TWI434147B - 使用間隔及自我對齊輔助圖案之多重圖案化微影 - Google Patents

使用間隔及自我對齊輔助圖案之多重圖案化微影 Download PDF

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Description

使用間隔及自我對齊輔助圖案之多重圖案化微影
本發明係關於微影裝置及程序，且更特定而言，係關於用於超出微影裝置之解析度極限而印刷圖案同時適應多個臨界尺寸之多重圖案化微影。
微影裝置可用於(例如)積體電路(IC)之製造中。在此情況下，光罩可含有對應於IC之個別層的電路圖案，且可將此圖案成像至已被塗佈有輻射敏感材料(抗蝕劑)層之基板(矽晶圓)上之目標部分(例如，包含一或多個晶粒)上。一般而言，單一晶圓將含有經由投影系統而一次一個地被順次地輻照之鄰近目標部分的整個網路。在一類型之微影投影裝置中，藉由一次性將整個光罩圖案曝光至每一目標部分上來輻照該目標部分；此裝置通常被稱作晶圓步進器。在一替代裝置(通常被稱作步進掃描裝置)中，藉由在給定參考方向(「掃描」方向)上漸進地掃描在投影光束下方之光罩圖案同時平行或反平行於此方向而同步地掃描基板台來輻照每一目標部分。
在使用微影投影裝置之製造程序中，將光罩圖案成像至藉由輻射敏感材料(抗蝕劑)層至少部分地覆蓋之基板上。在此成像步驟之前，基板可經歷各種程序，諸如上底漆、抗蝕劑塗佈及軟烘烤。在曝光之後，基板可經受其他程序，諸如曝光後烘烤(PEB)、顯影、硬烘烤，及經成像特徵之量測/檢測。將此程序陣列用作圖案化一元件(例如，IC)之個別層的基礎。此經圖案化層可接著經歷各種程序，諸如蝕刻、離子植入(摻雜)、金屬化、氧化、化學機械拋光等等，該等程序均意欲完成個別層。若需要若干層，則將必須針對每一新層重複整個程序或其變型。最終，一元件陣列將存在於基板(晶圓)上。接著藉由諸如分割或鋸切之技術而使此等元件彼此分離，據此，可將個別元件安裝於載體上、連接至銷，等等。
為了簡單起見，可在下文中將投影系統稱作「透鏡」；然而，此術語應被廣泛地解釋為涵蓋各種類型之投影系統，包括(例如)折射光學儀器、反射光學儀器，及反射折射系統。輻射系統亦可包括用於引導、塑形或控制投影輻射光束的根據此等設計類型中之任一者進行操作之組件，且下文亦可將此等組件共同地或單獨地稱作「透鏡」。
上文所提及之光微影光罩包含對應於待整合至矽晶圓上之電路組件的幾何圖案。利用CAD(電腦輔助設計)程式來產生用以創建此等光罩之圖案，此程序通常被稱作EDA(電子設計自動化)。大多數CAD程式遵循一預定設計規則集合，以便創建功能光罩。藉由處理及設計限制來設定此等規則。舉例而言，設計規則定義電路元件(諸如閘極、電容器，等等)或互連線之間的空間容許度，以便確保電路元件或線彼此不會以不良方式相互作用。設計規則限制通常被稱作「臨界尺寸」(CD)。可將電路之臨界尺寸定義為線或孔之最小寬度，或兩個線或兩個孔之間的最小空間。因此，CD判定經設計電路之總大小及密度。當然，積體電路製造中之目標中之一者係在晶圓上如實地再生原始電路設計(經由光罩)。
隨著半導體製造程序繼續進展，電路器件之尺寸已不斷地縮減，而每元件的功能器件(諸如電晶體)之量已在數十年內穩固地增加，其遵循通常被稱作「莫耳定律」(Moore's law)之趨勢。在當前技術狀態下，使用被稱作掃描器之光學微影投影系統來製造前邊緣元件之臨界層，光學微影投影系統使用來自深紫外線雷射光源之照明而將光罩影像投影至基板上，從而創建具有充分地低於100奈米(亦即，小於投影光之波長的一半)之尺寸的個別電路特徵。
此程序(其中印刷具有小於光學投影系統之傳統解析度極限之尺寸的特徵)通常被稱作低k 1 微影，其係根據解析度公式CD=k 1 ×λ /NA，其中λ 為所使用之輻射之波長(當前在大多數情況下為248奈米或193奈米)，NA為投影光學儀器之數值孔徑，CD為「臨界尺寸」(通常為所印刷之最小特徵大小)，且k 1 為經驗性解析度因數。一般而言，k 1 愈小，則在晶圓上再生如下圖案變得愈困難：該圖案類似於由電路設計者所規劃之形狀及尺寸，以便達成特定電功能性及效能。為了克服此等困難，將複雜的微調步驟應用於投影系統以及光罩設計。舉例而言，此等步驟包括(但不限於)NA及光學相干設定之最佳化、定製照明方案、相移光罩之使用、光罩佈局中之光學近接校正(OPC)，或通常被定義為「解析度增強技術」(RET)之其他方法。
雙重圖案化微影(DPL)為用以有效地克服微影曝光裝置之解析度極限(特別是當NA之進一步增加不再為可行選項時)之方法中的一者。一般而言，在雙重圖案化微影中，將密集目標圖案(該等目標圖案之個別特徵CD及/或特徵間節距低於微影裝置之解析度極限)分裂成兩個部分(此程序被稱作「著色」)，使得獨立地在每一部分中不存在待在圖案印刷期間克服之解析度相關問題。依序地圖案化該等部分，其使在第一微影中所印刷之特徵與在第二微影中所印刷之特徵相穿插，以再生整個圖案。雙重圖案化微影可採用正型色調(positive tone)或負型色調(negative tone)，如(例如)Lim等人之名為「Positive and negative tone double patterning lithography for 50 nm flash memory」(在Proceedings of SPIE中出版，第6154卷(2006年))的參照案中所論述。然而，目標圖案之各種部分相對於彼此之對齊為現存雙重圖案化微影程序中之挑戰性程序，且通常歸因於對齊誤差而與低良率相關聯。
為了縮減對齊誤差，已在雙重圖案化微影程序流程中使用間隔(spacer)。在一實例中，添加非晶碳間隔，如Jung等人之名為「Patterning with amorphous carbon spacer for expanding the resolution limit of current lithography tool」(在Proceedings of SPIE中出版，第6156卷(2007年))的文章中所描述。間隔輔助雙重圖案化微影方法已用於實現32奈米技術節點之大量製造。儘管如此，疊對控制問題仍為現存間隔輔助雙重圖案化方法中之誤差源(特別是對於臨界元件特徵，諸如多晶矽閘極)。習知間隔輔助正型色調方法可僅印刷自我對齊的具有單一CD之圖案。對於多個CD，需要額外光罩及疊對臨界步驟。習知間隔輔助負型色調方法可印刷不同CD，但在無後續修整方法之額外微調的情況下，自我對齊準確度通常係不可接受的。
需要一種用以圖案化目標圖案之多個部分的更簡單對齊方法，諸如綜合自動自我對齊方法。另外，自我對齊方法應藉由採用適合程序流程來克服或簡化疊對相關問題，該程序流程未必需要區分目標圖案之臨界特徵與非臨界特徵，且因此，避免需要壓合目標圖案之不同部分。
本發明之實施例提供用於間隔輔助多重圖案化微影之方法、電腦程式產品及裝置，該間隔輔助多重圖案化微影用於將一目標圖案佈局之各種已分解部分(被稱作子佈局)自我對齊至一基板上。應注意，儘管在本說明書中所論述之大多數實例中將一目標圖案佈局僅分解成兩個子佈局，但本發明之範疇不受到子佈局之數目限制。因此，術語「雙重圖案化」同樣地涵蓋多重圖案化方法，其中涉及兩個以上子佈局。基於一些預定義設計規則以一自動化方式自原始設計佈局導出自我對齊輔助圖案(SAP)，且將SAP特徵包括於光罩佈局中以用於在一多重圖案化微影程序期間各種子佈局之有效率自我對齊。該方法之實施例固有地適於克服疊對誤差，此係因為無需將該目標圖案佈局之非臨界部分疊對或壓合至該目標圖案佈局之臨界部分上。結果，可在程序流程中固有地適應多個CD，而不陷入疊對問題。
SAP特徵可具有任何形狀(例如，條、線、空間、環、規則或不規則狀多邊形，等等)及大小，且可為連續的(例如，一環)或不連續的(例如，彼此不連接之條)。在一些實施例中，修改不連續SAP特徵以產生一複雜互連式SAP特徵佈局(例如，使線延伸以與一環合併)。
間隔及SAP輔助程序流程可採用一暗場微影或一明場微影，或可採用部分地使用暗場微影且部分地使用亮場微影之一方法。取決於是正使用一正型色調多重圖案化微影或是正使用一負型色調多重圖案化微影而設計/選擇光罩及抗蝕劑。一端對端多重圖案化微影可部分地使用正型色調微影且部分地使用負型色調微影。
藉由參考以下詳細描述及隨附圖式，可更好地理解本發明自身連同另外目標及優點。
現將參看隨附示意性圖式而僅藉由實例來描述本發明之實施例，在該等圖式中，對應元件符號指示對應部分。
現將參看圖式來詳細地描述本發明，該等圖式係作為本發明之說明性實例予以提供，以便使熟習此項技術者能夠實踐本發明。值得注意地，以下諸圖及實例不意謂將本發明之範疇限於單一實施例，而藉由互換所描述或所說明器件中之一些或全部，其他實施例係可能的。此外，在可使用已知組件來部分地或完全地實施本發明之特定器件時，將僅描述理解本發明所必要的此等已知組件之彼等部分，且將省略此等已知組件之其他部分的詳細描述，以便不混淆本發明。對於熟習此項技術者將顯而易見，被描述為以軟體加以實施之實施例不應限於此情形，而可包括以硬體或軟體與硬體之組合加以實施之實施例，且反之亦然(除非本文中另有規定)。在本說明書中，不應認為展示單個組件之實施例係限制性的；相反地，本發明意欲涵蓋包括複數個相同組件之其他實施例，且反之亦然(除非本文中另有明確敍述)。此外，申請人不意欲使本說明書或申請專利範圍中之任何術語均被歸於罕見或特殊意義(除非如此明確地闡述)。另外，本發明涵蓋本文中藉由說明所提及之已知組件的目前及未來已知等效物。
儘管在本文中可特定地參考本發明在IC製造中之使用，但應明確地理解，本發明具有許多其他可能應用。舉例而言，本發明可用於製造整合光學系統、用於磁疇記憶體之導引及偵測圖案、液晶顯示面板、薄膜磁頭，等等。熟習此項技術者應瞭解，在此等替代應用之內容背景中，應將在本文中對術語「比例光罩」、「晶圓」或「晶粒」之任何使用均認為分別藉由更通用之術語「光罩」、「基板」及「目標部分」替換。
用於實施本發明之實例實施例的微影系統中之一般環境
在論述本發明之前，提供關於總設計及成像程序之簡短論述。圖1A說明例示性微影投影系統10。主要組件為：光源12，該光源可為深紫外線準分子雷射源；照明光學儀器，該等照明光學儀器界定部分相干(被表示為均方偏差(sigma))且可包括特定源塑形光學儀器14、16a及16b；光罩或比例光罩18；及投影光學儀器16c，該等投影光學儀器將比例光罩圖案之影像產生至晶圓平面22上。在光瞳平面處之可調整濾光器或孔隙20可限制照射於晶圓平面22上之光束角度的範圍，其中最大可能角度界定投影光學儀器之數值孔徑NA=sin(Θmax )。
在微影系統中，如圖1B所說明，可藉由(例如)分離功能模組來描述此等主要系統組件。參看圖1B，功能模組包括：設計佈局模組26，該設計佈局模組界定目標設計；光罩佈局模組28，該光罩佈局模組界定待用於成像程序中之光罩；光罩模型模組30，該光罩模型模組界定待用於模擬程序期間的光罩佈局之模型；光學模型模組32，該光學模型模組界定微影系統之光學組件的效能；及抗蝕劑模型模組34，該抗蝕劑模型模組界定用於給定程序中之抗蝕劑的效能。如吾人所知，舉例而言，模擬程序之結果在結果模組36中產生預測輪廓及CD。
更具體而言，應注意，在光學模型32中捕獲照明及投影光學儀器之屬性，該光學模型包括(但不限於)NA均方偏差(σ)設定以及任何特定照明源形狀(例如，離軸光源(諸如環形、四極及偶極，等等))。亦可捕獲塗佈於基板上之光阻層的光學屬性(亦即，折射率、膜厚度、傳播及偏振效應)以作為光學模型32之部分。光罩模型30捕獲比例光罩之設計特徵，且亦可包括光罩之詳細物理屬性的表示。最後，抗蝕劑模型34描述發生於抗蝕劑曝光、PEB及顯影期間之化學程序的效應，以便預測(例如)形成於基板晶圓上之抗蝕劑特徵的輪廓。
本發明主要地係關於設計佈局模組26及光罩佈局模組28，如圖1B所示。通常，以標準化數位檔案格式(諸如GDSII或OASIS)提供目標設計。自目標設計導出SAP，且將SAP包括於光罩佈局中。
本發明之實例方法
圖2為根據本發明之一實施例的說明在多重圖案化微影中使用SAP及間隔之方法的例示性流程圖。
圖2中之流程圖200展示根據一實例實施例的藉由將SAP及間隔併入於多重圖案化微影中而將目標圖案轉印至基板上之方法之一些關鍵步驟。
流程圖200始於步驟202，在步驟202中，選擇目標圖案之設計佈局。設計佈局可呈GDS或任何其他標準/定製數位格式。
在步驟204中，將設計佈局分解成至少兩個子佈局。分解之部分被稱作「著色」。可使用一些預定義設計規則進行著色。在一實例中，基於分離具有不同CD之幾何形狀進行著色，亦即，該等子佈局中之一者適應具有第一CD之特徵，且另一子佈局適應具有第二CD之特徵。該等子佈局中之一者經組態以促進產生目標以用於添加間隔層。該子佈局被稱作間隔目標子佈局。間隔目標子佈局經組態以適應作為附加佈局特徵之SAP，使得後續微影光罩佈局包括來自子佈局自身之原始特徵以及SAP特徵。此光罩佈局可被稱作改良型間隔目標子佈局。應注意，改良型間隔目標子佈局可適應具有相同「顏色」或多種「顏色」之選擇性特徵。
在步驟206中，自原始設計佈局導出單個SAP或SAP特徵集合。如將關於7至9進一步詳細地所解釋，可在將幾何布林(Boolean)運算施加至設計佈局中所包括之特徵及屬性的情況下自動產生SAP。儘管此處所展示之實例中未特定地描述，但熟習此項技術者應瞭解，可在一反覆程序中產生最終SAP特徵集合，在該反覆程序中，使用初始SAP特徵集合以微調後續SAP特徵集合，直到產生滿足所有設計規則準則之最終SAP特徵集合為止。總而言之，導出SAP特徵且將SAP特徵包括於第一微影光罩佈局(自「改良型間隔目標子佈局」予以產生，「改良型間隔目標子佈局」包括來自子佈局自身之原始特徵及所導出之SAP特徵)中，如步驟208所示。使用改良型間隔目標子佈局來製造用於第一微影程序之實體光罩。視情況，可在改良型間隔目標子佈局中應用光學近接校正(OPC)。
取決於程序流程，亦可並行地製造被稱作修整光罩之另一實體光罩(如步驟205所示)，且視情況，可將OPC應用於修整光罩圖案。修整光罩之使用係選用的，且可稍後用於程序流程中(在已將間隔目標子佈局之特徵微影地轉印至基板上之後)，以刻劃/微調/完成未被間隔目標子佈局適應之特徵的轉印。
在步驟210中，使用標準光微影及蝕刻/平坦化程序而將包含間隔目標子佈局之改良型間隔目標子佈局的特徵及單個或多個SAP特徵轉印至基板上。稍後關於圖12A、圖12C及圖12D更詳細地解釋此情形。視情況，可在此第一微影/蝕刻程序期間使用硬式光罩。可取決於所採用微影之色調而使用明場或暗場光罩。
在步驟212中，形成間隔。可圍繞經微影轉印之設計佈局特徵及印刷於基板上之SAP特徵的側壁形成間隔。根據特定程序流程之需要及適合性，間隔可包含非晶碳或其他材料。可藉由膜沈積來形成間隔。可能需要某種後處理以平坦化經沈積間隔膜層。可藉由化學機械拋光(CMP)或回蝕進行平坦化。可隨後在程序流程期間移除經沈積間隔中之全部或大部分。因此，將間隔之至少一部分用作犧牲層。圖12E展示緊接於經微影轉印之設計子佈局特徵及SAP的間隔形成物1214(見圖12E)。間隔界定整個目標圖案之周邊邊緣，以及目標圖案中所包括之個別特徵的邊緣。具體而言，藉由間隔來界定在第一微影中未印刷的子佈局之特徵的邊緣。
在步驟214中，藉由在第二微影程序中使用修整光罩(來自步驟205)，接著在所需膜沈積程序、修整程序及間隔移除後程序中使用修整光罩(來自步驟205)，來完成設計子佈局至基板之轉印。熟習此項技術者應瞭解，可以各種標準方式進行步驟214中之第二微影及後程序流程，且使用修整光罩僅僅為此處所論述之一個實例(圖3中展示該實例方法之細節)。可取決於所採用微影之色調而使用明場或暗場光罩。在一實施例中，將明場修整光罩用於線印刷(圖11所示)。在另一實施例中，將暗場修整光罩用於空間/渠溝印刷(圖10所示)。
在步驟216中，在基板上再生整個目標圖案。應理解，若將原始目標佈局分裂成兩個以上子佈局，則將需要重複流程圖200中之步驟中的至少一些，且兩個以上微影步驟將係必要的，且將使用兩個以上光罩。舉例而言，將必須重複步驟214，直到在步驟216中獲得整個目標圖案為止。
圖3中之流程圖300展示一個可能程序流程，其中將流程圖200之步驟214特定地分解成一些關鍵子步驟。在已經將間隔目標子佈局之特徵及SAP特徵轉印至基板上且界定間隔之後，在步驟314A中，執行膜之毯覆沈積(blank deposition)。此經毯覆沈積膜填充在間隔及/或特徵之間的間隙。間隙可自不同於間隔目標子佈局之子佈局界定特徵之位置。歸因於自原始設計佈局所導出之自動產生SAP特徵，後續子佈局之特徵的定位已經與第一子佈局(亦即，間隔目標子佈局)之特徵自我對齊。
在步驟314B中，藉由CMP或回蝕或使用其他平坦化方法來平坦化經毯覆沈積膜。圖12H展示用於空間印刷之此步驟，且圖13C展示用於線印刷之此步驟。
在步驟314C中，使修整光罩對齊於已經轉印之線以及藉由SAP特徵及間隔界定之空間。再次，修整光罩之使用可為選用的，且此步驟對疊對略微敏感，但疊對之臨界性相對地鬆弛，此係因為已經在步驟314A之前的先前步驟(亦即，直到圖2中之流程圖200中之步驟212為止)期間實現個別子佈局之自我對齊。接著，使用對齊修整光罩來執行第二微影。圖12G展示用於空間印刷之此步驟，且圖13B展示用於線印刷之此步驟。
在步驟314D中，使用化學蝕刻程序或其他方法來移除間隔，僅留下包含以自我對齊方式彼此交纏之經轉印子佈局的原始設計佈局特徵。圖12I展示用於空間印刷之此步驟，且圖13D展示用於線印刷之此步驟。
熟習此項技術者應瞭解，圖2至圖3所示之方法僅描繪說明性步驟。在每一實施例中無需包括所有步驟，且適用時，在方法中可包括額外中間/終端步驟。可更改步驟之序列。
習知雙重圖案化微影之最重要問題中之一者為在兩個微影步驟之間的疊對控制。為了如實地再生整個設計佈局，至關重要的是相對於經由第一微影步驟已經轉印於基板上之第一子佈局以最高精確度來定位(「疊對」)後續子佈局。若疊對誤差變得更大，則CD均一性變得更差，從而導致設計佈局之個別特徵(例如，線)及/或在該等特徵之間的空間的錯誤CD。舉例而言，第一子佈局之特徵的線寬可寬於所欲線寬，且後續子佈局之特徵的線寬可窄於所欲線寬。同時地，在特徵之間的間距亦可偏離所欲間距。在本發明之以間隔為基礎之多重圖案化微影中，已經在第一微影步驟期間界定後續子佈局特徵之位置，此係因為在考量後續子佈局之定位的情況下導出SAP。在間隔沈積及蝕刻之後精確地界定後續子佈局中個別特徵之寬度及/或在該等特徵之間的空間之寬度。因此，消除針對疊對控制之需要，且由於自我對齊態樣而將CD均一性自動地達成為建置至多重圖案化微影程序流程中之附帶益處。微影者可選擇將設計佈局分解成多個部分/子佈局，該等部分/子佈局中之每一者具有其自有CD。本發明無需採用任何特殊技術來處理CD均一性問題。因此，本發明特別適於處置具有多個CD之特徵。
使用SAP及間隔所再生之SAP及目標圖案之實例
如[先前技術]及[發明內容]章節中所論述，SAP特徵為自原始設計佈局所導出之自動產生特徵，該等自動產生特徵幫助克服多重圖案化微影中之疊對相關誤差。
圖4示意性地說明與現存雙重圖案化方法相關聯之疊對問題。該方法需要首先圖案化臨界特徵(亦即，密集隔開線402)，且接著將非臨界特徵(例如，襯墊404)壓合至對應線402。可在雙重圖案化期間將額外非臨界對齊條406併入為輔助特徵。在圓形外形408內之區域(其中非臨界襯墊404係對齊於臨界線402)對疊對誤差高度地敏感，此係因為此處未使用自我對齊機構。本發明之優點中的一者在於：程序流程自動地消除針對臨界疊對控制之需要，如上文所論述。取決於後續程序流程(特別是當使用選用的修整光罩時，如上文所論述)，非臨界疊對控制可能為或可能不為必要的，且將在下文予以進一步論述。
圖5A展示在快閃記憶體電路中所見之實例目標圖案佈局500。此佈局500具有密集置放線502及對應襯墊504。在本發明之實施例中，不將線502及襯墊504區分為臨界特徵及非臨界特徵。相反地，將整個佈局500分解成兩種顏色，如圖5B所示。一顏色包含較暗陰影特徵，且另一互補顏色包含較亮陰影特徵。在此實例中，間隔目標子佈局可能具有或可能不具有來自兩種顏色之特徵。如上文所提及，在需要時，可將一佈局分解成兩個以上子佈局。個別子佈局可具有相對於彼此相同或不同之CD。可將具有特定CD之特徵集合分組成單一子佈局或多個子佈局。一般而言，在單一子佈局中之特徵之間的臨界間距高於微影裝置之解析度極限，使得可在一微影曝光中印刷整個子佈局。
圖5C中以放大視圖展示在圖5B中之虛線外形510內之區域，其中以交叉影線展示較亮陰影特徵。在應用幾何布林規則的情況下，藉由識別整個佈局500之周邊邊緣且調整鄰近於第二顏色之特徵的邊緣(如在圓形外形514內所展示)來產生SAP 512。應注意，所導出之SAP可包含單個SAP特徵，其為連續特徵(諸如單一條、環，等等)，或所導出之SAP可包含複數個SAP特徵(諸如多個條、多個環，等等)。複數個SAP特徵可彼此連接，但該等SAP特徵可同樣地為不連續的。
圖6A至圖6H展示使用圖5A之佈局500的根據本發明之一實例的程序流程之各種依序結果(俯視圖)。在此實例中，自設計佈局500產生兩個SAP環：內環612及外環614，外環614係藉由間隙613而與內環612分離。內環612在鄰近於第二顏色之特徵(被展示為空心特徵620，此與實心特徵622形成對比)之邊緣的微調方面更關鍵。第一微影光罩佈局包含改良型間隔目標子佈局，改良型間隔目標子佈局包含原始間隔目標子佈局特徵622及SAP特徵(612及614)。圖6A中使用暗陰影實心特徵來展示光罩佈局之一部分。
圖6B展示實例後OPC明場光罩佈局630，其係藉由應用OPC技術而自圖6A之佈局610予以產生。OPC步驟係選用的，且用於超出藉由本發明之方法達成之解析度改良的進一步解析度改良。
圖6C展示在第一微影之後及在間隔沈積之前的輪廓640。
圖6D展示在間隔沈積及蝕刻之後的圖案。藉由暗特徵650展示間隔膜。
圖6E展示修整光罩之佈局660。
圖6F展示藉由應用OPC技術而自圖6E之佈局660產生的經OPC之暗場修整光罩佈局670。OPC步驟係選用的，且用於進一步解析度改良。
圖6G展示在使用修整光罩之第二微影之後的基板上之圖案。
圖6H展示在修整掉來自第一微影之過量部分之後如何將目標佈局500再生為基板圖案690。
圖7展示根據本發明之一實例實施例的將一目標圖案佈局分解成多個子佈局之另一實例，其中每一子佈局具有一種顏色之特徵。藉由將特徵劃分成兩種顏色來著色目標設計佈局700，且創建子佈局702及704。在第一微影步驟中印刷子佈局702，且在第二微影步驟中印刷子佈局704。可使用子佈局702或704中之任一者以導出用於第一微影光罩之SAP特徵。
圖8A至圖8B展示如何使用幾何布林運算以導出SAP特徵。圖8A展示在無周邊環之情況下的SAP特徵之產生，且圖8B展示在具有周邊環之情況下的周邊SAP特徵之產生。調整目標佈局之總寬度及/或長度以及目標佈局之個別部分之寬度/長度以產生SAP。舉例而言，在圖8A中，自目標佈局700之總寬度/長度產生中間圖案802，且藉由使用布林OR運算來調整子佈局702及704之部分之寬度/長度而產生中間圖案804。接著，自圖案802及804使用布林NOT運算來產生最終SAP圖案806(包含各種SAP特徵808)。
圖8B展示用以創建中間圖案810及812之類似布林運算，但相較於圖8A之寬度/長度調整參數，可能已不同地調諧或按比例調整寬度/長度調整參數。額外布林NOT運算及OR運算創建環814。接著，自圖案810、812及814使用布林NOT運算來產生具有環之最終SAP圖案818(包含各種SAP特徵816)。
圖9展示改良型間隔目標子佈局900之產生，改良型間隔目標子佈局900包括在圖案818中之SAP特徵以及來自第一子佈局702之特徵。延伸線端中之一些以將圖案702之特徵合併至SAP特徵，如在圓形外形902內所展示。
圖10展示自用於空間/渠溝印刷之佈局目標設計700所設計的暗場修整光罩1000。在間隔沈積及毯覆式膜沈積之後(例如，在圖3中之步驟314A之後)，佈局好象是基板上之圖案1002。將修整光罩1000用於第二微影，且在後續修整及間隔移除之後，在基板上再生目標圖案1006。
圖11展示自用於線印刷之佈局目標設計700所設計的暗場修整光罩1100。在間隔沈積及毯覆式膜沈積之後(例如，在圖3中之步驟314A之後)，佈局好象是基板上之圖案1102。將修整光罩1100用於第二微影，且在後續修整及間隔移除之後，在基板上再生目標圖案1106。
在圖10及圖11中，修整光罩1000(或1100)之對齊在一定程度上係疊對敏感的。然而，此疊對不如子佈局之個別特徵之相對對齊一樣關鍵，該等特徵已經在修整光罩被帶入至程序流程中之前的先前程序步驟中自我對齊。
圖12A展示在第一微影之後的實例程序流程之俯視圖，其中印刷來自目標間隔佈局之特徵1202及SAP特徵1210，而在導出SAP時使用以影線圖案予以展示的來自第二子佈局之特徵1204。圖12C中展示沿著橫截面C1的圖12A之側視圖，其中層1206為模仿SAP及用於後續蝕刻之目標間隔子佈局之特徵的硬式光罩層，且層1208為基板層1212之頂部上的下伏介電層。在蝕刻之後，在基板上界定SAP特徵1210及間隔目標子佈局特徵1202，如圖12D所示。圖12B展示在間隔沈積及後處理之後的俯視圖。可對間隔1214進行自我組裝，或微影地圖案化為使其局域化成鄰近於特徵1202及1210(如圖12E之側視圖所示)，從而在當間創建空間/渠溝以藉由膜之後續毯覆沈積予以填充。
圖12F展示在膜1216之毯覆沈積之後的俯視圖。圖12H中以側視圖展示沿著線C1之橫截面圖，其展示填充在間隔1214當間之間隙的膜1216。且最後，將如圖12G之俯視圖所示的暗場修整光罩1218用於第二微影程序，接著用於用以界定空間/渠溝之間隔移除，如圖12I之側視圖所示。
圖13A至圖13D展示為圖12F至圖12I之程序流程之替代例的程序流程。應注意，直到圖12B(及圖12E)之程序流程針對兩個程序流程皆保持相同。
圖13A展示在膜1216之毯覆沈積之後的俯視圖。圖13C中以側視圖展示沿著線C1之橫截面圖，其展示填充在間隔1214當間之間隙的膜1216。且最後，將如圖13B之俯視圖所示的明場修整光罩1318用於第二微影程序，接著用於用以界定自自我對齊子佈局所穿插之線的間隔移除，如圖13D之側視圖所示。
熟習此項技術者應瞭解，可根據所選擇微影之色調來容易地修改圖12及圖13所示之程序流程。
用於實施本發明之實施例之電腦系統的細節
圖14為說明可輔助實施本文中所揭示之SAP導出方法之電腦系統100的方塊圖。電腦系統100包括用於傳達資訊之匯流排102或其他通信機構，及與匯流排102耦接以用於處理資訊之處理器104。電腦系統100亦包括耦接至匯流排102以用於儲存資訊及待藉由處理器104執行之指令的主記憶體106，諸如隨機存取記憶體(RAM)或其他動態儲存元件。主記憶體106亦可用於在執行待藉由處理器104執行之指令期間儲存暫時變數或其他中間資訊。電腦系統100進一步包括耦接至匯流排102以用於儲存用於處理器104之靜態資訊及指令的唯讀記憶體(ROM)108或其他靜態儲存元件。提供儲存元件110(諸如磁碟或光碟)且將其耦接至匯流排102以用於儲存資訊及指令。
電腦系統100可經由匯流排102而耦接至用於向電腦使用者顯示資訊之顯示器112，諸如陰極射線管(CRT)或平板顯示器或觸控面板顯示器。輸入元件114(包括文數字鍵及其他鍵)耦接至匯流排102以用於將資訊及命令選擇傳達至處理器104。另一類型之使用者輸入元件為用於將方向資訊及命令選擇傳達至處理器104且用於控制顯示器112上之游標移動的游標控制件116，諸如滑鼠、軌跡球或游標方向鍵。此輸入元件通常具有在兩個軸線(第一軸線(例如，x )及第二軸線(例如，y ))上之兩個自由度，其允許該元件在一平面中指定位置。亦可將觸控面板(螢幕)顯示器用作輸入元件。
根據本發明之一實施例，可藉由電腦系統100而回應於處理器104執行主記憶體106中所含有之一或多個指令之一或多個序列來執行SAP導出及影像轉印程序之部分。可將此等指令自另一電腦可讀媒體(諸如儲存元件110)讀取至主記憶體106中。主記憶體106中所含有之指令序列之執行使處理器104執行本文中所描述之程序步驟。亦可使用呈多處理配置之一或多個處理器以執行主記憶體106中所含有之指令序列。在替代實施例中，可代替或結合軟體指令而使用硬連線電路以實施本發明。因此，本發明之實施例不限於硬體電路與軟體之任何特定組合。
如本文中所使用之術語「電腦可讀媒體」指代參與將指令提供至處理器104以供執行之任何媒體。此媒體可採取許多形式，包括(但不限於)非揮發性媒體、揮發性媒體及傳輸媒體。非揮發性媒體包括(例如)光碟或磁碟，諸如儲存元件110。揮發性媒體包括動態記憶體，諸如主記憶體106。傳輸媒體包括同軸電纜、銅線及光纖，包括包含匯流排102之導線。傳輸媒體亦可採取聲波或光波之形式，諸如在射頻(RF)及紅外線(IR)資料通信期間所產生之聲波或光波。普通形式之電腦可讀媒體包括(例如)軟碟、可撓性碟、硬碟、磁帶、任何其他磁性媒體、CD-ROM、DVD、任何其他光學媒體、打孔卡、紙帶、具有孔圖案之任何其他實體媒體、RAM、PROM及EPROM、FLASH-EPROM、任何其他記憶體晶片或晶匣、如在下文中所描述之載波，或可供電腦讀取之任何其他媒體。
可在將一或多個指令之一或多個序列攜載至處理器104以供執行時涉及各種形式之電腦可讀媒體。舉例而言，最初可將指令承載於遠端電腦之磁碟上。遠端電腦可將指令載入至其動態記憶體中，且使用數據機經由電話線而發送指令。在電腦系統100本端之數據機可接收電話線上之資料，且使用紅外線傳輸器以將資料轉換成紅外線信號。耦接至匯流排102之紅外線偵測器可接收紅外線信號中所攜載之資料且將資料置放於匯流排102上。匯流排102將資料攜載至主記憶體106，處理器104自主記憶體106擷取及執行指令。藉由主記憶體106接收之指令可視情況在藉由處理器104之執行之前或之後儲存於儲存元件110上。
電腦系統100亦較佳地包括耦接至匯流排102之通信介面118。通信介面118向連接至區域網路122之網路鏈路120提供雙向資料通信耦接。舉例而言，通信介面118可為整合服務數位網路(ISDN)卡或數據機以向對應類型之電話線提供資料通信連接。作為另一實例，通信介面118可為區域網路(LAN)卡以向相容LAN提供資料通信連接。亦可實施無線鏈路。在任何此類實施中，通信介面118發送及接收攜載表示各種類型之資訊之數位資料串流的電信號、電磁信號或光學信號。
網路鏈路120通常經由一或多個網路而向其他資料元件提供資料通信。舉例而言，網路鏈路120可經由區域網路122而向主機電腦124或向藉由網際網路服務提供者(ISP)126操作之資料設備提供連接。ISP 126又經由全球封包資料通信網路(現通常被稱作「網際網路」128)而提供資料通信服務。區域網路122及網際網路128均使用攜載數位資料串流之電信號、電磁信號或光學信號。經由各種網路之信號及在網路鏈路120上且經由通信介面118之信號(該等信號將數位資料攜載至電腦系統100及自電腦系統100攜載數位資料)為輸送資訊的例示性形式之載波。
電腦系統100可經由該(該等)網路、網路鏈路120及通信介面118而發送訊息及接收資料(包括程式碼)。在網際網路實例中，伺服器130可能經由網際網路128、ISP 126、區域網路122及通信介面118而傳輸用於應用程式之經請求程式碼。根據本發明，一種此類經下載應用程式提供(例如)該實施例之SAP導出及置放規則。經接收程式碼可在其被接收時藉由處理器104執行，及/或儲存於儲存元件110或其他非揮發性儲存器中以供稍後執行。以此方式，電腦系統100可獲得以載波之形式的應用程式碼。
實例微影工具
圖15示意性地描繪用於執行本發明之微影影像轉印程序的例示性微影投影裝置。該裝置包含：
-輻射系統Ex、IL，其用於供應投影輻射光束PB。在此特定情況下，該輻射系統亦包含輻射源LA；
-第一物件台(光罩台)MT，其具備用於固持光罩MA(例如，比例光罩)之光罩固持器，且連接至用於相對於項目PL準確地定位該光罩之第一定位構件；
-第二物件台(基板台)WT，其具備用於固持基板W(例如，抗蝕劑塗佈矽晶圓)之基板固持器，且連接至用於相對於項目PL準確地定位該基板之第二定位構件；
-投影系統(「透鏡」)PL(例如，折射、反射或反射折射光學系統)，其用於將光罩MA之經輻照部分成像至基板W之目標部分C(例如，包含一或多個晶粒)上。
如本文中所描繪，裝置為透射類型(亦即，具有透射光罩)。然而，一般而言，其亦可為(例如)反射類型(具有反射光罩)。或者，裝置可將另一類別之圖案化構件用作光罩之使用的替代例；實例包括可程式化鏡面陣列或LCD矩陣。
源LA(例如，水銀燈或準分子雷射)產生輻射光束。此光束係直接或在已橫穿諸如(例如)光束擴展器Ex之調節構件之後被饋入至照明系統(照明器)IL中。照明器IL可包含調整構件AM以用於設定光束中之強度分佈的外部徑向範圍及/或內部徑向範圍(通常分別被稱作σ外部及σ內部)。此外，照明器IL將通常包含各種其他組件，諸如積光器IN及聚光器CO。以此方式，照射於光罩MA上之光束PB在其橫截面中具有所要均一性及強度分佈。
關於圖15應注意，源LA可在微影投影裝置之外殼內(此情形通常為當源LA為(例如)水銀燈時之情況)，但源LA亦可遠離於微影投影裝置，源LA所產生之輻射光束經引導至該裝置中(例如，憑藉適當引導鏡面)；此後者情境通常為當源LA為準分子雷射(例如，基於KrF、ArF或F2 雷射作用)時之情況。本發明涵蓋至少兩種此等情境。
光束PB隨後截取光罩MA，光罩MA被固持於光罩台MT上。在橫穿光罩MA後，光束PB傳遞通過透鏡PL，透鏡PL將光束PB聚焦至基板W之目標部分C上。憑藉第二定位構件(及干涉量測構件IF)，基板台WT可準確地移動，例如，以便使不同目標部分C定位於光束PB之路徑中。類似地，可使用第一定位構件以(例如)在自光罩庫機械地擷取光罩MA之後或在掃描期間相對於光束PB之路徑準確地定位光罩MA。一般而言，將憑藉未在圖15中被明確地描繪之長衝程模組(粗略定位)及短衝程模組(精細定位)來實現物件台MT、WT之移動。然而，在晶圓步進器(相對於步進掃描工具)之情況下，光罩台MT可僅僅連接至短衝程致動器，或可為固定的。
所描繪工具可用於兩種不同模式中：
-在步進模式中，使光罩台MT保持基本上靜止，且將整個光罩影像一次性(亦即，單次「閃光」)投影至目標部分C上。接著，使基板台WT在x及/或y方向上移位，使得可藉由光束PB來輻照不同目標部分C；
-在掃描模式中，適用基本上相同情境，惟在單次「閃光」中不曝光給定目標部分C除外。取而代之，光罩台MT可以速度v 而在給定方向(所謂的「掃描方向」，例如，y方向)上移動，使得導致投影光束PB遍及光罩影像進行掃描；同時，基板台WT係以速度V =Mv 而在相同或相反方向上同時地移動，其中M 為透鏡PL之放大率(通常，M =1/4或1/5)。以此方式，可在不必損害解析度之情況下曝光相對大目標部分C。
本文中所揭示之概念可表示用於成像密集特徵之任何通用成像系統，且可特別用於能夠產生具有愈來愈小之大小之波長的新興成像技術。已經在使用中之新興技術包括能夠藉由使用ArF雷射來產生193奈米之波長且甚至藉由使用氟雷射來產生157奈米之波長的EUV(極紫外線)微影。此外，EUV微影能夠產生在20奈米至5奈米之範圍內的波長，該產生係藉由使用同步加速器，或藉由用高能電子來撞擊材料(固體或電漿)，以便產生在此範圍內之光子。因為大多數材料在此範圍內係吸收性的，所以可藉由具有鉬與矽之多堆疊的反射鏡面來產生照明。多堆疊鏡面具有鉬與矽之40個層對，其中每一層之厚度為四分之一波長。可用X射線微影來產生甚至更小的波長。通常，使用同步加速器以產生X射線波長。因為大多數材料在x射線波長下係吸收性的，所以薄吸收材料片界定特徵將進行印刷(正型抗蝕劑)或不進行印刷(負型抗蝕劑)之處。
雖然本文中所揭示之概念可用於在諸如矽晶圓之基板上之成像，但應理解，所揭示概念可用於任何類型之微影成像系統，例如，用於在不同於矽晶圓之基板上之成像的微影成像系統。
可使用以下條項來進一步描述本發明：
1.一種改良用於將包含複數個特徵之一目標圖案轉印至一基板之一以間隔為基礎之多重圖案化微影程序的方法，該方法包含以下步驟：將該目標圖案之一設計佈局分解成用於該以間隔為基礎之多重圖案化微影程序之複數個子佈局，該多個子佈局中之至少一者為一間隔目標子佈局，該間隔目標子佈局包含經組態成針對在將該間隔目標子佈局圖案化至該基板之後間隔材料之一添加的特徵；導出一自我對齊輔助圖案(SAP)，其中該SAP經組態以界定在不同於該間隔目標子佈局之一子佈局中所包括之一特徵的至少一邊緣；將該SAP添加至該間隔目標子佈局以用於產生一改良型間隔目標子佈局；及經由在一微影光罩中使用該改良型間隔目標子佈局之該以間隔為基礎之多重圖案化微影程序而將該目標圖案轉印至該基板，其中該以間隔為基礎之多重圖案化微影經組態以適應多個臨界尺寸。
2.一種用於使用一微影裝置將一目標圖案轉印於一基板上之方法，該方法包含：
(a)將該目標圖案之一設計佈局分解成至少兩個設計子佈局；
(b)自該設計佈局導出一自我對齊輔助圖案(SAP)；
(c)將該所導出之SAP包括於一改良型設計子佈局中，其中該改良型設計子佈局包括至少一子佈局之特徵及該所導出之SAP；
(d)使用該改良型設計子佈局作為一光罩佈局而產生一光罩；
(e)使用該光罩將一第一子佈局及該所導出之SAP微影地轉印於該基板上；
(f)形成一間隔；及
(g)將一後續子佈局微影地轉印於該基板上，使得該經轉印之後續子佈局與該經轉印之第一子佈局自我對齊。
3.如條項2之方法，其中形成該間隔之該步驟包括：沈積一間隔材料層；及圖案化該間隔材料層。
4.如條項3之方法，其中藉由化學機械拋光或回蝕來平坦化該經沈積間隔材料。
5.如條項2之方法，其中將該目標圖案之該後續子佈局微影地轉印於該基板上之該步驟包括：將一膜層毯覆沈積於該基板上。
6.如條項5之方法，其中藉由化學機械拋光或回蝕來平坦化該經沈積膜層。
7.如條項2之方法，其中該等子佈局不區分臨界特徵與非臨界特徵。
以上描述意欲為說明性而非限制性的。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見，可在不脫離下文所闡明之申請專利範圍之範疇的情況下對所描述之本發明進行修改。
10．．．微影投影系統
12．．．光源
14．．．特定源塑形光學儀器
16a．．．特定源塑形光學儀器
16b．．．特定源塑形光學儀器
16c．．．投影光學儀器
18．．．光罩或比例光罩
20．．．可調整濾光器或孔隙
22．．．晶圓平面
26．．．設計佈局模組
28．．．光罩佈局模組
30．．．光罩模型模組
32．．．光學模型模組
34．．．抗蝕劑模型模組
36．．．結果模組
100．．．電腦系統
102．．．匯流排
104．．．處理器
106．．．主記憶體
108．．．唯讀記憶體(ROM)
110．．．儲存元件
112．．．顯示器
114．．．輸入元件
116．．．游標控制件
118．．．通信介面
120．．．網路鏈路
122．．．區域網路
124．．．主機電腦
126．．．網際網路服務提供者(ISP)
128．．．網際網路
130．．．伺服器
402．．．密集隔開線/臨界線
404．．．襯墊
406．．．非臨界對齊條
408．．．圓形外形
500．．．目標圖案佈局/設計佈局
502．．．密集置放線
504．．．襯墊
510．．．虛線外形
512．．．自我對齊輔助圖案(SAP)
514．．．圓形外形
610．．．佈局
612．．．內環
613．．．間隙
614．．．外環
620．．．空心特徵
622．．．實心特徵/原始間隔目標子佈局特徵
630．．．後OPC明場光罩佈局
640．．．在第一微影之後及在間隔沈積之前的輪廓
650．．．暗特徵
660．．．修整光罩之佈局
670．．．經OPC之暗場修整光罩佈局
690．．．基板圖案
700．．．目標設計佈局/佈局目標設計
702．．．子佈局/圖案
704．．．子佈局
802．．．中間圖案
804．．．中間圖案
806．．．最終SAP圖案
808．．．SAP特徵
810．．．中間圖案
812．．．中間圖案
814．．．環/圖案
816．．．SAP特徵
818．．．最終SAP圖案
900．．．改良型間隔目標子佈局
902．．．圓形外形
1000．．．暗場修整光罩
1002．．．基板上之圖案
1006．．．目標圖案
1100．．．暗場修整光罩
1102．．．基板上之圖案
1106．．．目標圖案
1202．．．來自目標間隔佈局之特徵/間隔目標子佈局特徵
1204．．．來自第二子佈局之特徵
1206．．．層
1208．．．層
1210．．．SAP特徵
1212．．．基板層
1214．．．間隔形成物/間隔
1216．．．膜
1218．．．暗場修整光罩
1318．．．明場修整光罩
C．．．目標部分
C1．．．橫截面/線
CO．．．聚光器
IF．．．干涉量測構件
IL．．．輻射系統/照明系統/照明器
IN．．．積光器
MA．．．光罩
MT．．．第一物件台/光罩台
W．．．基板
WT．．．第二物件台/基板台
圖1A為說明典型微影投影系統的例示性方塊圖。
圖1B為說明微影模擬模型之功能模組的例示性方塊圖。
圖2至圖3展示根據本發明之實施例的說明方法之各種步驟的實例流程圖。
圖4說明與先前技術之方法相關聯之疊對問題的實例。
圖5A至圖5C展示根據本發明之一實例的目標圖案佈局之分解及SAP特徵之導出。
圖6A至圖6H示意性地說明在本發明之實例方法之各種步驟處多重圖案化微影之結果。
圖7展示根據本發明之一實例實施例的將一目標圖案佈局分解成多個子佈局之實例。
圖8A至圖8B說明自圖7之已分解子佈局之周邊SAP導出的兩個不同實例。
圖9說明包括圖8B之周邊SAP及額外SAP特徵之微影光罩佈局產生的完成。
圖10及圖11說明根據本發明之兩個不同實施例的分別為使用修整光罩之空間印刷及線印刷的實例。
圖12A至圖12E描繪根據本發明之一實例方法實施例的用於第一微影步驟及間隔沈積之實例程序流程。
圖12F至圖12I描繪當採用正型光阻程序時在圖12E中之步驟之後的剩餘程序流程。
圖13A至圖13D描繪當採用負型光阻程序時在圖12E中之步驟之後的剩餘程序流程。
圖14為說明可輔助實施本發明之模擬方法之電腦系統的方塊圖。
圖15示意性地描繪適用於本發明之方法的微影投影裝置。
512．．．自我對齊輔助圖案(SAP)
514．．．圓形外形

Claims (15)

  1. 一種電腦實施方法，其用於改良用於將包含複數個特徵(features)之一目標圖案(target pattern)轉印至一基板之一以間隔為基礎(spacer-based)之多重圖案化微影程序，該方法包含以下步驟：利用一電腦，將該目標圖案之一設計佈局分解成用於該以間隔為基礎之多重圖案化微影程序之複數個子佈局，該複數個子佈局中之至少一者為一間隔目標(spacer-target)子佈局，該間隔目標子佈局包含，在將該間隔目標子佈局圖案化至該基板之後，經組態成間隔材料之一添加(addition)的特徵；利用該電腦，導出一自我對齊輔助圖案(self-aligned assist pattern)(SAP)，其中該SAP經組態以界定在不同於該間隔目標子佈局之一子佈局中所包括之一特徵的至少一邊緣；利用該電腦，將該SAP添加至該間隔目標子佈局以用於產生一改良型間隔目標子佈局；及利用該改良型間隔目標子佈局以設計一微影遮罩(mask)，該微影遮罩係用於將該目標圖案經由該以間隔為基礎之多重圖案化微影程序轉印至該基板。
  2. 如請求項1之方法，其中單個SAP特徵或複數個SAP特徵經組態以界定不同於該間隔目標子佈局之該子佈局之一特徵集合。
  3. 如請求項2之方法，其中該單個SAP特徵經組態以自我對 齊一特徵之一邊緣，或其中該複數個SAP特徵經組態以在該以間隔為基礎之多重圖案化微影程序中自我對齊多個圖案。
  4. 如請求項1之方法，其中不同於該間隔目標子佈局之該子佈局之該特徵之該邊緣的一定位(position)相對於該間隔目標子佈局之特徵相對地更關鍵(critical)。
  5. 一種電腦實施方法，其係用於設計一遮罩，該遮罩係用於藉由一微影裝置利用的一微影程序將一目標圖案轉印於一基板上，該方法包含：(a)利用一電腦，將該目標圖案之一設計佈局分解成至少兩個設計子佈局；(b)利用該電腦，自該設計佈局導出一自我對齊輔助圖案(SAP)；(c)利用該電腦，將該所導出之SAP包括於一改良型設計子佈局中，其中該改良型設計子佈局包括至少一子佈局之特徵及該所導出之SAP；及(d)使用該改良型設計子佈局作為一遮罩佈局而產生一遮罩，其中該遮罩係用於該微影程序中，該微影程序包含：在一間隔形成之前，使用該遮罩將一第一子佈局及該所導出之SAP微影地轉印於該基板上；及在該間隔形成之後，將一後續子佈局微影地轉印於該基板上，使得該經轉印之後續子佈局與該經轉印之第一子佈局自我對齊。
  6. 如請求項5之方法，其中以下各項中之一或多者低於該微影裝置之一解析度極限：在該目標圖案中所包括之個別特徵之間的至少一臨界間距；及該目標圖案之一個別特徵的至少一臨界尺寸。
  7. 如請求項5之方法，其中導出該SAP之該步驟包括：識別該目標圖案之該設計佈局的周邊邊緣；及調整鄰近於該等子佈局中之至少一者中所包括之特徵的周邊邊緣。
  8. 如請求項5之方法，其中導出該SAP之該步驟進一步包括：識別該目標圖案之該設計佈局中的一周邊邊緣；及使用幾何布林運算以導出一或多個SAP特徵，其中該一或多個SAP特徵促進該等子佈局之該等特徵的自我對齊。
  9. 如請求項5之方法，其中該間隔形成之步驟包括：沈積一間隔材料層；及圖案化該間隔材料層。
  10. 如請求項5之方法，其中該微影程序方法進一步包括：執行後微影(post-lithography)處理以完成該目標圖案於該基板上之轉印。
  11. 如請求項10之方法，其中該後微影處理包括：移除該間隔之至少一部分。
  12. 如請求項10之方法，其中該後微影處理包括：在將該第一子佈局及該所導出之SAP微影地轉印之 後，微影地修整(trimming)該等特徵及該SAP之過量部分以刻劃(delineate)該所要目標圖案。
  13. 如請求項5之方法，其中基於低於該微影裝置之一解析度極限的一間距或一尺寸來選擇用於微影程序的之一光阻之一色調(tone)。
  14. 如請求項5之方法，其中，因為藉由使用SAP達成之自我對齊，該方法經組態以在該微影程序期間適應(accommodate)多個臨界尺寸。
  15. 一種經記錄有指令之電腦可讀媒體，該等指令在藉由一電腦讀取時使該電腦執行一電腦實施方法，其係用於設計一遮罩，該遮罩係用於藉由一微影裝置利用的一微影程序將一目標圖案轉印於一基板上，該方法包含：(a)利用該電腦，將該目標圖案之一設計佈局分解成至少兩個設計子佈局；(b)利用該電腦，自該設計佈局導出一自我對齊輔助圖案(SAP)；(c)利用該電腦，將該所導出之SAP包括於一改良型設計子佈局中，其中該改良型設計子佈局包括至少一子佈局之特徵及該所導出之SAP；及(d)使用該改良型設計子佈局作為用於一遮罩佈局而產生一遮罩，其中該遮罩係用於該微影程序中，該微影程序包含：在一間隔形成之前，使用該遮罩將一第一子佈局及該所導出之SAP微影地轉印於該基板上；及 在該間隔形成之後，將一後續子佈局微影地轉印於該基板上，使得該經轉印之後續子佈局與該經轉印之第一子佈局自我對齊。
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Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101828492B1 (ko) * 2010-10-13 2018-03-29 삼성전자 주식회사 패턴 형성 방법, 레티클, 및 패턴 형성 프로그램이 기록된 기록 매체
US20130145340A1 (en) * 2011-06-28 2013-06-06 Qiao Li Determination Of Uniform Colorability Of Layout Data For A Double Patterning Manufacturing Process
US8745559B2 (en) * 2011-07-06 2014-06-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Systems and methods for creating frequency-dependent netlist
US8473874B1 (en) 2011-08-22 2013-06-25 Cadence Design Systems, Inc. Method and apparatus for automatically fixing double patterning loop violations
US8516402B1 (en) * 2011-08-22 2013-08-20 Cadence Design Systems, Inc. Method and apparatus for automatically fixing double patterning loop violations
US20130065397A1 (en) * 2011-09-12 2013-03-14 Vigma Nanoelectronics Methods to increase pattern density and release overlay requirement by combining a mask design with special fabrication processes
US20130232456A1 (en) * 2012-03-02 2013-09-05 Globalfoundries Inc. Optical proximity correction methods for masks to be used in multiple patterning processes
US8782571B2 (en) * 2012-03-08 2014-07-15 Globalfoundries Inc. Multiple patterning process for forming trenches or holes using stitched assist features
US8677289B1 (en) * 2012-09-14 2014-03-18 Nanya Technology Corporation Method of generating assistant feature
US8850368B2 (en) * 2013-01-30 2014-09-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Double patterning technology (DPT) layout routing
US8799834B1 (en) * 2013-01-30 2014-08-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited Self-aligned multiple patterning layout design
KR102055206B1 (ko) 2013-07-08 2019-12-12 삼성전자주식회사 레이아웃 분할 방법 및 이를 이용한 반도체 소자 제조 방법
US9710592B2 (en) 2014-05-23 2017-07-18 International Business Machines Corporation Multiple-depth trench interconnect technology at advanced semiconductor nodes
US9454631B2 (en) 2014-05-23 2016-09-27 International Business Machines Corporation Stitch-derived via structures and methods of generating the same
US9564371B2 (en) 2014-10-14 2017-02-07 United Microelectronics Corp. Method for forming semiconductor device
US9477804B2 (en) * 2015-01-20 2016-10-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Integrated circuit design method
US10838309B2 (en) * 2015-02-23 2020-11-17 Asml Netherlands B.V. Device manufacturing method and patterning devices for use in device manufacturing method
TWI585512B (zh) * 2015-03-12 2017-06-01 力晶科技股份有限公司 提升圖案精密度的方法
US10175571B2 (en) 2015-06-19 2019-01-08 Qualcomm Incorporated Hybrid coloring methodology for multi-pattern technology
US10062543B2 (en) * 2015-06-23 2018-08-28 Kla-Tencor Corp. Determining multi-patterning step overlay error
US9911606B2 (en) * 2016-04-28 2018-03-06 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Mandrel spacer patterning in multi-pitch integrated circuit manufacturing
JP6805414B2 (ja) * 2016-11-16 2020-12-23 東京エレクトロン株式会社 サブ解像度基板パターニング方法
CN110140088B (zh) * 2016-12-28 2021-08-31 Asml荷兰有限公司 量测图像与设计之间的模拟辅助的对准
US10192021B1 (en) * 2017-02-21 2019-01-29 Cadence Design Systems, Inc. Generating and inserting metal and metal etch shapes in a layout to correct design rule errors
US10147607B1 (en) 2017-08-24 2018-12-04 Micron Technology, Inc. Semiconductor pitch patterning
US11177160B2 (en) 2020-03-24 2021-11-16 International Business Machines Corporation Double patterned lithography using spacer assisted cuts for patterning steps
US11373880B2 (en) 2020-09-22 2022-06-28 International Business Machines Corporation Creating different width lines and spaces in a metal layer

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004341064A (ja) 2003-05-13 2004-12-02 Sharp Corp 露光用マスクパターンの作成方法および露光用マスクと、それを用いた半導体装置の製造方法
US7588970B2 (en) * 2005-06-10 2009-09-15 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and manufacturing method thereof
US8158333B2 (en) * 2006-04-11 2012-04-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Manufacturing method of semiconductor device
US8852851B2 (en) * 2006-07-10 2014-10-07 Micron Technology, Inc. Pitch reduction technology using alternating spacer depositions during the formation of a semiconductor device and systems including same
JP4700664B2 (ja) * 2006-09-13 2011-06-15 エーエスエムエル マスクツールズ ビー．ブイ． アンカーリングフィーチャを利用したパターンピッチ分割分解を行うための方法
KR100817064B1 (ko) * 2006-10-02 2008-03-27 삼성전자주식회사 미세패턴을 형성하기 위한 마스크 및 그 형성방법
JP2008091720A (ja) * 2006-10-03 2008-04-17 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
KR100780775B1 (ko) 2006-11-24 2007-11-30 주식회사 하이닉스반도체 자기 조립 더미 패턴이 삽입된 회로 레이아웃을 이용한반도체 소자 제조 방법
JP2008233383A (ja) * 2007-03-19 2008-10-02 Toshiba Corp パターン作成方法、パターン作成プログラム、マスクの製造方法、および半導体装置の製造方法
KR100905157B1 (ko) * 2007-09-18 2009-06-29 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 미세 패턴 형성 방법
US20090246706A1 (en) 2008-04-01 2009-10-01 Applied Materials, Inc. Patterning resolution enhancement combining interference lithography and self-aligned double patterning techniques
KR100935734B1 (ko) 2008-07-08 2010-01-08 주식회사 하이닉스반도체 스페이서 패터닝 과정을 이용하여 라인 및 패드들이 혼재된혼합 패턴들을 형성하는 방법
KR101435520B1 (ko) * 2008-08-11 2014-09-01 삼성전자주식회사 반도체 소자 및 반도체 소자의 패턴 형성 방법

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