用于光刻工藝的掩膜及其制成的圖形的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種城垛狀保護(hù)結(jié)構(gòu)或周圍式保護(hù)性掩膜，用以在半導(dǎo)體裝置中形成交錯(cuò)式字線圖形。此設(shè)計(jì)能將相鄰的數(shù)據(jù)線彼此偏移，如此每一數(shù)據(jù)線末端會具有較大面積來設(shè)置接觸插塞。
【專利說明】用于光刻工藝的掩膜及其制成的圖形
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用在半導(dǎo)體工藝中的器件圖形，尤其涉及一種能在內(nèi)存裝置中達(dá)到更好的電接觸效能的特定圖形以及形成這類圖形的光掩膜。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體器件微縮的趨勢，內(nèi)存裝置中字線與位線彼此間的距離越來越靠近。為了制作出具有更小節(jié)距的電路結(jié)構(gòu)，業(yè)界開發(fā)出了雙重圖樣光刻成像技術(shù)(doublepatterning)。內(nèi)存結(jié)構(gòu)中數(shù)據(jù)線需要與其它的集成電路器件產(chǎn)生電接觸，以經(jīng)由接觸插塞或接墊等互連結(jié)構(gòu)來傳遞數(shù)據(jù)信號。
[0003]然而，器件的微縮化會引起一些問題，例如，在內(nèi)存結(jié)構(gòu)中，當(dāng)字線下方的接觸結(jié)構(gòu)與鄰近的接觸結(jié)構(gòu)或字線過于接近時(shí)，很容易會發(fā)生短路問題。再者，接觸結(jié)構(gòu)過小亦會有電性表現(xiàn)上的問題。對此，先前技術(shù)中會借由進(jìn)行多道的工藝步驟來形成特殊的接觸插塞或接墊結(jié)構(gòu)來解決上述的短路問題。這種形成特殊互連結(jié)構(gòu)的作法需要增加多道額外的工序，無疑地增加了內(nèi)存裝置的工藝時(shí)間與成本。
[0004]故此，目前業(yè)界仍亟需一種創(chuàng)新且簡單易行的方法來改善、解決上述接觸結(jié)構(gòu)彼此間的絕緣問題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明提出了一種光刻掩膜，可稱其為一保護(hù)性掩膜或塊掩膜，其具有特定的城垛狀態(tài)樣，適合用在節(jié)距倍化或雙重圖樣光刻成像等工藝中，來形成內(nèi)存裝置(如動態(tài)隨機(jī)存取內(nèi)存DRAM)的字線或是數(shù)據(jù)線。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，其提供了一種用于光刻工藝的保護(hù)性或外圍保護(hù)性掩膜，其特征在于，在光刻與刻蝕工藝中使用具有多個(gè)規(guī)律的凸部與凹部的城垛狀掩膜，其中借由將所述城垛狀掩膜的凸部與凹部設(shè)置在預(yù)先形成的多個(gè)長方形間隙體回路上來將所述間隙體回路圖形化成一內(nèi)存陣列中的字線溝渠。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，其提供了一種用于光刻工藝的掩膜，其特征在于，在光刻與刻蝕工藝中使用具有多個(gè)規(guī)律的凸部與凹部的城垛狀掩膜，其中借由將所述城垛狀掩膜的凸部與凹部分別設(shè)置在預(yù)先形成的多個(gè)長方形間隙體回路的上方間隙體部分以及下方間隙體部分來將所述間隙體回路圖形化成一內(nèi)存陣列中的數(shù)據(jù)線。
[0008]無疑地，本發(fā)明的目的在閱者讀過下文以多種圖示與繪圖來描述的較佳實(shí)施例細(xì)節(jié)說明后將更為顯見。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1?3繪示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例一保護(hù)性或外圍性保護(hù)掩膜使用這類掩膜制作出的圖形的俯視圖；
[0010]圖4繪示出根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例使用一掩膜制作出的一圖形的橫斷面圖；[0011]圖5~7繪示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例使用這類掩膜制作出的圖形的俯視圖；
[0012]圖8繪示出根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例使用一掩膜制作出的一圖形的橫斷面圖；以及
[0013]圖9~11繪示出根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例使用這類掩膜制作出的圖形的俯視圖。
[0014]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0015]10基底154a部分
[0016]20材料疊層154b部分
[0017]28陣列區(qū)154c 部分
[0018]29間隙體圖形155 位線
[0019]29a 凹部157 掩膜
[0020]30溝渠圖形(字線)157a方形部位
[0021]31虛線區(qū)域200 基底
[0022]40氧化層220 疊層
[0023]45接觸結(jié)構(gòu)228 陣列區(qū)
[0024]57保護(hù)性掩膜240 氧化層
[0025]57a 方形部位245 接觸結(jié)構(gòu)
[0026]100、110基底254 間隙體圖形
[0027]120 材料疊層254a部分
[0028]128陣列區(qū)255 位線
[0029]131 虛線區(qū)域257 掩膜
[0030]140 氧化層257a額外部位
[0031]145 接觸結(jié)構(gòu)257b凸起部位
[0032]154間隙體圖形
【具體實(shí)施方式】
[0033]在下文的細(xì)節(jié)描述中，組件符號會標(biāo)示在隨附的圖示中成為其中的一部份，并且以可實(shí)行實(shí)施例的特例描述方式來表示。這類實(shí)施例會說明足夠的細(xì)節(jié)使本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員得以實(shí)施。閱者須了解到本發(fā)明中也可利用其它的實(shí)施例或是在不悖離所述實(shí)施例的前提下作出結(jié)構(gòu)性、邏輯性、及電性上的改變。因此，下文的細(xì)節(jié)描述將不欲被視為是一種限定，反之，其中所包含的實(shí)施例將由隨附的權(quán)利要求來加以界定。
[0034]首先，請參照圖1與圖2，圖1與圖2分別為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例一保護(hù)結(jié)構(gòu)或外圍保護(hù)性掩膜57的俯視圖。首先，提供一具有多種材料疊層20(可包含碳、介電質(zhì)抗反射膜等)的基底10來用于字線圖形的形成中。其后，使用節(jié)距倍化(pitch multiplication)技術(shù)在基底疊層20的最頂層形成間隙體圖形29。所產(chǎn)生的間隙體圖形29呈回路態(tài)樣，其一端靠近陣列區(qū)28的邊緣`。保護(hù)結(jié)構(gòu)或圍繞式保護(hù)性掩膜57從頂面視角來看呈城堡態(tài)樣，文中將稱其為城垛形，如圖中所示，意即保護(hù)結(jié)構(gòu)或周圍式保護(hù)性掩膜57設(shè)計(jì)成具有連續(xù)的方形部位57a規(guī)則地從保護(hù)性掩膜57的一側(cè)凸出，其方形部位57a的寬度設(shè)計(jì)成能讓方形部位設(shè)置在間隙體回路中的凹部29a上或是與其自對準(zhǔn)。保護(hù)性掩膜57設(shè)在間隙體圖形29的陣列區(qū)28邊緣，城堡圖形的保護(hù)性掩膜57的城垛方形部分57a則對應(yīng)地設(shè)在各間隙體圖形29回路上。之后，進(jìn)行一刻蝕工藝在下層的基底中形成所欲形成的交錯(cuò)式溝渠圖形30陣列，如圖2所示。就這樣的交錯(cuò)式溝渠陣列設(shè)計(jì)來看，其相鄰的字線末端會分別交錯(cuò)地位在離陣列邊緣距離較短以及距離較長的位置處，離陣列的另一邊緣則剛好相反。這些溝渠圖形最終將填入材料形成本發(fā)明所欲的字線。這樣的設(shè)計(jì)也代表了其最終所形成的所有埋入線結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上都會具有相同的長度，只是相鄰的字線交錯(cuò)地向陣列左方或右方移位，因而能夠在陣列邊緣處的各線結(jié)構(gòu)的末端之間空出較大的面積，如圖中虛線區(qū)域31所
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[0035]之后，如圖3與圖4所示，在基底10上共形地形成一氧化層40，并借由傳統(tǒng)的單次曝光光刻工藝在較靠近陣列區(qū)28邊緣的線末端處形成一接觸結(jié)構(gòu)45。此即每兩條字線中就有一條字線在陣列區(qū)28邊緣具有一個(gè)接觸結(jié)構(gòu)45，如此每條字線30都會具有一接觸結(jié)構(gòu)45交錯(cuò)地設(shè)置在陣列的不同側(cè)上。以此方式，本發(fā)明將可設(shè)計(jì)出面積較大、又不會容易因與鄰近線結(jié)構(gòu)的接觸結(jié)構(gòu)過于靠近而引起短路的接觸結(jié)構(gòu)45，這樣的設(shè)計(jì)有利于在雙重節(jié)距電路設(shè)計(jì)中降低阻值、增進(jìn)效能、并避免絕緣性問題。
[0036]現(xiàn)在請參照圖5與圖6。圖5與圖6分別為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的城堡態(tài)樣掩膜157結(jié)構(gòu)的俯視圖。首先，提供一具有多種材料疊層120 (可包含碳、介電質(zhì)抗反射膜等)的基底110來用于數(shù)據(jù)線圖形的形成中。其后，使用節(jié)距倍化技術(shù)在材料疊層120的最頂層形成間隙體圖形154。所產(chǎn)生的間隙體圖形154呈回路態(tài)樣，其一端靠近陣列區(qū)128的邊緣處。掩膜157呈城堡態(tài)樣，文中將稱其為城垛形，意即掩膜157設(shè)計(jì)成具有連續(xù)的方形部位157a規(guī)則地從掩膜一端凸出，方形部位157a的寬度設(shè)計(jì)成能讓方形部位設(shè)置在間隙體圖形154上或是與其自對準(zhǔn)。掩膜157設(shè)置在間隙體陣列邊緣，使得城垛部分會對應(yīng)地設(shè)置在間隙體圖形154回路的頂部上。以此設(shè)計(jì)，如圖5所示，整個(gè)間隙體圖形154回路上方的一小部分154a、與陣列區(qū)128邊緣平行的部分154b、以及下方的一大部分154c等部位將不會被掩膜157所覆蓋，其中所裸露出的回路下方部分154c實(shí)質(zhì)上會大于所裸露出的回路上方部分154a。
[0037]如圖6所示，之后進(jìn)行一刻蝕工藝蝕除未被掩膜157所覆蓋的部位，剩余的間隙體圖形154即形成一所欲的交錯(cuò)式位線155圖形，此圖形是根據(jù)先前被掩膜157所覆蓋的間隙體圖形154部位來界定。此即表示相鄰的位線155的末端會分別交錯(cuò)地位在離陣列邊緣距離較短以及距離較長的位置處，離陣列的另一邊緣則剛好相反。這樣的設(shè)計(jì)也代表了所有的線結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上都具有相同的長度，只是相鄰的位線155交錯(cuò)地向陣列區(qū)的左方或右方移位，因而能夠在陣列邊緣處的各線結(jié)構(gòu)的末端之間空出較大的面積，如圖中虛線區(qū)域131所示。
[0038]之后，如圖7與圖8所示，在基底100上形成一氧化層140，并借由傳統(tǒng)的單次曝光光刻工藝在較靠近陣列區(qū)128邊緣的線末端處形成一接觸結(jié)構(gòu)145。此即每兩個(gè)位線155中就有一條位線在陣列區(qū)28邊緣具有一個(gè)接觸結(jié)構(gòu)145，如此每條位線155都會具有一個(gè)接觸結(jié)構(gòu)145交錯(cuò)地設(shè)置在陣列區(qū)的左右不同側(cè)。以此方式，本發(fā)明將可設(shè)計(jì)出面積較大、又不會容易因與鄰近線結(jié)構(gòu)的接觸結(jié)構(gòu)過于靠近而引起短路的接觸結(jié)構(gòu)145，這樣的設(shè)計(jì)有利于在雙重節(jié)距電路設(shè)計(jì)中降低阻值、增進(jìn)效能、并避免絕緣性問題。
[0039]現(xiàn)在請參照圖9與圖10。圖9與圖10分別為根據(jù)本發(fā)明一第三實(shí)施例的城堡態(tài)樣的掩膜257結(jié)構(gòu)的俯視圖。首先,提供一具有多層材料疊層220 (可包含碳、介電質(zhì)抗反射膜等)的基底200來用于數(shù)據(jù)線圖形的形成中。其后，使用節(jié)距倍化技術(shù)在基底的疊層220頂層形成間隙體圖形254。所產(chǎn)生的間隙體圖形254呈回路態(tài)樣，其一端靠近陣列區(qū)228的邊緣處。掩膜257與先前的實(shí)施例類似，呈城堡態(tài)樣，但具有一額外部位257a設(shè)置在凸出部位257b末端上并與其垂直，此額外部位257a與凸出部位257b具有相同的寬度，然長度則稍微小于間隙體圖形254與陣列區(qū)228邊緣平行的部位。掩膜257設(shè)置在間隙體圖形254上，使得城垛狀的掩膜257的凸起部位257b與額外部位257a會對應(yīng)地設(shè)在間隙體圖形254回路的頂部以及間隙壁回路與陣列區(qū)邊緣平行的部位上。以此設(shè)計(jì)，只有回路端的另一邊的下方部分254a不會受到掩膜257所覆蓋。
[0040]如圖10所示，之后進(jìn)行一刻蝕工藝來形成一所欲的交錯(cuò)式位線255圖形，其根據(jù)被掩膜所覆蓋的間隙體圖形254部位來界定。此即表示相鄰的位線255的末端會分別交錯(cuò)地位在離陣列區(qū)228邊緣距離較短以及距離較長的位置處，離陣列區(qū)的另一邊緣則剛好相反，其中延伸至較靠近陣列區(qū)邊緣處的位線255會具有L形的末端。這樣的設(shè)計(jì)也代表了所有的線結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上都具有相同的長度，只是相鄰的位線255交錯(cuò)地向陣列左方或右方移位，因而能在陣列區(qū)邊緣的各線結(jié)構(gòu)末端之間空出較大的面積，并能形成較大的接觸結(jié)構(gòu)245。
[0041]之后,如圖11所不，在基底200上形成一氧化層240,并借由傳統(tǒng)的單次曝光光刻工藝在較靠近陣列區(qū)228邊緣的L形線末端上形成一接觸結(jié)構(gòu)245。此即每兩個(gè)位線中就有一條位線在陣列區(qū)228邊緣具有一個(gè)接觸結(jié)構(gòu)245，如此每條位線255都會具有一接觸結(jié)構(gòu)245交錯(cuò)地設(shè)置在陣列的不同側(cè)上。以此方式，本發(fā)明將可設(shè)計(jì)出面積較大、又不會容易因與鄰近線結(jié)構(gòu)的接觸結(jié)構(gòu)過于靠近而引起短路的接觸結(jié)構(gòu)245，這樣的設(shè)計(jì)有利于在雙重節(jié)距電路設(shè)計(jì)中降低阻值、增進(jìn)效能、并避免絕緣性問題。
[0042]綜上所述，本發(fā)明提出了一種特殊城垛狀掩膜結(jié)構(gòu)來圖形化形成位在內(nèi)存陣列邊緣的高低狀溝渠以及線結(jié)構(gòu)，如此將能夠在裝置的數(shù)據(jù)線與其它部位之間空出較大的面積來設(shè)置接觸結(jié)構(gòu)。也因此可以借由有限的工藝步驟來形成具有較小雙重節(jié)距設(shè)計(jì)的接觸結(jié)構(gòu)，而不會引發(fā)接觸結(jié)構(gòu)之間的短路問題，又能夠確保足夠大的接觸面積來達(dá)成良好的電性表現(xiàn)，因而節(jié)省其制作時(shí)間與成本。
[0043]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于光刻工藝的保護(hù)性或外圍保護(hù)性掩膜，其特征在于，在光刻與刻蝕工藝中使用具有多個(gè)規(guī)律的凸部與凹部的城垛狀掩膜，其中借由將所述城垛狀掩膜的凸部與凹部設(shè)置在預(yù)先形成的多個(gè)長方形間隙體回路上來將所述間隙體回路圖形化成一內(nèi)存陣列中的字線溝渠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光刻工藝的保護(hù)性或外圍保護(hù)性掩膜，其特征在于，每一所述凸部的寬度大于所述間隙體回路的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于光刻工藝的保護(hù)性或外圍保護(hù)性掩膜，其特征在于，另具有相鄰的字線交替地偏移至所述內(nèi)存陣列的一側(cè)與另一側(cè)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于光刻工藝的保護(hù)性或外圍保護(hù)性掩膜，其特征在于，每一所述字線靠近內(nèi)存陣列的一端印制有一接觸結(jié)構(gòu)。
5.一種用于光刻工藝的掩膜，其特征在于，在光刻與刻蝕工藝中使用具有多個(gè)規(guī)律的凸部與凹部的城垛狀掩膜，其中借由將所述城垛狀掩膜的凸部與凹部分別設(shè)置在預(yù)先形成的多個(gè)長方形間隙體回路的上方間隙體部分以及下方間隙體部分來將所述間隙體回路圖形化成一內(nèi)存陣列中的數(shù)據(jù)線。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于光刻工藝的掩膜,其特征在于,每一所述凸部的寬度設(shè)計(jì)成能讓所述凸部設(shè)置在所述間隙體回路上或是與所述間隙體回路自對準(zhǔn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于光刻工藝的掩膜，其特征在于，另具有相鄰的所述數(shù)據(jù)線交替地偏移至所述內(nèi)存陣列的一側(cè)與另一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于光刻工藝的掩膜，其特征在于，每一所述數(shù)據(jù)線靠近所述內(nèi)存陣列的一端印制有一接觸結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于光刻工藝的掩膜，其特征在于，所述凸部呈L形且覆蓋在所述間隙體回路的上方間隙體部分與中間間隙體部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于光刻工藝的掩膜，其中相鄰的所述數(shù)據(jù)線交替地偏移至所述內(nèi)存陣列的一側(cè)與另一側(cè)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于光刻工藝的掩膜，其特征在于，每一所述數(shù)據(jù)線靠近所述內(nèi)存陣列的一端印制有一接觸結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H01L27/108GK103730337SQ201310468644
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月11日
【發(fā)明者】戴維·普拉特, 理查德·豪斯利 申請人:南亞科技股份有限公司