jù)，以識(shí)別在該阻擋掩模中的任何引腳到引腳和/或引腳到線的違規(guī)。如果阻擋掩模包括引腳到引腳或引腳到線的違規(guī)(查詢?nèi)蝿?wù)212)，那么工藝200則退出，啟動(dòng)整體掩模圖樣的重新設(shè)計(jì)，試圖以不同的方式分解整體掩模圖樣或采取其他適合的操作。此外，盡管此處未詳細(xì)描述，但是利用上面提到的工藝和方法創(chuàng)建或使用多個(gè)阻擋掩模圖樣可能是期望的或必須的。例如，如果單阻擋掩模圖樣不能在沒有違規(guī)的情況下創(chuàng)建的話，則可能需要使用多阻擋掩模圖樣。如果阻擋掩模上的DRC未使用并且該阻擋掩模不存在設(shè)計(jì)規(guī)則違反，那么根據(jù)阻擋掩模圖樣和/或識(shí)別到的違規(guī)來修改至少一個(gè)部分掩模圖樣(任務(wù)214)從而繼續(xù)執(zhí)行工藝200。當(dāng)執(zhí)行該工藝時(shí)，任務(wù)214將根據(jù)期望的掩模圖樣來修改初始數(shù)據(jù)(例如，圖6中所示的第二部分掩模圖樣302)以獲得表示修改過的掩模圖樣的更新數(shù)據(jù)。執(zhí)行任務(wù)214，這樣的話，修改的掩模圖樣不存在諸如引腳到引腳或和引腳到線的違規(guī)等設(shè)計(jì)規(guī)則違反。因此，在任務(wù)214的執(zhí)行過程中執(zhí)行的修改會(huì)受阻擋掩模圖樣中識(shí)別到的違規(guī)的尺寸和/或特征的尺寸影響?；谡w掩模圖樣的特定布局以及基于在任務(wù)204中將整體掩模圖像分解為部分掩模圖樣的方式，工藝200可修改僅一個(gè)部分掩模圖樣，所有的部分掩模圖樣，或一些但不是全部的部分掩模圖樣。此處描述的簡單實(shí)施例假定第一部分掩模圖樣300 (圖2)保持未修改同時(shí)只有第二部分掩模圖樣302 (圖3)被修改。在這點(diǎn)上，圖8是第二部分掩模圖樣302的修改版本的頂視圖。該修改的掩模圖樣340的示例性實(shí)施例包括第二部分掩模圖樣302和其他掩膜特征的所有掩模特征，其他掩膜特征“填滿” 了對(duì)應(yīng)于識(shí)別到的違規(guī)308/310的間距或縫隙。相應(yīng)地，第二部分掩模圖樣302的初始數(shù)據(jù)被修改，這樣的話，該更新的數(shù)據(jù)表示第二部分掩模圖樣302的合并或混合的版本，該版本已經(jīng)定義了代替識(shí)別到的違規(guī)308/310的特征。換句話說，通過用定義的特征來取代識(shí)別到的違規(guī)308/310，初始的第二部分掩模圖樣302可被處理并變換成修改的掩模圖樣340。參考圖8,修改的掩模圖樣340包括三個(gè)合并掩模特征342,每一個(gè)都包括在第二部分掩模圖樣302中找到的兩個(gè)掩模特征304。需要注意的是，每一個(gè)合并的掩模特征304 都是單獨(dú)并連續(xù)的特征，其沒有引腳到引腳或引腳到線的違規(guī)。該修改的掩模圖樣340也包括4個(gè)U型合并掩模特征344，每一個(gè)合并掩模特征344包括在第二部分掩模圖樣302中找到的兩個(gè)掩模特征。需要注意的是，每一個(gè)U型合并掩模特征344是單獨(dú)且連續(xù)的特征，其沒有引腳到引腳或引腳到線的違規(guī)。修改的掩模圖樣340還包括三個(gè)擴(kuò)展的掩模特征346,其中的每一個(gè)都表不位于第二部分掩模圖樣302的邊界的各自的掩模特征304的擴(kuò)展版本。類似地，修改的掩模圖樣340包括四個(gè)擴(kuò)展的L型掩模特征348，每一個(gè)掩模特征348表示位于第二部分掩模圖樣302的鄰近邊界的各自的掩模特征306的擴(kuò)展版本。在修改的掩模圖樣340上的特征是“負(fù)性的”，因?yàn)樾纬稍诎雽?dǎo)體襯底上的光阻劑材料的最終圖樣包括具有對(duì)應(yīng)于掩模特征342/344/346/348的輪廓的間距或孔洞。換句話說，無論在何處出現(xiàn)掩模特征342/344/346/348，該位置都會(huì)缺少光阻劑材料。修改的掩模圖樣340不存在設(shè)計(jì)規(guī)則違反，并且在該掩模圖樣340上的DRC會(huì)返回合格的產(chǎn)品。再次回到圖4，任務(wù)214的執(zhí)行最終生成修改的部分掩模圖樣組，其中位于該組中的每一個(gè)掩模圖樣都沒有引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)。然后工藝200可保存與初始部分掩模圖樣、修改掩模圖樣和阻擋掩模圖樣相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)(任務(wù)216)。然后上述數(shù)據(jù)可為阻擋掩模圖樣和為修改的部分掩模圖樣組來生成/創(chuàng)建光刻掩模。對(duì)于這個(gè)實(shí)施例，將創(chuàng)建三種不同的光刻掩模定義初始第一部分掩模圖樣300的光刻掩膜；定義修改掩模圖樣340的光刻掩模；以及定義阻擋掩模圖樣320的光刻掩模。然后在半導(dǎo)體器件(例如，SRAM器件)的制造過程中利用這些掩模來形成特定的半導(dǎo)體器件特征。在這點(diǎn)上，參考圖9-20在下面描述示例性的制造工藝。圖9-20包括半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的截面視圖和頂視圖，該半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)經(jīng)歷多次曝光/圖樣化制造工藝?？刹捎迷撝圃旃に噥碇圃彀雽?dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件在器件特征和/或很窄的線寬之間具有相當(dāng)接近的公差。為了簡單和一致，該制造工藝?yán)蒙厦嫣岬降娜N光刻掩模，即，第一部分掩模，修改掩模和阻擋掩模，因此，此處描述的不例性制造工藝可用來在SRAM器件結(jié)構(gòu)上創(chuàng)建器件特征。圖9描述了其上已經(jīng)形成目標(biāo)材料的示例性半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)400。在該工藝的這一點(diǎn)上，半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)400包括但不限于半導(dǎo)體材料層402 ;在半導(dǎo)體材料層402上方的第一絕緣材料層404 ;在第一絕緣材料層404上形成的兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)405 ;在第一絕緣材料層404的上方并覆蓋柵極結(jié)構(gòu)405的第二絕緣材料層406 ;以及在第二絕緣材料層上方的硬掩模材料層408。參考圖2，包括在圖9-20的截面視圖對(duì)應(yīng)于鄰近兩個(gè)柵極結(jié)構(gòu)引腳到引腳的局域互連區(qū)域，但是在局域互連的引腳之間沒有有源的半導(dǎo)體區(qū)域。值得注意的是，在不包括柵極結(jié)構(gòu)的區(qū)域，包括有源半導(dǎo)體區(qū)域的區(qū)域等等區(qū)域中，半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)400的截面構(gòu)成是不同的。半導(dǎo)體材料402優(yōu)選的是硅材料，這種硅材料使用在半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)中，例如，相對(duì)地純的硅和混合有諸如鍺、碳等其他元素的硅。替代地，半導(dǎo)體材料402可以是鍺、砷化鎵等。半導(dǎo)體材料402可以是N-型或P-型，但通常是P-型，帶有形成于其中的合適類型的阱。半導(dǎo)體材料402可以作為成塊的半導(dǎo)體襯底提供，或者提供在絕緣體上有硅(SOI)襯底上，絕緣體上有硅(SOI)襯底包括支撐襯底，在支撐襯底上的絕緣層，以及在絕緣層上的硅材料層。對(duì)于本實(shí)施例，第一絕緣材料層404表示半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的淺溝道絕緣體(STI)。 在一些實(shí)施例中，用于第一絕緣材料層404的淺溝道絕緣體(STI)材料是氧化物材料，諸如硅酸乙脂(TEOS)氧化物，高密度等離子體氧化物，或者其他類似的材料。第二絕緣材料層406用來形成溝道，填滿該溝道以創(chuàng)建局域互連的期望圖樣。在該制造工藝的這一點(diǎn)上，第二絕緣材料層406封裝柵極結(jié)構(gòu)405 (其被簡單地描述為阻擋(block)，盡管實(shí)際上每一個(gè)柵極結(jié)構(gòu)405可以是不同材料層的堆棧，這很好理解)?；谠搶?shí)施例，第二絕緣材料層406可包括氧化物材料，諸如，但不限于，TEOS氧化物。值得注意的是，半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)通常包括位于第一絕緣材料層404和第二絕緣材料層406之間的薄接觸面(contact)蝕刻停止層(例如，氮化物層)。在圖9中未標(biāo)識(shí)該薄接觸蝕刻停止層。在典型的實(shí)施例中，第二絕緣材料層406具有大約IOOnm到大約250nm的范圍的厚度，盡管如果需要的話其他厚度也可被利用。硬掩模材料層408被形成在第二絕緣材料層406之上，其中利用了例如適當(dāng)?shù)某练e工藝，該沉積工藝如化學(xué)氣相沉積(CVD :chemical vapor deposition),低壓CVD(LPCVD: low pressure CVD),等離子增強(qiáng) CVD (PECVD:plasma enhanced CVD),大氣壓 CVD(APCVD atmospheric pressure CVD),物理氣相沉積(PVD :physical vapor deposition),原子層沉積(ALD :atomic layer deposition),或其他類似的工藝。在一些實(shí)施例中，防反射涂層(未顯示)可形成在硬掩模材料層408之上。在不同的實(shí)施例中，防反射涂層可包括一個(gè)或多個(gè)有機(jī)底部防反射涂膜(BARC :bottom anti-reflective coating)層，無機(jī)BARC層，以及混合有機(jī)-無機(jī)BARC層。盡管優(yōu)選的實(shí)施例利用了 CVD材料，在不同的實(shí)施例中硬掩模材料408可以是熱生長材料。實(shí)際上，硬掩模材料408是電感材料，諸如，氮化物，優(yōu)選的，氮化娃，并且基于不同的實(shí)施例，硬掩模材料408形成具有大約20nm到500nm的典型厚度，當(dāng)然厚度也可以在該典型厚度范圍之外。硬掩模材料408也可以包括碳化硅，氧摻雜碳化娃，氮摻雜碳化娃，氧摻雜氮化娃，碳摻雜氮化娃，以及氧和碳摻雜氮化娃中的一種或多種。在提供了硬掩模材料層408之后，通過利用合適的光刻掩模，執(zhí)行多個(gè)曝光/圖樣化光刻工藝，繼續(xù)該制造工藝。對(duì)該實(shí)施例而言，對(duì)應(yīng)第一部分掩模圖樣300和修改掩模圖樣340的掩模被用來在半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)400上形成初始光阻劑特征。圖10是在組合特征圖樣已經(jīng)形成在硬掩模材料層408上方的光阻劑材料414之后半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)412的頂視圖，并且圖11是半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)412的從圖10的線11-11看的截面視圖。圖11描繪了形成在光阻劑材料414中的負(fù)性掩模特征416。如圖10所示，該負(fù)性掩模特征416表示與修改的掩模圖樣相關(guān)的合并的水平特征。光阻劑材料414包括多個(gè)形成在其中的負(fù)性掩模特征，如圖10所示。如上所述的原因，光刻步驟導(dǎo)致組合的光阻劑特征圖樣是沒有引腳到引腳和引腳到線設(shè)計(jì)規(guī)則違反的。然后，通過利用組合的光阻劑特征圖樣作為蝕刻掩模來選擇性地蝕刻硬掩模材料層繼續(xù)該制造工藝。圖12描繪了硬掩模材料層408被蝕刻之后的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)420。選擇在此步驟中使用的蝕刻技術(shù)和蝕刻工藝，這樣的話，當(dāng)光阻劑材料414和其下方的第二絕緣材料層406保持完整時(shí)，硬掩模材料層408 (例如，氮化物材料)被選擇性地移除?？墒褂煤线m的化學(xué)和/或物理蝕刻技術(shù)和蝕刻化學(xué)品，包括但不限于基于等離子蝕刻的氟，反應(yīng)離子蝕刻，基于氟的化學(xué)蝕刻，可選的氬和氧。該蝕刻步驟最終生成形成在硬掩模材料層408中的凹線圖樣422。在這一點(diǎn)上，剩余的硬掩模材料408對(duì)應(yīng)于正性的硬掩模圖樣，同時(shí)負(fù)性的凹線圖樣422也被定義在其中。如圖12所示，凹線圖樣422以自對(duì)準(zhǔn)的方式來形成出現(xiàn)在光阻劑材料414中的特征。換句話說，凹線圖樣422可通過組合的光阻劑特征圖樣來定義。相應(yīng)地，凹線圖樣422的頂視圖可具有與圖10中所示的相同的總體外表，并·且至少一些凹線圖樣422會(huì)包括雙向凹線。通過從硬掩模材料408上移除光阻劑材料414，該制造工藝?yán)^續(xù)執(zhí)行，最終生成圖13所示的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)430。在光阻劑材料414移除之后，凹線圖樣422保留在其定義的硬掩模408中。因此，制造過程形成光阻劑特征的阻擋圖樣，其覆蓋在凹線圖樣422的指定區(qū)域上。圖14描述了在光阻劑特征的阻擋圖樣442形成之后半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)440的狀態(tài)。對(duì)這個(gè)實(shí)施例而言，硬掩模蝕刻步驟曝光第二絕緣材料406的一些部分，同時(shí)第二絕緣材料406的其他部分由其他光阻劑材料414來保護(hù)。光阻劑特征的阻擋圖樣442被形成在或位于第二絕緣材料406的一些曝光部分的上方，如圖14所示。光阻劑特征的阻擋圖樣442可通過使用對(duì)應(yīng)于圖7中的阻擋掩模圖樣320的光刻掩模來曝光光阻劑材料層而生成。當(dāng)曝光光阻劑材料被顯影后，剩余的光阻劑材料表示光阻劑特征的阻擋圖樣442。如上提到的原因，光阻劑特征的阻擋圖樣442不存在引腳到引腳和引腳到線的設(shè)計(jì)規(guī)則違反。圖15是光阻劑特征的阻擋圖樣442生成之后的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)440的頂視圖。圖15包括表明圖14透視圖的截面線14-14。值得注意的是，光阻劑特征的阻擋圖樣442包括多個(gè)獨(dú)立的阻擋(block)，每一個(gè)都覆蓋在第二絕緣材料層406上。此外，光阻劑特征的阻擋圖樣442與凹線圖樣422中定義的一個(gè)或多個(gè)凹線交叉。對(duì)圖15中的實(shí)施例來說，該阻擋覆蓋在該類凹線上，并且在與引腳到引腳的違規(guī)尺寸垂直的方向上，這些阻擋延伸超出了凹線的邊界(沒有干擾其他鄰近特征)。利用硬掩模材料408和光阻劑特征的阻擋圖樣442作為蝕刻掩模來選擇地蝕刻第二絕緣材料層406以繼續(xù)該制造工藝。圖16描述了在第二絕緣材料層406已經(jīng)被蝕刻后的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)450。選擇在該步驟中使用的蝕刻工藝和蝕刻化學(xué)品，使得當(dāng)硬掩模材料408、用在光阻劑特征的阻擋圖樣442上的光阻劑材料、柵極結(jié)構(gòu)405以及下方的第一絕緣材料層404保持基本完好時(shí)，第二絕緣材料層406 (即，氧化物)被選擇性地移除。圖16中所示的溝道452被形成，這樣的話這些溝道終止在第一絕緣材料層404或其附近。實(shí)際上，該蝕刻步驟可能會(huì)在第一絕緣材料層404形成一些輕微的凹線，然而，可控制這些凹線使得它們不會(huì)不利地影響整體制造工藝或最終器件的性能。作為一個(gè)實(shí)施例，適合的蝕刻工藝和蝕刻化學(xué)過程，包括但不限于，基于氟的化學(xué)蝕刻。該蝕刻步驟生成形成在第二絕緣材料層406中的溝道圖樣452。如圖16所示，溝道圖樣452以自對(duì)準(zhǔn)的方式由硬掩模408和光阻劑特征442的阻擋圖樣來形成。換句話說，溝道圖樣452是由硬掩模408和光阻劑特征的阻擋圖樣452來定義的。相應(yīng)地，溝道圖樣452的頂視圖與圖15中頂視圖應(yīng)該具有相同的總體外表，并且溝道圖樣452中的至少一個(gè)是雙向的。值得注意的是，光阻劑特征的阻擋圖樣442保護(hù)第二絕緣材料層406，這樣的話不是所有定義在修改掩模圖樣340 (圖8)中的特征實(shí)際上都實(shí)現(xiàn)。此外，由于光阻劑特征的阻擋圖樣442是基于識(shí)別到的違規(guī)(identified violations) 308/310的(圖6)，因此最終的溝道圖樣452與半導(dǎo)體器件最初的整體設(shè)計(jì)掩模圖樣是對(duì)應(yīng)的。如上所述，圖16的截面視圖對(duì)應(yīng)半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)450上不包括下方有源半導(dǎo)體區(qū)域的位置。對(duì)于不包括下方有源半導(dǎo)體區(qū)域的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)450的區(qū)域來說，溝道圖樣 452可擴(kuò)展到襯底的一個(gè)或多個(gè)附加層或區(qū)域(其將定位在截面位置處而不是圖16中所示的位置，例如，對(duì)應(yīng)于圖16頁面中的更里的或更靠外的某一點(diǎn)上)。例如，在半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)450的某個(gè)區(qū)域中，至少形成一個(gè)溝道，使得不會(huì)有柵極結(jié)構(gòu)定位在溝道中。而另一個(gè)實(shí)施例中，在半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)450的某個(gè)特定區(qū)域中，形成至少一個(gè)溝道是必須的，使得這個(gè)溝道可終止在有源晶體管區(qū)域，例如，源區(qū)或漏區(qū)。通過移除光阻劑特征的阻擋圖樣442和硬掩模材料408，該制造工藝?yán)^續(xù)執(zhí)行，并生成圖17中所示的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)460。實(shí)際上，光阻劑特征的阻擋圖樣442的移除是通過，例如，選擇性的濕化學(xué)蝕刻來移除，并且硬掩模材料408的移除可通過，例如，選擇性的離子化或化學(xué)蝕刻來實(shí)現(xiàn)。依賴于所使用的特定材料，使用單一的蝕刻過程來實(shí)現(xiàn)光阻劑特征的阻擋圖樣442和硬掩模材料408的移除也是可能的。通過導(dǎo)電材料來至少部分地填充溝道來繼續(xù)制造過程。在某些實(shí)施例中，溝道完全地被導(dǎo)電材料所填充。實(shí)際上，制造工藝將通常“充滿”溝道，由此導(dǎo)致一些覆蓋材料會(huì)在第一絕緣材料層406的上方。圖18顯示了產(chǎn)生的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)470。如圖18所示，溝道已經(jīng)被導(dǎo)電材料472a所填滿，同時(shí)一些導(dǎo)電材料472b也在第一絕緣材料層406的上方形成。此外，導(dǎo)電材料472a覆在和覆蓋在柵極結(jié)構(gòu)405上(因此，柵極結(jié)構(gòu)405的導(dǎo)電材料元件，例如，硅接觸區(qū)域，將與導(dǎo)電材料472a電性耦合)。在某些實(shí)施例中，導(dǎo)電材料472是例如使用CVD工藝，濺射工藝或類似工藝而沉積的金屬材料(例如，鎢材料，銅材料，或者類似的材料)。在導(dǎo)電材料472被沉積之后，該制造工藝移除導(dǎo)電材料472b的覆蓋部分，其生成圖19中所示的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)480。導(dǎo)電材料472b的覆蓋部分通過，例如，化學(xué)機(jī)械拋光過程來實(shí)現(xiàn)，該過程在第二絕緣材料層406被曝光之后停止。因此，導(dǎo)電材料472a的曝光平面大體上與第二絕緣材料層406的曝光平面基本上是在同一平面。半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)480上的導(dǎo)電材料的最終布局表不了半導(dǎo)體器件的導(dǎo)電局域互連的希望圖樣。圖20是局域互連生成之后的半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)480的頂視圖，其包括導(dǎo)電材料472。圖20包括指明圖19的透視圖的截面線19-19。值得注意的是，局域互連的圖樣包括導(dǎo)電材料472的許多獨(dú)立部分，該些獨(dú)立部分被第二絕緣材料層406所包圍。圖20所示的局域互連的圖樣與圖12所示的SRAM單元陣列150相對(duì)應(yīng)。在半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)480的局域互連生成之后，可執(zhí)行任意數(shù)量的附加加工步驟來完成在襯底上的一個(gè)半導(dǎo)體器件或多個(gè)半導(dǎo)體器件的制造過程。這些后續(xù)的加工步驟在此處就不再贅述。盡管上面的具體實(shí)施方式
介紹了至少一個(gè)示例性實(shí)施方式，然而應(yīng)當(dāng)理解，存在許多的變形。還應(yīng)理解，本文所述的一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施方式不是為了以任何方式限制所要求保護(hù)的主題的范圍、適用性或結(jié)構(gòu)。相反地，上述的具體實(shí)施方式
將為本領(lǐng)域的技術(shù)人員提供實(shí)現(xiàn)所述一個(gè)或多個(gè)所述實(shí)施方式的方便的線路圖。應(yīng)當(dāng)理解的是，在各元素功 能和排列上可以進(jìn)行任何改變而不違背該權(quán)利要求所限定的范圍，包括在提出本專利申請時(shí)已知的等同和可預(yù)見的等同。
權(quán)利要求
1.一種在半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)上制造器件特征的方法，該方法包括 創(chuàng)建在該半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)的目標(biāo)材料之上的第一光阻劑特征圖樣(301)，該第一光阻劑特征圖樣(301)由第一部分光刻掩模(300)定義； 創(chuàng)建在該目標(biāo)材料之上的第二光阻劑特征圖樣(304，306)，該第二光阻劑特征圖樣(304，306)由第二部分光刻掩模(302)定義，該第一光阻劑特征圖樣(301)和該第二光阻劑特征圖樣(304，306) —起形成光阻劑特征的組合圖樣； 將該光阻劑特征的組合圖樣作為蝕刻掩模來選擇性地蝕刻該目標(biāo)材料，并生成形成在該目標(biāo)材料中的凹線圖樣(422);并且 形成第三光阻劑特征圖樣(322)，其覆蓋該凹線圖樣(422)的指定部分。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其中 該目標(biāo)材料被形成在第二材料層之上； 選擇性地蝕刻該目標(biāo)材料以曝光該第二材料的一部分；并且 所述形成步驟在該第二材料的曝光部分形成該第三光阻劑特征圖樣(322)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，進(jìn)一步包括將該目標(biāo)材料和該第三光阻劑特征圖樣(322)作為第二蝕刻掩模選擇性地蝕刻該第二材料，并生成形成在該第二材料中的溝道(452)。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括用導(dǎo)電材料(472)至少部分地填充該溝道(452)。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該溝道(452)中的至少一個(gè)是雙向的。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其中該光阻劑特征的組合圖樣不存在引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)。
7.—種制造半導(dǎo)體器件的方法，該方法包括 提供半導(dǎo)體器件，該半導(dǎo)體器件包括半導(dǎo)體材料層(402)和覆在該半導(dǎo)體材料層(402)之上的絕緣材料層(404)； 在該絕緣材料層(404)之上形成硬掩模材料層(408)； 在該硬掩模材料層(408)之上創(chuàng)建光阻劑特征的組合圖樣，該光阻劑特征的組合圖樣包括利用第一光刻掩模(300)形成的第一光阻劑特征(301)和利用第二光刻掩模(302)形成的第二光阻劑特征(304，306)； 將該光阻劑特征的組合圖樣作為蝕刻圖樣選擇性地蝕刻該硬掩模材料層(408)，生成定義在硬掩模材料(408)中的正性硬掩模圖樣和負(fù)性的凹線圖樣(422);并且 創(chuàng)建在該絕緣材料(404)上方的附加的光阻劑特征的圖樣，該附加的光阻劑特征與定義在該負(fù)性的凹線圖樣(422)中的一個(gè)或多個(gè)凹線相交。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，進(jìn)一步包括將該正性硬掩模圖樣和該附加的光阻劑特征作為第二蝕刻掩模來選擇性地蝕刻該絕緣材料(404)，生成形成在該絕緣材料(404)中的溝道(452)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，進(jìn)一步包括 從該半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)上移除該正性硬掩模；并且 從該半導(dǎo)體器件結(jié)構(gòu)上移除該附加的光阻劑特征。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，進(jìn)一步包括在該溝道(452)中沉積導(dǎo)電材料(472)。
11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中該溝道(452)中的至少一個(gè)是雙向的。
12.如權(quán)利要求7所述的方法，其中該光阻劑特征的組合圖樣中不存在引腳到引腳和引腳到線的違規(guī)。
全文摘要
制造半導(dǎo)體器件(400)的方法，其通過在襯底上形成硬掩膜材料層(408)開始，該襯底上包括半導(dǎo)體材料層(402)和半導(dǎo)體材料層(402)上方的絕緣材料層(404)，這樣的話，硬掩膜材料層(408)則覆在絕緣材料層(404)之上。執(zhí)行多個(gè)曝光光刻工藝來創(chuàng)建在硬掩模材料層(408)上方的光阻劑特征的組合圖樣，并且通過使用光阻劑特征的組合圖樣使凹線圖樣位于硬掩模材料中。繼續(xù)執(zhí)行該方法，通過利用掩模特征的阻擋圖樣(442)來覆蓋凹線圖樣(422)的指定區(qū)域，并且在絕緣材料(404)中形成溝道圖樣(452)，其中溝道圖樣(425)由光阻劑特征的阻擋圖樣(442)和硬掩模材料(408)來定義。隨后，導(dǎo)電材料(472)被沉積在溝道(452)中，并生成半導(dǎo)體器件的導(dǎo)線。
文檔編號(hào)H01L21/033GK102754186SQ201080050771
公開日2012年10月24日 申請日期2010年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者理查德·舒爾茨 申請人:超威半導(dǎo)體公司