TWI806638B - 先進微影及自聚合裝置 - Google Patents

Abstract

描述包括次10nm節距圖案化之先進微影技術以及從該些技術所得之結構。描述自聚合裝置及其製造方法。

Description

先進微影及自聚合裝置

本發明之實施例係於半導體裝置及處理之領域中，而特別地，係有關次10nm節距圖案化及自聚合裝置。

於過去數十年，積體電路中之特徵的擴縮(scaling)已是不斷成長的半導體工業背後之驅動力。定標至越來越小的特徵致能了半導體晶片之有限表面上的功能性單元之增加的密度。例如，縮小電晶體尺寸容許在晶片上結合增加數目的記憶體或邏輯裝置，導致增加生產能力之產品的製造。然而，對於越來越多的容量之慾望並不是沒有問題的。將各裝置之性能最佳化的需求變得越來越重要。

傳統及目前已知的製造程序中之變化性可能限制將其進一步延伸入次10nm的範圍之可能性。因此，針對未來科技節點所需之功能組件的製造可能需要引入新的方法學或者將新的科技集成於目前製造程序中或取代目前製造程序。

及

描述先進節距圖案化及自聚合裝置，特別是用以產生次10奈米(nm)裝置和結構之先進節距圖案化技術及自聚合裝置製造方法。於下列描述中，提出多項特定細節，諸如特定集成及材料狀態，以提供本發明之實施例的透徹瞭解。熟悉此項技術人士將清楚本發明之實施例可被實行而無這些特定細節。於其他例子中，眾所周知的特徵(諸如積體電路設計佈局)未被詳細地描述，以免非必要地混淆本發明之實施例。再者，應理解其圖形中所示之各個實施例為說明性表示且不一定依比例描繪。

以下詳細說明僅為本質上說明性的且不欲限制請求標的之實施例或此等實施例之應用和使用。如文中所使用，文字「範例」指的是「作用為範圍、例子、或圖示」。文中所描述為範例之任何實施方式不一定被解讀為超越其他實施方式之較佳的或有利的。再者，並無意圖由先前技術領域、背景、簡單摘要或以下詳細說明中所提出之任何明確表達的或暗示性的理論所約束。

本說明書包括對於「一實施例」或「實施例」之參考。術語「於一個實施例中」或「於實施例中」之出現不一定指稱相同的實施例。特定特徵、結構、或特性可被結合以任何符合本發明之適當的方式。

術語。以下段落係提供針對本說明書(包括後附申請專利範圍)中所發現之術語的定義及/或背景：

「包含。」此術語為開放式結尾的。如後附申請專利範圍中所使用，此術語不排除額外的結構或步驟。

「組態成。」各個單元或組件可被描述或請求為「組態成」履行一工作或多數工作。於此等背景下，「組態成」被用以暗示結構，藉由指示其單元/組件係包括其於操作期間履行那些工作之結構。如此一來，單元/組件可被說是組態成履行該工作，即使當指明的單元/組件目前並未操作(例如，不是開啟/現用)時。闡述其單元/電路/組件被「組態成」履行一或更多工作是明確地表示不要引用35 U.S.C. §112(第六段)於該單元/組件。

「第一、」「第二、」等等。如文中所使用，這些術語被使用為在其後方之名詞的標示，且並未暗示任何類型的排序(例如，空間、時間、邏輯，等等)。例如，對於「第一」太陽能電池之參照不一定暗示其此太陽能電池為某一序列中之第一個太陽能電池；取而代之，術語「第一」被用以使此太陽能電池與其他太陽能電池(例如，「第二」太陽能電池)有區別。

「耦合」-以下說明係指稱其被「耦合」在一起的元件或節點或特徵。如文中所使用，除非另有明確地聲明，「耦合」指的是其一元件/節點/特徵被直接地或間接地結合至(或者直接地或間接地通訊與)另一元件/節點/特徵，而不一定是機械地。

此外，某些術語亦可被用於以下描述中以僅供參考之目的，而因此不意欲為限制性的。例如，諸如「較高」、「較低」、「上方」、及「下方」係指稱該參考所應用之圖形中的方向。諸如「前」、「後」、「後方」、「側面」、「向外」、及「向內」等術語係描述參考之恆定(但任意)框內的組件之部分的定向及/或位置，其係藉由參考描述討論中組件之文字及相關圖形而變得清楚明白。此術語可包括以上所明確地提及之字語、其衍生詞、及類似含義的字語。

「禁止」-如文中所使用，禁止被用以描述減少或縮小效果。當組件或特徵被描述為禁止行動、動作、或狀況時，其可完全地防止結果或後果或未來狀態。此外，「禁止」亦可指稱其可能另外地發生之後果、性能、及/或效果的減少或減輕。因此，當組件、元件、或特徵被指稱為禁止結果或狀態時，其無須完全地防止或去除該結果或狀態。

文中所述之實施例可針對前段製程(FEOL)半導體處理及結構。FEOL是積體電路(IC)製造之第一部分，其中個別裝置(例如，電晶體、電容、電阻，等等)被圖案化於半導體基底或層中。FEOL通常涵蓋直到(但不包括)金屬互連層之沈積的所有步驟。接續於最後FEOL操作後，其結果通常為具有隔離電晶體(例如，無任何佈線)之晶圓。

文中所述之實施例可針對後段製程(BEOL)半導體處理及結構。BEOL為IC製造之第二部分，其中個別裝置(例如，電晶體、電容、電阻，等等)係與晶圓上之佈線(例如，金屬化層或多層)互連。BEOL包括接點、絕緣層(電介質)、金屬階、及用於晶片至封裝連接之接合部位。於製造階段之BEOL中，接點(墊)、互連佈線、通孔及電介質結構被形成。針對現代IC製程，於BEOL中可加入多於10個金屬層。以下所述之實施例可應用於FEOL處理及結構、BEOL處理及結構、或FEOL和BEOL處理及結構兩者。特別地，雖然範例處理方案可使用一種FEOL處理情境來闡述，但此等方式亦可應用於BEOL處理。同樣地，雖然範例處理方案可使用一種BEOL處理情境來闡述，但此等方式亦可應用於FEOL處理。

節距分割處理及圖案化方案可被實施以致能文中所述之實施例或可被包括為文中所述之實施例的部分。節距分割圖案化通常係指稱節距減半、節距減為四分之一，等等。節距分割方案可被應用於FEOL處理、BEOL處理、或FEOL(裝置)和BEOL(金屬化)處理兩者。依據文中所述之一或更多實施例，光學微影被首先實施來以預定義的節距列印單向線(例如，嚴格地單向或主要地單向)。節距分割處理被接著實施為一種用以增加線密度之技術。

於一實施例中，針對金屬線、ILD線或硬遮罩線之術語「光柵結構」被用以於文中指稱緊密節距光柵結構。於此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半，如本技術中所已知者。甚至，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，文中所述之光柵狀圖案可具有以實質上恆定節距來分隔並具有實質上恆定寬度之金屬線、ILD線或硬遮罩線。例如，於某些實施例中，節距變化可於百分之十以內而寬度變化可於百分之十以內，以及於某些實施例中，節距變化可於百分之五以內而寬度變化可於百分之五以內。圖案可藉由節距減半或節距減為四分之一(或其他節距分割)方式來製造。於一實施例中，光柵不一定是單一節距。

於第一範例中，節距減半可被實施以使製得的光柵結構之線密度變兩倍。圖1A闡明接續於層間電介質(ILD)層上所形成之硬遮罩材料層的沈積後(但在圖案化前)之開始結構的橫斷面視圖。圖1B闡明接續於藉由節距減半的硬遮罩層之圖案化後的圖1A之結構的橫斷面視圖。

參考圖1A，開始結構100具有硬遮罩材料層104，其係形成於層間電介質(ILD)層102上。圖案化遮罩106被配置於硬遮罩材料層104之上。圖案化遮罩106具有沿著其特徵(線)之側壁所形成的間隔物108，於硬遮罩材料層104上。

參考圖1B，硬遮罩材料層104係以節距減半方式被圖案化。明確地，圖案化遮罩106被首先移除。間隔物108之所得圖案具有遮罩106之密度的兩倍、或者其節距或特徵的一半。間隔物108之圖案係(例如)藉由蝕刻製程而被轉移至硬遮罩材料層104以形成圖案化硬遮罩110，如圖1B中所示。於一此類實施例中，圖案化硬遮罩110被形成以具有單向線之光柵圖案。圖案化硬遮罩110之光柵圖案可為緊密節距光柵結構。例如，緊密節距可能無法直接透過習知的微影技術來達成。甚至，雖然未顯示，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖1B的圖案化硬遮罩110之光柵狀圖案可具有以恆定節距來分隔並具有相互間的恆定寬度之硬遮罩線。所獲得的尺寸可能甚小於已利用之微影技術的關鍵尺寸。

因此，針對前段製程(FEOL)或後段製程(BEOL)(或兩者)集成方案，覆蓋膜可使用微影及蝕刻處理(其可涉及，例如，間隔物為基的雙倍圖案化(SBDP)或節距減半、或間隔物為基的四倍圖案化(SBQP)或節距減為四分之一)而被圖案化。應理解其他的節距分割方式亦可被實施。

例如，圖2闡明在一種涉及六之因數的節距分割之間隔物為基的六倍圖案化(SBSP)處理技術中之橫斷面視圖。參考圖2，於操作(a)，顯示於微影、減薄及蝕刻處理後之犧牲圖案X。於操作(b)，顯示於沈積和蝕刻後之間隔物A及B。於操作(c)，顯示於間隔物A移除後之操作(b)的圖案。於操作(d)，顯示於間隔物C沈積後之操作(c)的圖案。於操作(e)，顯示於間隔物C蝕刻後之操作(d)的圖案。於操作(f)，於犧牲圖案X移除及間隔物B移除後獲得節距/6圖案。

於另一範例中，圖3闡明在一種涉及九之因數的節距分割之間隔物為基的九倍圖案化(SBNP)處理技術中之橫斷面視圖。參考圖3，於操作(a)，顯示於微影、減薄及蝕刻處理後之犧牲圖案X。於操作(b)，顯示於沈積和蝕刻後之間隔物A及B。於操作(c)，顯示於間隔物A移除後之操作(b)的圖案。於操作(d)，顯示於間隔物C及D沈積和蝕刻後之操作(c)的圖案。於操作(e)，於間隔物C移除後獲得節距/9圖案。

於任何情況下，於一實施例中，可藉由習知或最新微影，諸如193nm浸入微影(193i)，以製造具柵格佈局。節距分割可被實施以增加具柵格佈局中之線的密度以n之因數。利用193i微影加上以n之因數的節距分割之具柵格佈局形成可被指定為193i+P/n節距分割。於一此類實施例中，193nm浸入定標可利用成本效益高的節距分割而被延伸於許多世代。

於積體電路裝置之製造中，諸如三閘極電晶體之多閘極電晶體已隨著裝置尺寸持續縮小而變得更普遍。於傳統製程中，三閘極電晶體通常被製造於大塊矽基底或矽絕緣體基底上。於某些例子中，大塊矽基底由於其較低的成本以及與現存高產量大塊矽基底設施的相容性而為較佳的。

然而，多閘極電晶體之縮小不是無後果的。隨著微電子電路之這些基本建立區塊的尺寸減小且隨著既定區域中所製造之基本建立區塊的總數增加，對於用以製造這些建立區塊之半導體製程的限制變得很困擾。

於一實施例中，定向自聚合(DSA)被實施以供硬遮罩區別(例如，形成具有不同蝕刻性質的硬遮罩)。於某些實施例中，有區別的硬遮罩亦可被稱為「有色的」硬遮罩，其中具有相同顏色的硬遮罩具有相同或類似的蝕刻選擇性且其中具有不同顏色的硬遮罩具有不同的蝕刻選擇性。應注意：於實際實行中，術語「顏色」並非指稱硬遮罩材料之實際顏色。硬遮罩區別(或上色)可被用以圖案化或選擇性地移除多數具柵格半導體鰭片之中的半導體鰭片。文中所述之一或更多實施例係有關根據(且得自)已對準的節距減為四分之一(或其他)圖案化方式(針對邊緣布局誤差(EPE)改正)的程序及結構。一或更多實施例可被描述為用於半導體鰭片圖案化之有區別的或「有色的」交替硬遮罩方式。實施例可包括DSA、半導體材料圖案化、節距分割(諸如節距減為四分之一)、有區別的硬遮罩選擇性、用於鰭片圖案化的自對準之一或更多者。一或更多實施例係特別地適於非平面半導體裝置製造。

依據本發明之實施例，可容許邊緣布局誤差之加倍及針對切割緊密節距上之小特徵的切割大小之加倍被實施於極細鰭片圖案化。於一實施例中，所有特徵(例如，鰭片線)被轉移入半導體基底，具有關鍵尺寸(CD)變化之單一群體。此方式係相反於目前最先進方式，其仰賴通常具有線寬度之三個離散群體(例如，骨幹或心軸、互補式及間隔物尺寸)的間隔物為基的節距減為四分之一。

為了提供背景，可能理想的是使用大塊矽於鰭片或三閘極為基的半導體裝置。於一實施例中，定向自聚合(DSA)被實施以完成每隔一特徵之節距分割及「上色」於所欲的圖案。於一此類實施例中，圖案化方式係特別可應用於三閘極變遷圖案化流程中之圖案化矽鰭片。於一實施例中，文中所述之實施方式的優點可包括以下之一或更多者：(1)致能特徵寬度之單一群體，(2)加倍針對特徵切割之邊緣布局誤差需求，(3)加倍其用以切割單一特徵所需的孔或開口之尺寸(例如，放寬對於開口之大小的限制)，或(4)減少圖案化製程之成本。得自該製程之結構假影包括(於一實施例中)關鍵尺寸之單一群體且是在從一節距至另一節距及/或從一柵格至另一柵格的變遷時，於圍繞晶片之晶粒的防護環上。實施例可致能緊密節距線之切割而不擴縮邊緣布局誤差需求。

於範例處理方案中，圖4A-4N闡明一種製造非平面半導體裝置的方法中之各種操作的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。

圖4A闡明大塊半導體基底402，具有第一圖案化硬遮罩404形成於其上。於一實施例中，大塊半導體基底402為大塊單晶矽基底，具有鰭片402蝕刻於其中。於一實施例中，大塊半導體基底402在此階段是未摻雜的或少量摻雜的。例如，於特定實施例中，大塊半導體基底402具有少於約1E17 atoms/cm ³的硼摻雜物雜質原子之濃度。

於一實施例中，第一圖案化硬遮罩404包括具有節距406之特徵。於一此類實施例中，第一圖案化硬遮罩404代表最終地形成於基底402中之鰭片的可能數目之一半。亦即，節距406被有效地放寬以加倍所形成的鰭片之最後圖案的節距。於一實施例中，第一硬遮罩404係使用微影製程而被直接地圖案化。然而，於其他實施例中，節距分割被應用(例如，節距減半)，且被用以提供具有節距406之圖案化硬遮罩404。應理解：於一實施例中，第一導引圖案可使用以下方法來形成：傳統圖案化(微影/蝕刻)、僅微影、間隔物為基的加倍圖案化或其他節距分割方法。於一實施例中，導引圖案係透過二或更多硬遮罩之使用而被分離自DSA圖案，以致其CD被形成自單一群體(例如，一蝕刻)。

圖4B闡明圖4A之結構，接續於第一圖案化硬遮罩404之間的第二硬遮罩層408之形成以後。於一實施例中，第二硬遮罩層408係藉由以下方式來形成：在基底402及第一圖案化硬遮罩404之上形成覆蓋硬遮罩層並接著將該覆蓋硬遮罩層平坦化以形成第二硬遮罩層408，例如，藉由化學機械平坦化(CMP)。於另一實施例中，ALD或CVD技術將依循晶圓之表面的輪廓；而因為鰭片切割被使用為範例，所以該晶圓在製程之此時點是實質上平坦的。

於一實施例中，第二硬遮罩層408具有與第一圖案化硬遮罩404之蝕刻特性不同的蝕刻特性。於一實施例中，第二硬遮罩層408與第一圖案化硬遮罩404之一者或兩者為矽之氮化物(例如氮化矽)的層或矽之氧化物的層、或兩者、或其組合。其他適當的材料可包括碳基的材料，諸如碳化矽。於另一實施例中，硬遮罩材料包括金屬類。例如，硬遮罩或其他上覆材料可包括鈦或其他金屬之氮化物(例如，氮化鈦)的層。潛在地較少量之其他材料(諸如氧)可被包括於這些層之一或更多者中。硬遮罩層可藉由CVD、PVD、或藉由其他沈積方法而被形成。

圖4C闡明圖4B之結構，接續於選擇性刷材料層410之塗敷後。選擇性刷材料410為一種可藉由刷子來塗敷的選擇性材料(於某些實施例中)。應注意：「刷材料」常被使用為DSA製程中之技術用語且並未暗示其選擇性材料410被使用為刷子。於一實施例中，選擇性刷材料層410僅黏附至第一圖案化硬遮罩404，如圖4C中所示。然而，於另一實施例中，選擇性刷材料被替代地塗敷至第二硬遮罩層408。於又另一實施例中，選擇性刷材料層410僅黏附至第一圖案化硬遮罩404，且第二不同的選擇性刷材料被形成於第二硬遮罩層408上。

於一實施例中，選擇性刷材料層410包括一種分子物種，其包括具有選自由–SH、-PO ₃H ₂、-CO ₂H、 -NRH、-NRR’、及-Si(OR) ₃所組成之群組的頭群組之聚苯乙烯。於另一實施例中，選擇性刷材料層410包括一種分子物種，其包括具有選自由–SH、-PO ₃H ₂、-CO ₂H、 -NRH、-NRR’、及-Si(OR) ₃所組成之群組的頭群組之聚甲基丙烯酸甲酯。於一實施例中，選擇性刷材料層410被吸引至DSA區塊共聚物(例如，聚苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯)的一組分。選擇性材料層410可包括其他適當材料於其他實施例中。

圖4D闡明圖4C之結構，接續於直接自聚合(DSA)區塊共聚物414/416(A/B)之塗敷以及聚合物聚合程序後。於一實施例中，DSA區塊共聚物被塗佈於表面上並被退火以將聚合物分離為第一聚合物區塊414及第二聚合物區塊416(識別為圖4D中之416A及416B)。於一實施例中，聚合物區塊416優先地黏附至選擇性刷材料層410，於退火製程期間。聚合物區塊414黏附至第二硬遮罩層408。然而，於特定實施例中，聚合之節距為第一圖案化硬遮罩404之節距的一半。於此情況下，聚合物區塊416之部分416A係黏附至第一硬遮罩404上之選擇性刷材料層410，而聚合物區塊416之部分416B被形成於聚合物區塊414之間的第二硬遮罩層408上。

於一實施例中，區塊共聚物分子414/416 (A/B)是由共價接合單體之鏈所形成的聚合物分子。於雙區塊共聚物中，有兩不同類型的單體，且這些不同類型的單體被主要地包括於單體之兩個不同區塊或相鄰序列內。所示的區塊共聚物分子包括聚合物414之區塊及聚合物416(A/B)之區塊。於一實施例中，聚合物414之區塊顯著地包括共價鏈結的單體A之鏈(例如，A-A-A-A-A…)，而聚合物416(A/B)之區塊顯著地包括共價鏈結的單體B之鏈(例如，B-B-B-B-B…)。單體A及B可代表本技術中已知之區塊共聚物中所使用的不同類型單體之任一者。舉例而言，單體A可代表用以形成聚苯乙烯之單體，而單體B可代表用以形成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之單體，或反之亦然，雖然本發明之範圍並非如此限制。於其他實施例中，可有多於兩個區塊。此外，於其他實施例中，每一該些區塊可包括不同類型的單體(例如，各區塊本身可為共聚物)。於一實施例中，聚合物414之區塊及聚合物416(A/B)之區塊被共價地接合在一起。聚合物414之區塊及聚合物416(A/B)之區塊可為大約相等的長度，或者一區塊可明顯地較另一區塊更長。

通常，區塊共聚物之區塊(例如，聚合物414之區塊及聚合物416(A/B)之區塊)可各具有不同的化學性質。舉例而言，該些區塊之一可為相對較疏水的(例如，斥水的)而另一者可為相對較親水的(吸水的)。至少觀念上，該些區塊之一可為相對較類似於油而另一區塊可相對較類似於水。介於不同區塊聚合物之間的化學性質之此等差異(無論是親水-疏水差異或其他)可能造成區塊共聚物分子自聚合。例如，自聚合可根據聚合物區塊之微相分離。觀念上，此可類似於其通常不能混合的油與水之相位分離。類似地，介於聚合物區塊之間的親水性的差異(例如，一區塊是相對疏水的而另一區塊是相對親水的)可能造成類似的微相分離，其中不同的聚合物區塊由於化學上不喜歡對方而嘗試彼此「分離」。

然而，於一實施例中，因為聚合物區塊被共價地彼此接合，所以其無法於巨觀尺度上完全地分離。反之，既定類型的聚合物區塊傾向於在極小(例如，奈米大小的)區或相位中與相同類型之其他分子的聚合物區塊分離或聚集。區或微相位之特定大小及形狀通常至少部分地取決於聚合物區塊之相對長度。於一實施例中，舉例而言，於兩區塊共聚物中，假如區塊為約略相同的長度，則產生交替的聚合物414線與聚合物416(A/B)線之柵格狀圖案。

於一實施例中，聚合物414/聚合物416(A/B)光柵被首先塗敷為未聚合的區塊共聚物層部分，其包括(例如)藉由刷或其他塗佈製程所塗敷之區塊共聚物材料。未聚合形態指的是其中(在沈積的時刻)區塊共聚物尚未實質上相位分離及/或自聚合以形成奈米的情形。於此未聚合形式中，區塊聚合物分子是相當高度隨機化的，具有相當高度隨機定向並定位的不同聚合物區塊。未聚合區塊共聚物層部分可被塗敷以多種不同方式。舉例而言，區塊共聚物可溶解於溶劑中並接著旋塗於表面之上。替代地，未聚合區塊共聚物可被噴塗、浸塗、浸入塗、或其他方式塗佈或塗敷於表面之上。塗敷區塊共聚物之其他方式、以及用以塗敷類似有機塗層之技術中已知的其他方式可潛在地被使用。接著，未聚合層可形成聚合區塊共聚物層部分，例如，藉由未聚合區塊共聚物層部分之微相分離及/或自聚合。微相分離及/或自聚合係透過區塊共聚物分子之再配置及/或再定位而發生，且特別是區塊共聚物分子的不同聚合物區塊之再配置及/或再定位。

於此一實施例中，退火處置可被施加至未聚合區塊共聚物以起始、加速、增加、或者提升微相分離及/或自聚合之品質。於某些實施例中，退火處置可包括可操作以增加區塊共聚物之溫度的處置。此一處置之一範例是烘焙該層、加熱該層於烘箱中或者於熱燈之上，施加紅外線輻射至該層，或者施加熱至該層或增加該層之溫度。所欲的溫度增加通常將足以顯著地加速區塊聚合物之微相分離及/或自聚合而不損害區塊共聚物或積體電路基底之任何其他重要的材料或結構。通常，加熱範圍可介於約50℃至約300℃，或介於75℃至約250℃，但不超過區塊共聚物或積體電路基底之熱退化限制。加熱或退火可協助提供能量給區塊共聚物分子以使其更可動/有彈性以增加微相分離之速率及/或增進微相分離之品質。區塊共聚物分子之此微相分離或再配置/再定位可導致自聚合以形成極小(例如，奈米等級)結構。自聚合可於表面能量、分子親和性、及其他表面相關和化學相關力的影響之下發生。

於任何情況下，於某些實施例中，區塊共聚物之自聚合(無論是否根據疏水-親水差異)可被用以形成極小的週期性結構(例如，精確地間隔的奈米等級結構或線)。於某些實施例中，其可被用以形成可最終地用以形成半導體鰭片線之奈米等級線或其他奈米等級結構。

圖4E闡明圖4D之結構，接續於移除雙區塊共聚物的該些區塊之一後。於一實施例中，聚合物部分414係透過濕式或乾式蝕刻製程而被選擇性地移除以留下部分416(A/B)。餘留部分416(A/B)之節距約為第一圖案化硬遮罩404之節距的一半。

圖4F闡明圖4E之結構，接續於餘留聚合物部分之圖案的轉移入下方完全晶體半導體基底中之後。於一實施例中，餘留聚合物部分416(A/B)之圖案(亦即，當節距減半時第一圖案化硬遮罩404之圖案)被蝕刻入大塊半導體基底402中。該圖案化操作係將第二硬遮罩層408圖案化以形成相應於聚合物部分416B之第二圖案化硬遮罩層424。第一圖案化硬遮罩404係相應於聚合物部分416A。於一實施例中，複數鰭片418被直接地形成於大塊基底402(其變為圖案化基底420)上且(如此一來)被形成為與大塊基底402/420相連的，在約略平坦的表面422上。

圖4G闡明接續於餘留聚合物層及任何刷層之移除後的圖4F之結構。於一實施例中，餘留聚合物層416(A/B)及刷層410被移除以留下複數交替鰭片418，其具有交替之「有色的」第一圖案化硬遮罩404與第二圖案化硬遮罩424於其上。於一實施例中，餘留聚合物層416(A/B)及刷層410係使用灰化和清潔製程而被移除。鰭片之所得節距426為原始第一圖案化硬遮罩404之節距406的一半。

圖4H闡明接續於複數鰭片418之間的層間電介質(ILD)層428之形成後的圖4G之結構。於一實施例中，ILD層428係由二氧化矽所組成，諸如被使用於淺溝槽隔離製程中。然而，其他電介質可被替代地使用，諸如碳化物之氮化物。ILD層428可藉由化學氣相沈積(CVD)或其他沈積製程(例如，ALD、PECVD、PVD、HDP、輔助CVD、低溫CVD)而被沈積並可藉由化學機械拋光(CMP)技術而被平坦化，以顯露硬遮罩層404及428之最上表面。

圖4I闡明接續於一種用以形成圖案化遮罩430之光抗蝕劑材料的形成及圖案化後之圖4H的結構。於一實施例中，圖案化遮罩430具有形成於其中之開口432。開口432係暴露具有第一圖案化硬遮罩404於其上之複數鰭片418的目標一者，以供最終鰭片移除。開口432具有切割尺寸436。於一實施例中，對於切割尺寸436之限制被放寬，並可甚至暴露具有第二圖案化硬遮罩424於其上之相鄰鰭片的部分。於一實施例中，圖案化操作係使用「上色」或硬遮罩材料區別來準備切掉不要的特徵，以容許切割大小成為特徵418之節距426的兩倍(亦即，用以導致原始節距406)。於一實施例中，硬遮罩材料容許透過電漿或介於兩硬遮罩材料間之濕式蝕刻選擇性的區別。再者，邊緣布局誤差(EPE)434為半節距。相較之下，於標準圖案化製程(無上色)中，切割尺寸為1X節距而邊緣布局誤差(EPE)為1/4節距。因此，於一實施例中，文中所述之製程係加倍了邊緣布局誤差預算並加倍了用以切割單一特徵所需的孔或開口之大小。

於一實施例中，圖案化遮罩430係由光抗蝕劑層所組成，如本技術中所已知者，且可藉由傳統微影及顯影製程來圖案化。於特定實施例中，暴露至光源之光阻層的部分在使該光阻層顯影時被移除。因此，圖案化的光阻層係由正光阻材料所組成。於一特定實施例中，光阻層係由正光阻材料所組成，諸如(但不限定於)248nm抗蝕劑、193nm抗蝕劑、157nm抗蝕劑、極紫外線(EUV)抗蝕劑、e光束抗蝕劑、壓印層、或具有重氮萘醌敏化劑之酚樹脂矩陣。於另一特定實施例中，暴露至光源之光阻層的部分在使該光阻層顯影時被留存。因此，光阻層係由負光阻材料所組成。於特定實施例中，光阻層係由負光阻材料所組成，諸如(但不限定於)包括聚-順-異戊二烯(poly-cis-isoprene)或聚-乙烯基-肉桂酸酯(poly-vinyl-cinnamate)。於一實施例中，微影操作係使用193nm浸入式微影(193i)、EUV及/或電子束直接寫入(EBDW)微影等等來履行。正色調或負色調抗蝕劑可被使用。於一實施例中，圖案化遮罩430為三層遮罩，係由地形遮蔽部分、抗反射塗層(ARC)、及光抗蝕劑層所組成。於一特定此類實施例中，地形遮蔽部分為碳硬遮罩(CHM)層而抗反射塗層為含矽ARC層。於一此類實施例中，具有附加發色團之旋塗式玻璃材料被用以協助抑制反射性。化學上其為含(矽氧烷)矽碳聚合物。當被退火時，其係形成二氧化矽與碳聚合物之混合物。

圖4J闡明接續於複數鰭片418之選定一者的蝕刻以及圖案化遮罩430的後續移除後之圖4I的結構。於一實施例中，此製程被稱為製程之「鰭片切割」、或「特徵選擇」操作。於一實施例中，複數鰭片418之一者被移除於位置438上，以形成具有第一中斷圖案之圖案化複數鰭片418’。於一此類實施例中，暴露的第一圖案化硬遮罩404係使用蝕刻製程而被首先移除，該蝕刻製程是對於任何暴露的第二圖案化硬遮罩424有選擇性的及對於ILD層428有選擇性的。於另一實施例中，「鰭片保持」方式被使用，其中該些特徵係使用光抗蝕劑之相反色調而被選擇且於蝕刻製程期間被保護，而同時背景或未受保護鰭片被移除。其為微影製程之相反極性(例如，負相對於正色調成像)。應理解：任一製程可被使用於此操作上。暴露的鰭片係利用一種蝕刻製程而被接著移除於位置438上，該蝕刻製程是對於暴露的第二圖案化硬遮罩424有選擇性的及對於ILD層428有選擇性的。於第一實施例中，鰭片被移除於位置438上而至位準440，留下高於平坦表面422之突出部分446。於第二實施例中，鰭片被移除於位置438上而至位準442，約略與平坦表面422共面。於第三實施例中，鰭片被移除於位置438上而至位準444，留下低於平坦表面422之凹陷448。

圖4K闡明接續於一種用以形成圖案化遮罩450之光抗蝕劑材料的形成及圖案化後之圖4J的結構。於一實施例中，圖案化遮罩450具有形成於其中之開口452。開口452係暴露具有第二圖案化硬遮罩424於其上之複數鰭片418’的目標第二者，以供最終鰭片移除。於一實施例中，圖案化操作係使用「上色」或硬遮罩材料區別來準備切掉不要的特徵，以容許切割大小成為特徵418’之節距426的兩倍。如相關與圖4I中所述者，文中所述之製程係加倍了邊緣布局誤差預算並加倍了用以切割單一特徵所需的孔或開口之大小。於一實施例中，圖案化遮罩450係由諸如與圖4I關聯所述者之材料所組成。

圖4L闡明接續於複數鰭片418’之選定第二者的蝕刻後之圖4K的結構。於一實施例中，複數鰭片418’之第二者被移除於位置454上，以形成具有第二中斷圖案之圖案化複數鰭片418”。於一此類實施例中，暴露的第二圖案化硬遮罩424係使用蝕刻製程而被首先移除，該蝕刻製程是對於任何暴露的第一圖案化硬遮罩104有選擇性的及對於ILD層428有選擇性的。暴露的鰭片係利用一種蝕刻製程而被接著移除於位置454上，該蝕刻製程是對於暴露的第一圖案化硬遮罩404有選擇性的及對於ILD層428有選擇性的。於第一實施例中，鰭片被移除於位置454上而至位準456，留下高於平坦表面422之突出部分在高於突出部分446之表面440的高度上。於第二實施例中，鰭片被移除於位置454上而至位準458，留下高於平坦表面422之突出部分464且在約略如突出部分446之表面440的相同高度上。於第三實施例中，鰭片被移除於位置454上而至位準460，約略與平坦表面422共面。於第四實施例中，鰭片被移除於位置454上而至位準462，留下低於平坦表面422之凹陷466。

圖4M闡明接續於圖案化遮罩450之移除後以及在複數鰭片418”之上且在已移除鰭片之位置438和454中的層間電介質(ILD)層468之形成後的圖4L之結構。於一實施例中，ILD層468係由二氧化矽所組成，諸如被使用於淺溝槽隔離製程中。然而，其他電介質可被替代地使用，諸如氮化物之碳化物。ILD層468可藉由化學氣相沈積(CVD)或其他沈積製程(例如，ALD、PECVD、PVD、HDP輔助CVD、低溫CVD)而被沈積。旋塗式材料為用於這些膜之另一常見選項。許多低k電介質材料可被旋塗於晶圓上並硬化。這些常被使用於產業中。

圖4N闡明接續於ILD層468之平坦化及第一和第二圖案化硬遮罩404和424之移除後的圖4M之結構。於一實施例中，化學機械拋光(CMP)技術被用以移除第一圖案化硬遮罩404及第二硬遮罩424，用以個別地凹陷ILD層428和468至所形成的平坦化ILD層428’和468’，及用以暴露複數鰭片418”之表面。於一實施例中，平坦化ILD層428’係由實質上如平坦化ILD層468’的相同材料所組成。於一實施例中，平坦化ILD層428’係由與平坦化ILD層468’不同的材料所組成。於任一情況下，於一實施例中，接縫被形成於ILD層468’與ILD層428’之間，例如，在位置438或454上。應理解：於一實施例中，複數鰭片418”之暴露表面可被用以形成平坦半導體裝置。

依據另一實施例，圖5闡明接續於複數鰭片418”之上部分的暴露後之圖4N的結構。參考圖5，ILD層468’及ILD層428’被凹陷以暴露鰭片418’之突出部分472並提供凹陷的ILD層468”及凹陷的ILD層428”至凹陷高度476。凹陷高度476係定義上鰭片部分472與下鰭片部分474之間的位置。ILD層468’及ILD層428’之凹陷可藉由電漿、蒸汽或濕式蝕刻製程而被履行。於一實施例中，使用一種對於矽鰭片418”有選擇性的乾式蝕刻製程，該乾式蝕刻製程係根據從諸如(但不限定於)NF ₃、CHF ₃、C ₄F ₈、HBr及O ₂等氣體所產生的電漿，以通常於30-100mTorr之範圍中的壓力及50-1000Watts的電漿偏壓。

於範例實施例中，再次參考圖4J、4L及5，一種半導體結構包括複數半導體鰭片418”，其係突出自半導體基底420之實質上平坦表面422。複數半導體鰭片418”具有由第一位置438所中斷的光柵圖案，該第一位置438具有第一鰭片部分446，該第一鰭片部分446具有第一高度。半導體鰭片之光柵圖案係由第二位置454所進一步中斷，該第二位置454具有第二鰭片部分464，該第二鰭片部分464具有第二高度。於一實施例中，第二鰭片部分454之第二高度係不同於第一鰭片部分446之第一高度。於另一實施例中，第二鰭片部分454之第二高度係相同於第一鰭片部分446之第一高度。於一實施例中，光柵圖案具有恆定節距126，當無該些中斷而觀看時。

於範例實施例中，再次參考圖4J、4L及5，一種半導體結構包括複數半導體鰭片418”，其係突出自半導體基底420之實質上平坦表面422。複數半導體鰭片418”具有由第一位置438所中斷的光柵圖案，該第一位置438具有第一凹陷。於一實施例中，半導體鰭片之光柵圖案係由第二位置454所進一步中斷，該第二位置454具有第二凹陷、或鰭片部分之一。於一實施例中，光柵圖案具有恆定節距426，當無該些中斷而觀看時。於一實施例中，溝槽隔離層468”被配置於凹陷之中及之上。

應理解：上述方式可被應用於製造半導體鰭片之外的其他半導體幾何。例如，於一實施例中，上述方式被實施以製造半導體奈米線或半導體奈米帶。於一實施例中，術語「半導體本體」或「多數半導體本體」一般係指稱諸如鰭片、奈米線及奈米帶等幾何。

應理解：從上述範例處理方案所得之結構(例如，來自圖4N及5之結構)可被用於後續處理操作之相同或類似形式，以完成裝置製造(諸如PMOS及NMOS裝置製造)。當作已完成裝置之範例，圖6A及6B個別地闡明非平面半導體裝置的之橫斷面視圖及平面視圖(沿著橫斷面視圖之a-a’軸所取)，依據本發明之實施例。

參考圖6A，半導體結構或裝置600包括從基底602所形成(且於隔離區606內)之非平面主動區(例如，包括突出鰭片部分604及子鰭片區605之鰭片結構)。閘極線608被配置於非平面主動區之突出部分604上方以及於隔離區606之一部分上方。如圖所示，閘極線608包括閘極電極650及閘極電介質層652。於一實施例中，閘極線608亦可包括電介質層蓋層654。閘極接點614、及上方閘極接點通孔616亦從此透視圖看出，連同上方金屬互連660，其均被配置於層間電介質堆疊或層670中。亦從圖6A之透視圖看出，閘極接點614(於一實施例中)被配置於隔離區606之上，但不是於非平面主動區之上。

如亦於圖6A中所示，於一實施例中，鰭片選擇凹陷之假影係餘留於最後結構中。例如，於所示之實施例中，殘餘突出部分699餘留。於其他實施例中，凹陷可餘留，如上所述。

如亦於圖6A中所示，於一實施例中，介面680存在於突出鰭片部分604與子鰭片區605之間。介面680可為介於已摻雜子鰭片區605與稍微或未摻雜上鰭片部分604之間的變遷區。於一此類實施例中，各鰭片約為10奈米寬或更少，而子鰭片摻雜物被供應自相鄰的固態摻雜層，在子鰭片位置上。於特定的此類實施例中，各鰭片係少於10奈米寬。

參考圖6B，閘極線608被顯示為配置於突出鰭片部分604之上。突出鰭片部分604之源極和汲極區604A和604B可從此透視圖看出。於一實施例中，源極和汲極區604A和604B為突出鰭片部分604之原始材料的摻雜部分。於另一實施例中，突出鰭片部分604之材料被移除並取代以另一半導體材料，例如藉由外延沈積。於任一情況下，源極和汲極區604A和604B可延伸於電介質層606之高度底下，亦即，進入子鰭片區605。依據本發明之實施例，更厚重摻雜的子鰭片區(亦即，介面680底下之鰭片的已摻雜部分)阻止透過大塊半導體鰭片之此部分的源極至汲極洩漏。

於一實施例中，半導體結構或裝置600為非平面裝置，諸如(但不限定於)fin-FET或三閘極裝置。於此一實施例中，相應的半導體通道區係由三維主體所組成或者被形成為三維主體。於一此類實施例中，閘極線608之閘極電極堆疊係圍繞三維主體之至少頂部表面及一對側壁。

基底602可由一種可承受製造程序且其中電荷可能遷移之半導體材料所組成。於一實施例中，基底602為大塊基底，其係由摻雜有電荷載子(諸如，但不限定於，磷、砷、硼或其組合)之結晶矽、矽/鍺或鍺層所組成，以形成主動區604。於一實施例中，大塊基底602中之矽的濃度大於97%。於另一實施例中，大塊基底602係由生長在分離結晶基底頂部上的外延層所組成，例如，生長在硼摻雜的大塊矽單晶基底頂部上的矽外延層。大塊基底602可替代地由群組III-V材料所組成。於一實施例中，大塊基底602係由III-V族材料所組成，諸如(但不限定於)氮化鎵、磷化鎵、砷化鎵、磷化銦、銻化銦、砷化銦鎵、砷化鋁鎵、磷化銦鎵、或其組合。於一實施例中，大塊基底602係由III-V族材料所組成，而電荷載子摻雜物雜質原子為諸如(但不限定於)碳、矽、鍺、氧、硫、硒或碲等各者。

隔離區606可由一種材料所組成，該種材料適於最終地將永久閘極結構的部分電隔離(或有助於隔離)自下方大塊基底或者隔離其形成於下方大塊基底內之主動區，諸如隔離鰭片主動區。例如，於一實施例中，隔離區606係由一種電介質材料所組成，諸如(但不限定於)二氧化矽、氧氮化矽、氮化矽、或碳摻雜的氮化矽。

閘極線608可由一種包括閘極電介質層652及閘極電極層650之閘極電極堆疊所組成。於一實施例中，閘極電極堆疊之閘極電極係由金屬閘極所組成，而閘極電介質層係由高K材料所組成。例如，於一實施例中，閘極電介質層係由一種材料所組成，諸如(但不限定於)氧化鉿、氧氮化鉿、矽酸鉿、氧化鑭、氧化鋯、矽酸鋯、氧化鉭、鈦酸鋇鍶、鈦酸鋇、鈦酸鍶、氧化釔、氧化鋁、氧化鉛鈧鉭、鈮酸鉛鋅、或其組合。再者，閘極電介質層之一部分可包括從基底602之頂部數層所形成的天然氧化物之層。於一實施例中，閘極電介質層係由頂部高k部分及下部分(由半導體材料之氧化物所組成)所組成。於一實施例中，閘極電介質層係由氧化鉿之頂部部分及二氧化矽或氧氮化矽之底部部分所組成。於某些實施方式中，閘極電介質之部分為「U」狀結構，其包括實質上平行於基底之表面的底部部分及實質上垂直於基底之頂部表面的兩側壁部分。

於一實施例中，閘極電極係由一種金屬層所組成，諸如(但不限定於)金屬氮化物、金屬碳化物、金屬矽化物、金屬鋁化物、鉿、鋯、鈦、鉭、鋁、釕、鈀、鉑、鈷、鎳或導電金屬氧化物。於一特定實施例中，閘極電極係由一種形成在金屬工作函數設定層之上的非工作函數設定填充材料所組成。閘極電極層可由P型工作函數金屬或N型工作函數金屬所組成，根據電晶體將是PMOS或NMOS電晶體。於某些實施方式中，閘極電極層可包括二或更多金屬層之堆疊，其中一或更多金屬層為工作函數金屬層且至少一金屬層為導電填充層。針對PMOS電晶體，其可用於閘極電極之金屬包括(但不限定於)釕、鈀、鉑、鈷、鎳、及導電金屬氧化物，例如，氧化釕。P型金屬層將致能一種具有介於約4.9eV與約5.2eV間之工作函數的PMOS閘極電極之形成。針對NMOS電晶體，可用於閘極電極之金屬包括(但不限定於)鉿、鋯、鈦、鉭、鋁、這些金屬之合金、及這些金屬之碳化物，諸如碳化鉿、碳化鋯、碳化鈦、碳化鉭、及碳化鋁。N型金屬層將致能一種具有介於約3.9eV與約4.2eV間之工作函數的NMOS閘極電極之形成。於某些實施方式中，閘極電極可包括「U」狀結構，其包括實質上平行於基底之表面的底部部分及實質上垂直於基底之頂部表面的兩側壁部分。於另一實施方式中，形成閘極電極之金屬層的至少一者可僅為平面層，其係實質上平行於基底之頂部表面而不包括實質上垂直於基底之頂部表面的側壁部分。於本發明之進一步實施方式中，閘極電極可包括U狀結構及平面、非U狀結構之組合。例如，閘極電極可包括一或更多U狀金屬層，其係形成於一或更多平面、非U狀層之頂部上。

與閘極電極堆疊關聯之間隔物可由一種材料所組成，該種材料適於最終地將永久閘極結構電隔離(或有助於隔離)自相鄰的導電接點，諸如自對準接點。例如，於一實施例中，間隔物係由一種電介質材料所組成，諸如(但不限定於)二氧化矽、氧氮化矽、氮化矽、或碳摻雜的氮化矽。

閘極接點614及上方閘極接點通孔616可由一種導電材料所組成。於一實施例中，一或更多接點或通孔係由金屬物種所組成。金屬物種可為純金屬，諸如鎢、鎳、或鈷；或者可為合金，諸如金屬金屬合金或金屬半導體合金(例如，諸如矽化物材料)。

於一實施例中(雖然未顯示)，提供結構600係涉及形成一接點圖案，其係極佳地對準一現存的閘極圖案而同時免除使用一種具有極度嚴厲的登錄預算之微影操作。於一此類實施例中，此方式致能了本質上高度選擇性的濕式蝕刻(例如，相對於傳統上實施的乾式或電漿蝕刻)之使用，以產生接點開口。於一實施例中，接點圖案係藉由利用現存的閘極圖案結合接點插塞微影操作來形成。於一此類實施例中，該方式致能免除了用以產生接點圖案之其他關鍵微影操作(如傳統上方式中所使用者)的需求。於一實施例中，溝槽接點柵格未被分離地圖案化，而是被形成於多晶(閘極)線之間。例如，於一此類實施例中，溝槽接點柵格被形成在接續於閘極光柵圖案化後但在閘極光柵切割前。

再者，閘極堆疊結構608可藉由一種替換閘極程序來製造。於此一技術中，諸如多晶矽或氮化矽柱材料等虛擬閘極材料可被移除並取代以永久閘極電極材料。於一此類實施例中，永久閘極電介質層亦被形成於此製程中，不同於被完成自較早的處理。於一實施例中，虛擬閘極係藉由乾式蝕刻或濕式蝕刻製程而被移除。於一實施例中，虛擬閘極係由多晶矽或非晶矽所組成並以包括SF ₆之使用的乾式蝕刻製程來移除。於另一實施例中，虛擬閘極係由多晶矽或非晶矽所組成並以包括水性NH ₄OH或氫氧化四甲銨之使用的濕式蝕刻製程來移除。於一實施例中，虛擬閘極係由氮化矽所組成並以包括水性磷酸之濕式蝕刻來移除。

於一實施例中，文中所述之一或更多方式係基本上考量一種虛擬及替換閘極程序，結合虛擬及替換接點製程，以獲得結構600。於一此類實施例中，替換接點程序被執行在替換閘極程序之後，以容許永久閘極堆疊之至少一部分的高溫退火。例如，於特定此類實施例中，永久閘極結構(例如，在閘極電介質層被形成之後)之至少一部分的退火被執行在大於約攝氏600度之溫度。退火被履行在永久接點之形成以前。

再次參考圖6A，半導體結構或裝置600之配置係將閘極接點置於隔離區之上。此一配置可被視為佈局空間之無效率使用。然而，於另一實施例中，半導體裝置具有接點結構，其係接觸一主動區之上所形成的閘極電極之部分。通常，在形成閘極接點結構(諸如通孔)於閘極的主動部分之上以及於如溝槽接點通孔的相同層之中以前(例如，除此之外)，本發明之一或更多實施例包括首先使用閘極對準的溝槽接點製程。此一製程可被實施以形成溝槽接點結構以供半導體結構製造，例如，針對積體電路製造。於一實施例中，溝槽接點圖案被形成為對準現存的閘極圖案。反之，傳統方式通常涉及一額外的微影製程，具有一微影接點圖案緊密對齊至現存的閘極圖案，結合選擇性接點蝕刻。例如，傳統製程可包括具有接點特徵之分離圖案化的多晶(閘極)柵格之圖案化。

應理解：並非上述製程之所有形態均需被實行以落入本發明之實施例的精神及範圍內。例如，於一實施例中，虛擬閘極無須曾被形成在製造閘極接點於閘極堆疊的主動部分之上以前。上述閘極堆疊可實際上為永久閘極堆疊，如一開始所形成者。同時，文中所述之程序可被用以製造一或複數半導體裝置。半導體裝置可為電晶體等類裝置。例如，於一實施例中，半導體裝置為用於邏輯或記憶體之金氧半導體(MOS)電晶體，或者為雙極電晶體。同時，於一實施例中，半導體裝置具有三維架構，諸如三閘極裝置、獨立存取的雙閘極裝置、或FIN-FET。一或更多實施例可特別有用於製造半導體裝置，在次10奈米(10nm)科技節點上。

應理解：於上述範例FEOL實施例中，於一實施例中，次10奈米處理被實施以直接地於製造方案以及所得結構中。於其他實施例中，FEOL考量可由BEOL次10奈米處理需求所驅動。例如，針對FEOL層及裝置之材料選擇性和佈局可能需要適應BEOL次10奈米處理。於一此類實施例中，材料選擇性及閘極堆疊架構被選擇以適應BEOL層之高密度金屬化，例如，用以減少電晶體結構中之邊緣電容，其係形成於FEOL層中但藉由BEOL層之高密度金屬化而被耦合在一起。如此一來，FEOL結構及處理可藉由次10奈米處理而被直接地影響或者可由於BEOL層之次10奈米處理而被間接地影響。

積體電路之後段製程(BEOL)層通常包括導電微電子結構(其於本技術中已知為通孔)，用以將通孔上方之金屬線或其他互連電連接至通孔下方之金屬線或其他互連。通孔通常係由微影程序所形成。代表性地，光抗蝕劑層可被旋塗於電介質層之上，光抗蝕劑層可通過圖案化遮罩而被暴露至圖案化的光化輻射，且接著暴露層可被顯影以形成開口於光抗蝕劑層中。接下來，用於通孔之開口可藉由使用光抗蝕劑層中之開口為蝕刻遮罩而被蝕刻於電介質層中。此開口被稱為通孔開口。最後，通孔開口可被填充以一或更多金屬或其他導電材料來形成通孔。

過去，通孔之尺寸及間隔已顯著地減少，且預期未來通孔之尺寸及間隔將持續顯著地減少，針對至少某些類型的積體電路(例如，先進微處理器、晶片組組件、圖形晶片，等等)。當藉由此等微影程序以圖案化具有極小節距之極小通孔時，其本身便存在數項挑戰。此等挑戰之一在於：通孔與上方互連之間的重疊、以及通孔與下方定位互連之間的重疊通常需被控制達通孔節距的四分之一等級的高容許度。隨著通孔節距尺度越來越小，重疊容許度傾向於以較其微影設備所能夠跟得上的更大速度而隨之縮小。

此等挑戰之另一在於：通孔開口之關鍵尺寸通常傾向於較微影掃描器之解析能力更快地縮小。存在有縮小科技以縮小通孔開口之關鍵尺寸。然而，縮小量傾向受限於最小通孔節距、以及受限於縮小程序為足夠地光學近似校正(OPC)中性的能力，且無法顯著地折衷線寬粗糙度(LWR)及/或關鍵尺寸均勻度(CDU)。此等挑戰之又另一在於：光抗蝕劑之LWR及/或CDU特性通常需要隨著通孔開口之關鍵尺寸減少而改良以維持關鍵尺寸預算之相同的整體片段。然而，目前大部分光抗蝕劑之LWR及/或CDU特性並未如通孔開口之關鍵尺寸減少般快速地改良。

進一步此類挑戰在於：極小通孔節距通常傾向為低於甚至極紫外線(EUV)微影掃描器之解析能力。結果，通常數個不同的微影遮罩可被使用，其傾向於增加成本。於某點，假如節距持續減小，則有可能無法(甚至以多重遮罩)使用EUV掃描器來列印這些極小節距之通孔開口。

上述因素亦相關於考量介於金屬線之間的非導電空間或中斷(稱為「插塞」、「電介質插塞」或「金屬線端」)之布局及擴縮，於後段製程(BEOL)金屬互連結構的金屬線之間。上述因素亦相關於導電片，其(依定義)為介於兩條導電金屬線之間(諸如介於兩條平行導電線之間)的導電鏈結器。該些導電片通常位於如金屬線之相同層中。因此，需要改良其用以製造金屬線、金屬通孔、導電片、及電介質插塞之後段金屬化製造技術的領域。

於以下所述的某些實施例中，通孔特徵(或其他BEOL特徵)之圖案化及對準係使用數個標線片及關鍵對準策略來達成。於其他實施例中，相對地，文中所述之方式致能自對準插塞及/或通孔之製造。於後者實施例中，其可為僅有一關鍵重疊步驟(Mx+1光柵)需被實施的情況。

應理解：與後段製程(BEOL)結構及處理關聯而描述於下的層及材料通常被形成於下方半導體基底或結構(諸如積體電路之下方裝置層)之上或上方。於一實施例中，下方半導體基底代表用以製造積體電路之一般工件物體。半導體基底常包括矽或另一半導體材料之晶圓或其他件。適當的半導體基底包括(但不限定於)單晶矽、多晶矽及矽絕緣體(SOI)、以及由其他半導體材料所形成之類似基底(諸如包括鍺、碳、或III-V族材料之基底)。半導體基底(根據製造之階段)常包括電晶體、積體電路，等等。基底亦可包括半導體材料、金屬、電介質、摻雜物、及半導體基底中常發現的其他材料。再者，所描繪之結構可被製造於下方較低階互連層上。

雖然製造BEOL金屬化層之金屬化層(或金屬化層的部分)的方法係針對選擇操作而被詳細地描述，但應理解其製造之額外或中間操作可包括標準微電子製造程序，諸如微影、蝕刻、薄膜沈積、平坦化(諸如化學機械拋光(CMP))、擴散、度量衡、犧牲層之使用、蝕刻停止層之使用、平坦化停止層之使用、及/或與微電子組件製造相關之任何其他動作。同時，應理解其針對以下製程流程所述之製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。

於某些情況下，所得結構致能其被直接地集中於下方金屬線上之通孔的製造。通孔可具有較下方金屬線更寬、更窄、或相同的厚度，例如，由於非完美選擇性蝕刻處理。然而，於一實施例中，通孔之中心係與金屬線之中心對準(匹配)。如此一來，於一實施例中，由於傳統微影/雙金屬鑲嵌圖案化(其需另被容許)之偏差不會是以下製程方案之一或更多者之所得結構的因素。

應理解：以下所述之某些互連製造方案可被實施以節省許多對準/曝光、可被實施以改良電接觸(例如藉由減少通孔電阻)、或可被實施以減少總製程操作及處理時間，相較於使用傳統方式以圖案化此等特徵所需要者。亦應理解：於超過那些所示者之後續或額外製造操作中，於某些例子中，電介質層可被移除自金屬線之層以提供介於該些金屬線之間的空氣間隙。

依據本發明之實施例，描述一種骨幹方式。該骨幹方式可涉及原子層沈積(ALD)之多數階段。於一實施例中，緊密節距形成係藉由疊代間隔物形成來達成，例如，使用ALD處理。

為了提供背景，用於半導體製造之特徵的微影圖案化被限制於成像工具之解析度，無論其為光學(例如，193nm)、電子束或EUV。諸如多通圖案化、圖案縮小法及間隔物為基的節距分割等製程方法可被用以延伸解析度達2至4之因數或甚至可能8之因數。然而，此等方法可被限制在於：原始微影步驟中之製程變化餘留以類似的數值於最後圖案中。例如，微影操作可具有+/-3nm之變化。假如此被利用以節距分割製程方法以產生8nm之最後節距(4nm特徵大小)，所得之最後圖案改變以4nm+/-3nm。

文中所述之一或更多實施例涉及使用疊代間隔物或薄膜沈積以界定針對一層(諸如BEOL層)之所有或實質上所有最後關鍵小特徵。此等特徵之變化可優於+/-1nm，其係符合ALD技術。多數材料可被利用以致能圖案之「上色」來致能定址其具有針對邊緣布局誤差之放大容限的替代特徵(例如，通孔、切割、插塞等等)。

圖7A及7B闡明用以致能半導體層之極緊密節距最後圖案的目標基礎結構之橫斷面視圖，依據本發明之實施例。

參考圖7A，目標基礎層700包括圖案化層702，於硬遮罩層704之上，於轉移層706之上，於基底708之上。圖案化層702包括骨幹特徵710。骨幹特徵710是相對較寬特徵(例如，6-12奈米)，具有相對較小特徵之中間群組712(例如，介於相鄰骨幹特徵710之間的6-100s之較小特徵，其中較小特徵為，例如，4-6奈米寬)。

於一實施例中，相對較小特徵之中間群組712的各者包括第一材料類型的小特徵716、不同於該第一材料類型之第二材料類型的小特徵714、及不同於該第一材料類型和該第二材料類型之第三材料類型的小特徵718。材料類型之差異可提供不同的蝕刻特性或選擇性於該些材料類型之間。於一實施例中，骨幹特徵710之材料係相同於小特徵718之第三材料類型的材料，如圖7A中所描繪者。於另一實施例中，骨幹特徵710之材料係不同於小特徵718之第三材料類型的材料，但具有如小特徵718之第三材料類型的類似蝕刻特性或選擇性。

參考圖7B，目標基礎層750包括圖案化層752，於硬遮罩層754之上，於轉移層756之上，於基底758之上。圖案化層752包括骨幹特徵760。骨幹特徵760是相對較寬特徵(例如，6-12奈米)，具有相對較小特徵之中間群組762(例如，介於相鄰骨幹特徵760之間的6-100s之較小特徵，其中較小特徵為，例如，4-6奈米寬)。

於一實施例中，相對較小特徵之中間群組762的各者包括第一材料類型的小特徵764、不同於該第一材料類型之第二材料類型的小特徵766、及不同於該第一材料類型和該第二材料類型之第三材料類型的小特徵768。材料類型之差異可提供不同的蝕刻特性或選擇性於該些材料類型之間。於一實施例中，骨幹特徵760之材料係相同於小特徵766之第二材料類型的材料，如圖7B中所描繪者。於另一實施例中，骨幹特徵760之材料係不同於小特徵766之第二材料類型的材料，但具有如小特徵766之第三材料類型的類似蝕刻特性或選擇性。

參考圖7A及7B兩者，於一實施例中，結構700或750包括交替材料之數個疊代垂直層，其將最終地界定一半導體圖案(例如，金屬、電晶體，等等)中之特徵的最後位置。偶爾較大特徵會出現，因為其代表微影地界定的結構，其(於一實施例中)為較大的(較寬的)，由於其具有較大的大小變化。於一實施例中，六至數百個窄特徵係介於寬特徵之間。

圖8A-8H闡明橫斷面視圖，其表示一種製造用以致能半導體層之極緊密節距最後圖案的目標基礎結構之方法中的各個操作，依據本發明之實施例。整體地，於一實施例中，疊代薄膜產生操作被利用。例如，履行共形薄膜沈積，接續以各向異性蝕刻(例如，間隔物形成)、選擇性生長、或定向自聚合(DSA)。諸如以下所述之圖案化製程可被實施以提供一種適於產生半導體層之極緊密節距最後圖案的圖案化製程。於一實施例中，實施此一製程流之優點包括緊密節距特徵之增進的尺寸控制，利用一種用以將交替特徵上色來容許自對準通孔、插塞及切割形成的內建方法。

圖8A闡明一種涉及高骨幹形成之製程操作。複數骨幹特徵808被形成於硬遮罩層806之上，其被形成於轉移層804之上，其被形成於基底802之上。於一實施例中，複數骨幹特徵808之形成涉及使用標準微影操作(例如，193nm或EUV)，接續以蝕刻轉移入硬遮罩(例如，SiN，SiO ₂，SiC)並接著移除任何餘留的抗蝕劑及/或抗反射層(例如，透過灰化或濕式清潔)。

圖8B闡明一種涉及第一間隔物(間隔物1)形成之製程操作。第一材料組成之第一組小特徵810被形成沿著複數骨幹特徵808之各者的側壁。於一實施例中，第一組小特徵810係使用沈積(例如，ALD)及蝕刻方式來形成。於另一實施例中，第一組小特徵810係使用選擇性生長方式來形成。

圖8C闡明一種涉及第二間隔物(間隔物2)形成、第三間隔物(間隔物3)形成、及第四間隔物(間隔物4)形成之製程操作，利用如顯示為一可能範例實施例之特定層。第二材料組成之第二組小特徵812被形成沿著第一組小特徵810之各者的暴露側壁。第三材料組成之第三組小特徵814被形成沿著二組小特徵812之各者的暴露側壁。第二材料組成之第四組小特徵816被形成沿著第三組小特徵814之各者的暴露側壁。於一實施例中，第二組小特徵812係使用沈積(例如，ALD)及蝕刻方式或選擇性生長方式來首先形成。第三組小特徵814係使用另一沈積(例如，ALD)及蝕刻方式或選擇性生長方式來接著形成。第四組小特徵816係使用另一沈積(例如，ALD)及蝕刻方式或選擇性生長方式來接著形成。

圖8D闡明一種涉及連續層產生之製程操作。額外間隔物層818被依序地形成，利用材料類型之選擇排序。額外間隔物層818可使用沈積及蝕刻方式、選擇性生長方式、或其組合來製造。應理解：比所示者更多的層可被加入。例如，於一實施例中，額外的20-200組間隔物被形成於此階段。間隔物之沈積可被完成在相鄰側壁生長之合併以前，例如，間隔物形成被停止在當開口820餘留時。應理解：雖然沈積及蝕刻方式或選擇性生長方式被描述為針對圖8A-8D之選項，但定向自聚合(DSA)可被使用以取代或成為文中所述之間隔物形成的選項之一。於一此類範例中，三區塊為基的DSA被使用。三區塊為基的DSA之範例係關聯與圖12A-12K而被描述於下。

於一實施例中，集體地參考圖8A-8D，於原始微影界定的模板特徵之側上的交替材料之薄層的疊代產生被履行。用以達成此一結構之一潛在方法係透過薄膜沈積，接續以各向異性蝕刻。於一實施例中，單一製程工具被用以履行沈積和蝕刻兩者來顯著地增進此方式之效率。產生良好受控制厚度之薄層的其他方法包括選擇性生長或DSA。

圖8E闡明一種涉及骨幹移除之製程操作。骨幹特徵808被移除以留下開口822。於一實施例中，開口822具有大約相同於開口820之寬度的寬度，如圖8E中所描繪者。於一實施例中，開口820及822之各者具有間隔物824為側壁，第一材料組成之間隔物824。如圖所示，某些間隔物824被再指定自先前標示的間隔物810。於一實施例中，骨幹特徵808被移除以提供更多空間以供進一步小特徵產生。

圖8F闡明一種涉及連續層產生之製程操作。開口820及822係使用連續間隔物形成而被最終完全地填充。於範例實施例中，間隔物826被形成沿著間隔物824之暴露側壁。於一此類實施例中，間隔物826屬於第二材料組成。於一實施例中，最後寬特徵828被最終地形成於開口820及822之各者的中心上，在當進一步間隔物形成是不想要的或可達成的時之階段。於一實施例中，最後寬特徵828之形成涉及其沿著間隔物826之相鄰側壁所形成的材料生長之合併。於一此類實施例中，材料生長之合併係提供最後寬特徵828，其各具有約略以最後寬特徵828內為中心的接縫。於一實施例中，最後寬特徵828屬於第三材料組成。

圖8G闡明一種涉及圖8F之結構的平坦化之製程操作。於一實施例中，平坦化係使用化學機械拋光(CMP)操作來履行。於一實施例中，平坦化製程提供平坦結構，在插塞/切割及通孔製程操作之前。直接地集中在原始微影特徵底下(其導致開口822)且半途地隔離於其間(其導致開口820)之位置828可被瞄準成為較大，以容納與微影操作相關的較大大小變化，相較於單一薄膜(加蝕刻)操作。於一實施例中，如圖所示，圖8G之結構係類似於或相同於與圖7A關聯所述者。

圖8H闡明一種涉及第一材料組成之所有特徵的選擇性移除之製程操作，例如，間隔物810/824(相應於來自圖7A之結構的第一材料類型之小特徵716，如圖8G中所示者)。於一實施例中，第一材料類型之小特徵716係使用一種選擇性蝕刻製程而被移除，該選擇性蝕刻製程並未移除(或僅少量地移除)餘留的間隔物材料。於圖8H所示之範例實施例中，在移除第一材料類型之小特徵716後，金屬線圖案化特徵830被形成於開口中，該些開口是在移除所有第一材料類型之小特徵716時所產生的。金屬線圖案化特徵830之部分係與下方通孔圖案化特徵832相關。雖然未描繪，第一材料類型之小特徵716的選定者可被留存(例如，透過光微影阻擋製程，其係阻擋第一材料類型之小特徵716的該些選定者被移除)以形成插塞圖案化特徵。於一實施例中，金屬線圖案化特徵830、通孔圖案化特徵832、及任何插塞圖案化特徵被最終地圖案化為硬遮罩層806和轉移層804，以供下方層之最終圖案化。於另一實施例中，如圖所示，金屬線圖案化特徵830、通孔圖案化特徵832、及任何插塞圖案化特徵實際上代表層834中所形成的金屬線、通孔及插塞，如圖所示。無論是金屬線圖案化特徵830或實際金屬線，各可具有上覆硬遮罩蓋層836以保護該些特徵於層834之後續處理期間，如圖8H中所示者。再次參考圖8H，於一實施例中，藉由僅移一間隔物類型，則額外的容限被提供給插塞、通孔及/或切割圖案化操作中的製程變化。

圖8H’及8H”闡明接續於通孔及插塞圖案化後之範例結構的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。

圖8H’闡明一種涉及來自圖8H之骨幹特徵710的所有材料及第三材料類型的所有小特徵718之選擇性移除的製程操作。於一實施例中，骨幹特徵710及第三材料類型之小特徵718係使用一種選擇性蝕刻製程而被移除，該選擇性蝕刻製程並未移除(或僅少量地移除)餘留的間隔物材料或者已替換的間隔物材料。於圖8H’所示之範例實施例中，在移除骨幹特徵710及第三材料類型之小特徵718後，第二金屬線圖案化特徵838被形成於大部分或所有開口中，該些開口是在移除骨幹特徵710及第三材料類型之小特徵718時所產生的。於一實施例中，在移除骨幹特徵710及第三材料類型之小特徵718時所產生的開口之任何餘留者被填充以插塞材料850(例如，用以提供由諸如SiN或SiO ₂等非導電材料所組成的線端特徵)，或者被保留為插塞區。第二金屬線圖案化特徵838之部分係與下方第二通孔圖案化特徵840相關。於一實施例中，第二金屬線圖案化特徵838、第二通孔圖案化特徵840、及任何插塞圖案化特徵850被最終地圖案化為硬遮罩層806和轉移層804，以供下方層之最終圖案化。於另一實施例中，如圖所示，第二金屬線圖案化特徵838、第二通孔圖案化特徵840、及任何插塞圖案化特徵850實際上個別地代表金屬線、通孔及插塞。

無論是金屬線第二圖案化特徵838或實際金屬線，或者無論是圖案化插塞特徵850或實際插塞特徵850，各可具有上覆硬遮罩蓋層842以保護該些特徵於後續處理操作期間，如圖8H’中所示者。於一實施例中，上覆硬遮罩蓋層842具有不同的組成，相較於上覆硬遮罩蓋層836。因此，於一實施例中，交替特徵具有不同的硬遮罩材料。此一配置可較佳地促成通孔之後續連接，從上方的後續形成層，具有增加的邊緣布局容限以防止通孔至錯誤金屬特徵。

應理解：因為金屬線830(或圖案化特徵)及第二金屬線838(或圖案化特徵)被形成於不同的處理操作中，所以金屬線830與第二金屬線838之組成可能不同。於範例實施例中，圖8H”闡明一範例，其中金屬線830’具有與金屬線838不同的組成。因此，交替特徵可由不同的導電材料所組成。

應理解：間隔物為基的節距分割技術之某些較舊形式可被使用於大量製造。圍繞骨幹方式之上述實施例可被實施以延伸一或二通之間隔物為基的節距分割達極高數目的疊代間隔物形成操作。一或更多實施例提供一種方式，係用於以高製造產量之半導體晶片密度擴縮的方式。一或更多實施例提供一種用以製造具有恆定地良好形成的特徵大小之緊密互連，或甚至電晶體(假如應用至FEOL處理的話)。應理解：使用骨幹方式所製造的產品之反向工程可顯露具有偶爾寬一維度(1D)特徵之顯著緊密節距特徵(例如，次10nm節距特徵)。橫斷面掃描電子顯微鏡(XSEM)可顯露「上色的」(例如，針對諸如蝕刻選擇性等性質係彼此不同)硬遮罩於交替的特徵上。

依據本發明之實施例，節距分割被應用以提供一種用以製造交替金屬線於BEOL製造方案中之方式。文中所述之一或更多實施例係有關節距分割圖案化製程流，其係增加針對通孔、切割及插塞之重疊容限。實施例可致能金屬層之節距的連續擴縮超越最先進微影設備之解析度能力。於一實施例中，介於金屬線之間的間隔為恆定的且可使用ALD而被控制至埃位準精確度。於一實施例中，製程流被設計以致其「替換ILD」流是可能的。亦即，ILD可被沈積在圖案化及金屬化完成之後。圖案化流程通常係透過蝕刻/清潔步驟而損害ILD；但於此流程中，ILD可被最後沈積而因此避免圖案化期間之損害。

為了提供背景，通孔、切割及插塞圖案化之邊緣布局誤差是有問題的，當特徵大小及節距被擴縮時。用以解決此等問題之最先進解決方案涉及嘗試藉由增進掃描器重疊並增進關鍵尺寸(CD)控制以緊縮邊緣布局誤差或者嘗試使用超自對準集成方式。反之，文中所述之實施例涉及一種製程之實施方式，該製程可達成邊緣布局誤差範圍之類似增進而無須微影工具或超自對準之增進。

依據本發明之實施例，金屬線被製造於兩個分離的操作序列中，以加倍針對切割/插塞及通孔圖案化之重疊容限的量。於範例製程流程之第一部分中，節距分割方法被使用以將金屬線、插塞及接著通孔圖案化入層間電介質材料中。於範例製程流程之第二部分中，溝槽/通孔開口被填充以金屬(例如，雙金屬鑲嵌金屬化)並接著拋光。犧牲硬遮罩層被接著移除於金屬線之間。金屬線被接著塗佈以犧牲電介質材料，其係使用(例如)原子層沈積(ALD)。於範例製程流程之第三部分中，等向間隔物蝕刻被履行以暴露溝槽之底部。使用插塞圖案化流程，電介質材料被加至其中金屬線端所應發生的位置，而通孔蝕刻被完成於互補式金屬線上。來自第一金屬線之金屬係作用為蝕刻停止，用以防止這些位置中之蝕刻。於範例製程流程之第四部分中，溝槽被填充以金屬並被拋光以暴露該金屬。在拋光之後，犧牲硬遮罩材料被移除，且選擇性地，替換以電介質材料並接著被再次拋光以完成該金屬化製程。藉由調諧電介質材料之沈積，空氣間隙亦可被插入。此外，實施例可涉及犧牲硬遮罩材料(取代金屬)之使用。犧牲硬遮罩可被移除並替換以金屬，於「第二」金屬化操作時。

於範例處理方案中，圖9A-9L闡明積體電路層之部分的斜角橫斷面視圖，其表示一種涉及用於後段製程(BEOL)互連製造之增加重疊容限的節距分割圖案化之方法中的各個操作，依據本發明之實施例。

參考圖9A，開始點結構900被提供為用以製造新金屬化層之開始點。開始點結構900包括硬遮罩層902，其係配置於犧牲層904上，其係配置於層間電介質(ILD)層906上。ILD層可被配置於基底上方，而(於一實施例中)被配置於下方金屬化層之上。於一實施例中，硬遮罩層902為氮化矽(SiN)或氮化鈦硬遮罩層。於一實施例中，犧牲層為矽層，諸如多晶矽層或非晶矽層。

參考圖9B，圖9B之結構的硬遮罩層902及犧牲層904被圖案化。硬遮罩層902及犧牲層904被圖案化以個別地形成圖案化硬遮罩層908及圖案化犧牲層910。圖案化硬遮罩層908及圖案化犧牲層910包括第一線開口912及線端區914之圖案。於一實施例中，矽犧牲層適於使用各向異性電漿蝕刻製程以圖案化至精細特徵。於一實施例中，微影抗蝕劑遮罩曝光及蝕刻製程被使用以形成圖案化硬遮罩層908及圖案化犧牲層910，具有抗蝕劑層或堆疊之後續移除。於一實施例中，第一線開口912具有光柵類型圖案，如圖9B中所描繪者。於一實施例中，節距分割圖案化方案被使用以形成第一線開口912之圖案。適當節距分割方案之範例被更詳細地描述於下。後續的線「切割」或插塞保留微影製程可接著被使用以界定線端區914。

圖9C闡明接續於下方通孔位置圖案化後之圖9B的結構。通孔開口916可被形成於ILD層906之選定位置上，以形成圖案化ILD層918。於一實施例中，通孔係使用自對準通孔製程而被圖案化。選定位置被形成於由第一線開口912所暴露之ILD層906的區內。於一實施例中，分離的微影及蝕刻製程被使用以形成通孔開口916，在用以形成第一線開口912之微影圖案化製程後。

圖9D闡明接續於第一金屬化製程後之圖9C的結構。於一實施例中，雙金屬鑲嵌金屬化製程被使用，其中通孔及金屬線被同時地填充。互連線920及導電通孔920被形成於第一線開口及通孔開口916中。於一實施例中，金屬填充製程被履行以提供互連線920及導電通孔920。於一實施例中，金屬填充製程係使用金屬沈積及後續平坦化處理方案(諸如化學機械平坦化(CMP)製程)而被履行。於其圖案化犧牲硬遮罩層910實質上由矽所組成的情況下，襯裡材料可被沈積在形成導電填充層之前，以阻止圖案化犧牲硬遮罩層910之矽化。

圖9E闡明接續於互連線920之暴露後的圖9D之結構。圖案化硬遮罩層908及圖案化犧牲層910被移除以留下互連線920為暴露的，具有下方導電通孔於圖案化ILD層918中。線端開口924被顯露。線端開口924提供互連線920之光柵圖案中的斷裂。於一實施例中，圖案化硬遮罩層908及圖案化犧牲層910係使用選擇性濕式蝕刻製程而被移除。

圖9F闡明接續於共形圖案化層之形成後的圖9E之結構。間隔物材料層926被形成於互連線920的光柵圖案之上並與其共形。於一實施例中，原子層沈積(ALD)被使用，由於其為高度共形的且極度準確(例如，控制達埃位準)的事實。應理解：線端開口924為(於一實施例中)太短而無法有效地破壞互連線920之一般光柵圖案，針對共形間隔物材料層926之形成。於一此類實施例中，線端開口924被填充以間隔物材料層926而不破壞互連線920之一般光柵圖案。於一實施例中，間隔物材料層926係使用化學氣相沈積(CVD)或原子層沈積(ALD)製程而被沈積。於一實施例中，間隔物材料層926為矽層，諸如多晶矽層或非晶矽層。於特定此類實施例中，襯裡材料被沈積於互連線920上，在形成矽間隔物材料層之前，以阻止間隔物材料層926之矽化。於一實施例中，線端切割(插塞)係小於或等於間隔物厚度的2倍，以致其被完全地填充以共形電介質材料。假如其係大於厚度的2倍，則接縫可能形成且金屬可能使該些線短路在一起，於後續處理期間。

圖9G闡明接續於來自間隔物材料層之間隔物線的形成後的圖9F之結構。於一實施例中，間隔物928係使用各向異性電漿蝕刻製程而被形成沿著互連線920之側壁。於一實施例中，間隔物材料層926餘留在線端開口924中以形成用於互連線920之線端佔位部分930。

圖9H闡明接續於插塞佔位層之形成後的圖9G之結構。插塞佔位層932被形成於相鄰互連線920的間隔物928之間。插塞佔位層932被初始地形成於其中第二組互連線所將被最終地形成之位置中。於一實施例中，插塞佔位層932係使用沈積及平坦化製程而被形成，其係將插塞佔位層932侷限於間隔物928之間。

圖9I闡明接續於插塞佔位層之圖案化後的圖9H之結構。插塞佔位層932被圖案化以將插塞佔位934留存於其中線端所被最終地形成之選定位置中。於一實施例中，微影抗蝕劑遮罩曝光及蝕刻製程被使用以形成插塞佔位934，具有抗蝕劑層或堆疊之後續移除。

圖9J闡明接續於第二金屬化製程後之圖9I的結構。互連線936被形成於開口(第二線開口)中，該些開口被形成於其用以形成插塞佔位934之插塞佔位層932的圖案化時。此外，雖然圖形省略了分離的處理操作，但通孔開口(及最終地導電通孔938)可被形成於導電線936底下之選定位置中。此一製程導致雙圖案化(兩個不同的通孔圖案化操作)ILD層940，如圖9J中所描繪者。

於一實施例中，金屬填充製程被履行以提供互連線936及導電通孔938。於一實施例中，金屬填充製程係使用金屬沈積及後續平坦化處理方案(諸如化學機械平坦化(CMP)製程)而被履行。於其間隔物928實質上由矽所組成的情況下，襯裡材料可被沈積在形成導電填充層之前，以阻止間隔物928之矽化。

應理解：於一實施例中，因為互連線936(及相應的導電通孔938)被形成於一比用以製造互連線920(及相應的導電通孔922)之製程更後面的製程中，所以互連線936可使用一種與用以製造導電線920不同的材料來製造。於一此類實施例中，金屬化層最終地包括交替的、不同的第一和第二組成之導電互連。

圖9K闡明接續於兩組互連線920和936之暴露後的圖9J之結構。間隔物928、線端佔位部分930、及插塞佔位934被移除以留下暴露的互連線920和936，個別地具有下方導電通孔922和938於圖案化ILD層940中。線端開口942被顯露。線端開口942提供斷裂於互連線920之光柵圖案中以及互連線936之光柵圖案中。於一實施例中，間隔物928、線端佔位部分930、及插塞佔位934係使用選擇性濕式蝕刻製程而被移除。

於一實施例中，圖9K之結構係表示具有空氣間隙架構之最後金屬化結構。亦即，因為互連線920和936被最終地暴露於文中所述之製程中，所以空氣間隙架構被致能。於另一實施例中，因為互連線920和936被暴露於該製程中的此階段，所以有機會移除互連線之擴散障壁層的側壁部分。例如，於一實施例中，此一擴散障壁層之移除實體地減薄了互連線920和936之導電特徵。於另一實施例中，互連線920和936之電阻值在此一擴散障壁層之側壁部分的移除時被減少。如圖9K中所標示，互連線920和936之特徵側壁部分960被暴露，而該些線下方之部分962則否。如此一來，於一實施例中，互連線920和936之擴散障壁層被移除自互連線920和936之側壁960但未被移除自互連線920和936之區962。於特定實施例中，此一擴散障壁層之側壁部分的移除係涉及Ta及/或TaN層的移除。

因此，參考操作9A-9K，於一實施例中，一種製造後段製程(BEOL)金屬化層之方法包括形成複數導電線920/936於其形成在基底上方之犧牲材料928中。複數導電線920/936之各者包括障壁層，其係沿著導電填充層之底部及側壁而形成。犧牲材料928被接著移除。障壁層被移除自導電填充層之側壁(例如，於位置960上)。於一實施例中，從導電填充層之側壁移除障壁層包括從包括選自由Cu、Al、Ti、Zr、Hf、V、Ru、Co、Ni、Pd、Pt、Cu、W、Ag、Au及其合金所組成的群組之材料的導電填充層之側壁移除氮化鉭或鉭層。

圖9L闡明接續於永久ILD層之形成後的圖9K之結構。層間電介質(ILD)層946/948被形成於互連線920和936之間。ILD層946/948包括介於互連線920和936之間的部分946。ILD層946/948亦包括介於互連線920和936之線斷裂的位置上之間的線端(或電介質插塞)部分948。

再次參考圖9L，於一實施例中，半導體結構999包括基底(其下方ILD層940被顯示)。複數交替第一920和第二936導電線類型被配置沿著其配置於該基底之上的後段製程(BEOL)金屬化層之相同方向。於一實施例中，如關聯圖9K所述，第一導電線類型920之總組成係不同於第二導電線類型936之總組成。於特定此類實施例中，第一導電線類型920之總組成係實質上由銅所組成，而第二導電線類型936之總組成係實質上由選自包括Al、Ti、Zr、Hf、V、Ru、Co、Ni、Pd、Pt、Cu、W、Ag、Au及其合金之群組的材料所組成，反之亦然。然而，於另一實施例中，第一導電線類型920之總組成係相同於第二導電線類型936之總組成。

於一實施例中，第一導電線類型920之線被隔離以一節距，而第二導電線類型936之線被隔離以該相同節距。於一實施例中，複數交替的第一和第二導電線類型被配置於層間電介質(ILD)層946/948中。然而，於另一實施例中，複數交替的第一和第二導電線類型920/936之線被分離以一空氣間隙，如與圖9K關聯所述者。

於一實施例中，複數交替的第一和第二導電線類型920/936之線各包括沿著該線之底部及側壁所配置的障壁層。然而，於另一實施例中，複數交替的第一和第二導電線類型920/936之線各包括沿著該線之底部962而並未沿著該線之側壁960所配置的障壁層，如圖9K的實施例所述。於一實施例中，複數交替的第一和第二導電線類型920/936之線的一或更多者被連接至下方通孔922/938，其被連接至半導體結構之下方金屬化層。於一實施例中，複數交替的第一和第二導電線類型920/936之線的一或更多者被中斷以電介質插塞948。

諸如與圖9L關聯所述之所得結構999(或圖9K之空氣間隙結構)可隨後被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖9L之結構999(或圖9K之結構)可代表積體電路中之最後金屬互連層。應理解其上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。亦應理解：上述範例已集中在金屬線及插塞或線端形成。然而，於其他實施例中，類似的方式可被用以形成通孔開口於ILD層中。

依據本發明之一或更多實施例，自對準DSA雙區塊或選擇性生長由下而上方式被描述。文中所述之一或更多實施例係有關自對準通孔及插塞圖案化。文中所述之程序的自對準形態可基於一種定向自聚合(DSA)機制，如底下更詳細地描述者。然而，應理解其選擇性生長機制可被利用以取代(或結合與)DSA為基的方式。於一實施例中，文中所述之程序係致能後段製程特徵製造之自對準金屬化的實現。更明確地，一或更多實施例係有關一種方式，其係利用下方金屬為模板以建立導電通孔及介於金屬之間的非導電間隔或中斷(稱為「插塞」)。

圖10A-10M闡明其表示於一種自對準通孔及金屬圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。於各所述操作之各闡明中，平面視圖被顯示於左手邊，而相應的橫斷面視圖被顯示於右手邊。這些視圖將於文中被稱為相應的橫斷面視圖及平面視圖。

圖10A闡明針對前層金屬化結構之選擇的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖選擇(a)，開始結構1000包括金屬線1002及層間電介質線(ILD)1004的圖案。開始結構1000可被圖案化為光柵狀圖案，以金屬線間隔於恆定節距並具有恆定寬度(例如，用於DSA實施例，但不一定需要於定向選擇性生長實施例)，如圖10A中所描繪者。圖案(例如)可藉由節距減半或節距減為四分之一方式來製造。某些線可關聯與下方通孔，諸如橫斷面視圖中之一範例所示的線1002’。

再次參考圖10A，替代的選擇(b)-(f)係討論其中於金屬線1002及層間電介質線1004之一者(或兩者)的表面上形成一額外膜(例如，沈積、生長、或留下如從先前圖案化製程所餘留的假影)的情況。於範例(b)中，額外膜1006被配置於層間電介質線1004上。於範例(c)中，額外膜1008被配置於金屬線1002上。於範例(d)中，額外膜1006被配置於層間電介質線1004上，而額外膜1008被配置於金屬線1002上。再者，雖然金屬線1002及層間電介質線1004被描述為共面的於(a)中，但是於其他實施例中，其可為非共面的。例如，於(e)中，金屬線1002突出於層間電介質線1004之上。於範例(f)中，金屬線1002凹陷於層間電介質線1004之下。

再次參考範例(b)-(d)，額外層(例如，層1006或1008)可被使用為硬遮罩(HM)或保護層或者被用以致能以下關聯後續處理操作所描述的選擇性生長及/或自聚合。此等額外層亦可被用以保護ILD不被進一步處理。此外，選擇性地沈積另一材料於金屬線之上可能由於類似理由而為有利的。再次參考範例(e)及(f)，亦得以藉由任一或兩表面上之保護/HM材料的任何組合來凹陷ILD線或金屬線。總之，於此階段存在有數個用以準備針對選擇性或定向自聚合製程之最終下方表面的選擇。

圖10B闡明接續於圖10A之結構上方的層間電介質(ILD)線1010之形成後的圖10A之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及c-c’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(c)，ILD線1010被形成在垂直於下方線1004之方向的光柵結構中。於一實施例中，線1010之材料的覆蓋膜係藉由化學氣相沈積或類似技術而被沈積。於一實施例中，覆蓋膜接著係使用微影及蝕刻處理(其可涉及，例如，間隔物為基的四倍圖案化(SBQP)或節距減為四分之一)而被圖案化。應理解：線1010之光柵圖案可藉由數種方法來製造，包括EUV及/或EBDW微影、定向自聚合，等等。如以下將被更詳細地描述，後續的金屬層將因此被圖案化在相對於先前金屬層之正交方向，因為線1010之光柵係正交於下方結構之方向。於一實施例中，單一193nm微影遮罩被使用以對準/對齊至先前金屬層1002(例如，線1010之光柵係於X對準至先前層「插塞」圖案且於Y對準至先前金屬光柵)。參考橫斷面結構(b)及(d)，硬遮罩1012可被形成於電介質線1010上、或者被留存接續於電介質線1010之圖案化後。硬遮罩1012可被用以保護線1010於後續圖案化步驟期間。如以下更詳細地描述，以光柵圖案之線1010的形成係暴露了先前金屬線1002及先前ILD線1004之區(或1002/1004上之相應硬遮罩層)。該些暴露區係相應於其中金屬所被暴露之所有可能的未來通孔位置。於一實施例中，先前層金屬層(例如，線1002)被保護、標記、刷，等等，在製程流中之此時點。

圖10C闡明接續於來自所有插塞位置之所有潛在通孔位置的選擇性區別後的圖10B之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)-(d)，個別地沿著軸a-a’、b-b’、c-c’及d-d’而取，接續於ILD線1010之形成後，表面修飾層1014被形成於下方ILD線1004之暴露區上。於一實施例中，表面修飾層1014為電介質層。於一實施例中，表面修飾層1014係藉由選擇性由下而上生長方式來形成。於一此類實施例中，由下而上生長方式涉及定向自聚合(DSA)刷塗層，其具有一優先地集合於下方ILD線1004或(替代地)於金屬線1002上(或者於犧牲層上，該犧牲層係配置於或生長於下方金屬或ILD材料上)之聚合物成分。

圖10D闡明接續於其附加至圖10C之下方金屬和ILD線的暴露部分之差別聚合物後的圖10C之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)-(d)，個別地沿著軸a-a’、b-b’、c-c’及d-d’而取，在下方金屬/ILD 1002/1004光柵之暴露部分上的定向自聚合(DSA)或選擇性生長被用以形成中間線1016，其具有交替的聚合物或交替的聚合物成分於ILD線1010之間。例如，如圖所示，聚合物1016A(或聚合物成分1016A)被形成於圖10C之層間電介質(ILD)線1004的暴露部分上或上方，而聚合物1016B(或聚合物成分1016B)被形成於圖10C之金屬線1002的暴露部分上或上方。雖然聚合物1016A被形成於關聯圖10C所述之表面修飾層1014上或上方(參見圖10D之橫斷面視圖(b)及(d))，但應理解：於其他實施例中，表面修飾層1014可被省略或者交替的聚合物或交替的聚合物成分可被替代地直接形成於關聯圖10B所述的結構中。

再次參考圖10D，於一實施例中，一旦下方結構(例如，圖10A之結構1000)之表面已被準備(例如，諸如圖10B之結構或圖10C之結構)或被直接地使用，則一種50-50雙區塊共聚物(diblock copolymer)，諸如聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-PMMA)，被塗佈於基底上並退火以驅動自聚合，導致圖10D之聚合物1016A/聚合物1016B層1016。於此一實施例中，利用適當的表面能量條件，區塊共聚物係根據暴露於ILD線1010之間的下方材料而分離。例如，於一特定實施例中，聚苯乙烯選擇性地對準至下方金屬線1002之暴露部分(或相應的金屬線封蓋或硬遮罩材料)。同時，聚甲基丙烯酸甲酯選擇性地對準至ILD線1004之暴露部分(或相應的金屬線封蓋或硬遮罩材料)。

因此，於一實施例中，下方金屬及ILD柵格(如暴露於ILD線1010之間者)被再生於區塊共聚物(BCP，亦即，聚合物1016A/聚合物1016B)。假如BCP節距與下方光柵節距相當則可能特別是如此。聚合物柵格(聚合物1016A/聚合物1016B)，於一實施例中，針對與適當對準柵格之某少量偏差是強韌的。例如，假如小插塞有效地設置氧化物等材料(其中適當對準柵格將具有金屬)，則仍可達成適當對準的聚合物1016A/聚合物1016B柵格。然而，因為ILD線光柵(於一實施例中)為理想化的光柵結構，無ILD骨幹之金屬破裂，所以可能需要使ILD表面中性，因為兩類型的聚合物(1016A與1016B)將(於此一例子中)被暴露至ILD類材料而僅有一類型被暴露至金屬。

於一實施例中，塗佈的聚合物(聚合物1016A/1016B)之厚度約略相同於(或稍微厚於)最終形成於其位置中之ILD的最終厚度。於一實施例中，如底下更詳細地描述，聚合物柵格不被形成為蝕刻抗蝕劑，而為用以最終地生長永久ILD層於其周圍的支架。如此一來，聚合物1016(聚合物1016A/聚合物1016B)之厚度可能是重要的，因為其可被用以界定後續形成之永久ILD層的最終厚度。亦即，於一實施例中，圖10D中所示之聚合物光柵最終被取代以約略相同厚度的ILD光柵。

於一實施例中，如上所述，圖10D之聚合物1016A/聚合物1016B的柵格為區塊共聚物。於此一實施例中，區塊共聚物分子是由共價接合單體之鏈所形成的聚合物分子。於區塊共聚物中，有至少兩不同類型的單體，且這些不同類型的單體被主要地包括於單體之不同區塊或相鄰序列內。所示的區塊共聚物分子包括聚合物1016A之區塊及聚合物1016B之區塊。於一實施例中，聚合物1016A之區塊主要地包括共價鏈結的單體A之鏈(例如，A-A-A-A-A…)，而聚合物1016B之區塊主要地包括共價鏈結的單體B之鏈(例如，B-B-B-B-B…)。單體A及B可代表本技術中已知之區塊共聚物中所使用的不同類型單體之任一者。舉例而言，單體A可代表用以形成聚苯乙烯之單體，而單體B可代表用以形成聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)之單體，雖然本發明之範圍並非如此限制。於其他實施例中，可有多於兩個區塊。此外，於其他實施例中，每一該些區塊可包括不同類型的單體(例如，各區塊本身可為共聚物)。於一實施例中，聚合物1016A之區塊及聚合物1016B之區塊被共價地接合在一起。聚合物1016A之區塊及聚合物1016B之區塊可為大約相同的長度，或者一區塊可顯著地較另一區塊更長。

通常，區塊共聚物之區塊(例如，聚合物1016A之區塊及聚合物1016B之區塊)可各具有不同的化學性質。舉例而言，該些區塊之一可為相對較疏水的(例如，斥水的)而另一者可為相對較親水的(吸水的)。至少觀念上，該些區塊之一可為相對較類似於油而另一區塊可相對較類似於水。介於不同區塊聚合物之間的化學性質之此等差異(無論是親水-疏水差異或其他)可能造成區塊共聚物分子自聚合。例如，自聚合可根據聚合物區塊之微相分離。觀念上，此可類似於其通常不能混合的油與水之相位分離。類似地，介於聚合物區塊之間的親水性的差異(例如，一區塊是相對疏水的而另一區塊是相對親水的)可能造成大致類似的微相分離，其中不同的聚合物區塊由於化學上不喜歡對方而嘗試彼此「分離」。

然而，於一實施例中，因為聚合物區塊被共價地彼此接合，所以其無法於巨觀尺度上完全地分離。反之，既定類型的聚合物區塊傾向於在極小(例如，奈米尺寸)區或相位中與相同類型之其他分子的聚合物區塊分離或聚集。區或微相位之特定尺寸及形狀通常至少部分地取決於聚合物區塊之相對長度。於一實施例中，經由一範例(如圖10D中所示)，於兩區塊共聚物中，假如區塊為約略相同的長度，則產生交替的聚合物1016A線與聚合物1016B線之柵格狀圖案。於另一實施例(未顯示)中，於兩區塊共聚物中，假如該些區塊之一較另一更長，但不會較另一長太多，則可形成柱狀結構。於柱狀結構中，區塊共聚物分子可與微相分離成柱的內部之其較短聚合物區塊以及延伸遠離柱並圍繞柱之其較長聚合物區塊對準。例如，假如聚合物1016A之區塊較聚合物1016B之區塊長(但不是長太多)，則可形成柱狀結構，其中許多區塊共聚物分子與聚合物1016B之其較短區塊對準，形成由具有聚合物1016A之較長區塊的相位所圍繞之柱狀結構。當此發生於足夠大小的區域中時，則可形成二維陣列的一般六角封裝的柱狀結構。

於一實施例中，聚合物1016A/聚合物1016B光柵被首先塗敷為未聚合的區塊共聚物層部分，其包括(例如)藉由刷或其他塗佈製程所塗敷之區塊共聚物材料。未聚合形態指的是其中(在沈積的時刻)區塊共聚物尚未實質上相位分離及/或自聚合以形成奈米的情況。於此未聚合形式中，區塊聚合物分子是相當高度隨機化的，具有相對高度隨機地定向且設置之不同聚合物區塊，其係相反於配合圖10D之所得結構所討論的聚合區塊共聚物層部分。未聚合區塊共聚物層部分可被塗敷以多種不同方式。舉例而言，區塊共聚物可溶解於溶劑中並接著旋塗於表面之上。替代地，未聚合區塊共聚物可被噴塗、浸塗、浸入塗、或其他方式塗佈或塗敷於表面之上。塗敷區塊共聚物之其他方式、以及用以塗敷類似有機塗層之技術中已知的其他方式可潛在地被使用。接著，未聚合層可形成聚合區塊共聚物層部分，例如，藉由未聚合區塊共聚物層部分之微相分離及/或自聚合。微相分離及/或自聚合係透過區塊共聚物分子之再配置及/或再定位而發生，且特別是區塊共聚物分子的不同聚合物區塊之再配置及/或再定位。

於此一實施例中，退火處置可被施加至未聚合區塊共聚物以起始、加速、增加、或者提升微相分離及/或自聚合之品質。於某些實施例中，退火處置可包括可操作以增加區塊共聚物之溫度的處置。此一處置之一範例是烘焙該層、加熱該層於烘箱中或者於熱燈之上，施加紅外線輻射至該層，或者施加熱至該層或增加該層之溫度。所欲的溫度增加通常將足以顯著地加速區塊聚合物之微相分離及/或自聚合而不損害區塊共聚物或積體電路基底之任何其他重要的材料或結構。通常，加熱範圍可介於約50℃至約300℃，或介於75℃至約250℃，但不超過區塊共聚物或積體電路基底之熱退化限制。加熱或退火可協助提供能量給區塊共聚物分子以使其更可動/有彈性以增加微相分離之速率及/或增進微相分離之品質。區塊共聚物分子之此微相分離或再配置/再定位可導致自聚合以形成極小(例如，奈米等級)結構。自聚合可於表面能量、分子親和性、及其他表面相關和化學相關力的影響之下發生。

於任何情況下，於某些實施例中，區塊共聚物之自聚合(無論是否根據疏水-親水差異)可被用以形成極小的週期性結構(例如，精確地間隔的奈米等級結構或線)。於某些實施例中，其可被用以形成可最終地用以形成通孔及開口之奈米等級線或其他奈米等級結構。於某些實施例中，區塊共聚物之定向自聚合可被用以形成與互連自對準之通孔，如底下更詳細地描述者。

再次參考圖10D，於一實施例中，針對DSA製程，除了從下方ILD/金屬1004/1002表面之方向外，生長製程可受到ILD線1010之材料的側壁所影響。如此一來，於一實施例中，DSA係透過圖外延(自線1010之側壁)及化學外延(自下方暴露表面特性)而被控制。物理地及化學地侷限DSA製程可顯著地協助該製程，從缺陷性觀點。所得聚合物1016A/1016B具有較少的自由度且被完全地局陷於所有方向，透過化學(例如，藉由(例如)刷方式所對其做出的下方ILD或金屬線、或表面修飾)及物理(例如，自ILD線1010之間所形成的溝槽)。

於替代實施例中，選擇性生長製程被使用以取代DSA方式。圖10E闡明接續於選擇下方金屬和ILD線之暴露部分後的圖10B之結構的橫斷面視圖，依據本發明之另一實施例。參考圖10E，第一材料類型1090被生長於下方ILD線1004之暴露部分上方。第二(不同的)材料類型1092被生長於下方金屬線1002之暴露部分上方。於一實施例中，選擇性生長係藉由一種針對第一和第二材料之各者的dep-etch-dep-etch(沈積-蝕刻-沈積-蝕刻)方式來達成，導致該些材料之各者的複數層，如圖10E中所描繪者。此一方式可能是理想的，相對於其可形成「蘑菇頂部」狀的膜之傳統選擇性生長技術。蘑菇頂膜生長傾向可透過一種交替的沈積/蝕刻/沈積(dep-etch-dep-etch)方式而被減少。於另一實施例中，膜被選擇性沈積於金屬之上，接續以不同膜被選擇性地沈積於ILD之上(或反之亦然)，且重複數次以產生三明治狀堆疊。於另一實施例中，兩材料被同時地生長於一反應室中(例如，藉由CVD式樣製程)，其係選擇性生長於下方基底之各暴露區上。

圖10F闡明接續於一種聚合物之移除後的圖10D之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)-(d)，個別地沿著軸a-a’、b-b’、c-c’及d-d’而取，聚合物或聚合物部分1016A被移除以再暴露ILD線1004(或者ILD線1004上所形成的硬遮罩或蓋層)，而聚合物或聚合物部分1016B被留存於金屬線1002之上。於一實施例中，接續於濕式蝕刻或選擇性乾式蝕刻後之深紫外線(DUV)大量曝光被用以選擇性地移除聚合物1016A。應理解：取代從ILD線1004之聚合物的第一移除(如圖所示)，可替代地首先履行從金屬線1002之移除。替代地，電介質膜被選擇性生長於該區之上，且混合支架未被使用。

圖10G闡明接續於一種聚合物的移除時所打開之位置中的ILD材料之形成後的圖10F之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)-(d)，個別地沿著軸a-a’、b-b’、c-c’及d-d’而取，下方ILD線1004之暴露區被填充以永久層間電介質(ILD)層1018。如此一來，介於所有可能通孔位置之間的開放空間均被填充以ILD層1018，其包括配置於其上之硬遮罩層1020，如10G之平面視圖及橫斷面視圖(b)和(d)中所描繪者。應理解：ILD層1018之材料無須為如ILD線1010之相同材料。於一實施例中，ILD層1018係藉由沈積及拋光製程來形成。於其中ILD層1018被形成以伴隨的硬遮罩層1020之情況下，特殊ILD填充材料可被使用(例如，其填充孔/溝槽之ILD的聚合物囊封奈米粒子)。於此一情況下，拋光操作可能不需要。

再次參考圖10G，於一實施例中，所得結構包括均勻ILD結構(ILD線1010+ILD層1018)，而所有可能插塞之位置被覆蓋以硬遮罩1020且所有可能通孔位於聚合物1016B之區域中。於此一實施例中，ILD線1010及ILD層1018係由相同材料所組成。於另一此實施例中，ILD線1010及ILD層1018係由不同的ILD材料所組成。於任一情況下，於一特定實施例中，可在最後結構中觀察到諸如介於ILD線1010與ILD層1018的材料之間的接縫等區別。範例接縫1099係顯示於圖10G中以利說明。

圖10H闡明接續於通孔圖案化後的圖10G之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)-(d)，個別地沿著軸a-a’、b-b’、c-c’及d-d’而取，通孔位置1022A、1022B及1022C係藉由選定位置中之聚合物1016B的移除而被打開。於一實施例中，選擇性通孔位置形成係藉由使用微影技術來完成。於一此類實施例中，聚合物1016B被整體地移除以灰且被再填充以光抗蝕劑。光抗蝕劑可為高度敏感的且具有大的酸擴散及積極的去保護或交聯(根據抗蝕劑色調)，因為潛時影像係由ILD(例如，由ILD線1010及ILD層1018)所侷限於兩方向。抗蝕劑作用為數位開關，用以「開」或「關」，根據是否需要通孔於特定位置中。理想地，光抗蝕劑可被用以僅填充孔，而不會溢出。於一實施例中，通孔位置1022A、1022B及1022C被完全地侷限以該製程，以致其線邊緣或寬度粗糙度(LWR)以及線崩潰及/或反射被減輕(假如未被消除的話)。於一實施例中，低劑量被使用以EUV/EBDW並顯著地增加運行速率。於一實施例中，利用EBDW之一額外優點在於：藉由顯著地減少所需的孔徑數以及降低其需被遞送之劑量而僅有一可增加運行速率之單次類型/大小。於其使用193nm浸入式微影之情況下，於一實施例中，製程流係將通孔位置侷限於兩方向上以致其實際上被圖案化的通孔之大小為晶圓上的實際通孔之大小的兩倍(例如，假設1：1線/空間圖案)。替代地，通孔位置可被選擇於反色調，其中需要被留存之通孔被保護以光抗蝕劑而餘留的地點則被移除且稍後被填充以ILD。此一方式可容許單一金屬填充/拋光製程於圖案化流程之末端而非兩個分離的金屬沈積步驟。

圖10I闡明接續於通孔形成後的圖10H之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)-(d)，個別地沿著軸a-a’、b-b’、c-c’及d-d’而取，通孔位置1022A、1022B及1022C被個別地填充以金屬來形成通孔1024A、1024B及1024C。於一實施例中，通孔位置1022A、1022B及1022C被填充以過量金屬，且後續拋光操作被履行。然而，於另一實施例中，通孔位置1022A、1022B及1022C被填充而無金屬過填充且拋光操作被省略。應理解：圖10I中所示之通孔填充可被跳過於反色調通孔選擇方式中。

圖10J闡明接續於第二種聚合物之移除並以ILD材料之替換後的圖10I之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)-(d)，個別地沿著軸a-a’、b-b’、c-c’及d-d’而取，餘留的聚合物或聚合物部分1016B(例如，其中通孔位置尚未被選擇)被移除以再暴露金屬線1002。之後，ILD層1026被形成於其中餘留的聚合物或聚合物部分1016B被移除之位置中，如圖10J中所描繪者。

再次參考圖10J，於一實施例中，所得結構包括均勻ILD結構(ILD線1010+ILD層1018+ILD層1026)，而所有可能插塞之位置被覆蓋以硬遮罩1020。於此一實施例中，ILD線1010、ILD層1018及ILD層1026係由相同材料所組成。於另此一實施例中，ILD線1010、ILD層1018及ILD層1026之兩者係由相同材料所組成且第三者係由不同的ILD材料所組成。於又另此一實施例中，ILD線1010、ILD層1018及ILD層1026均由彼此不同的ILD材料所組成。於任一情況下，於一特定實施例中，可在最後結構中觀察到諸如介於ILD線1010與ILD層1026的材料之間的接縫等區別。範例接縫1097係顯示於圖10J中以利說明。類似地，可在最後結構中觀察到諸如介於ILD層1018與ILD層1026的材料之間的接縫等區別。範例接縫1098係顯示於圖10J中以利說明。

圖10K闡明接續於選定插塞位置中的抗蝕劑或遮罩之圖案化後的圖10J之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，插塞位置1028A、1028B及1028C係藉由形成遮罩或抗蝕劑層於那些位置之上而被保留。此保留圖案化可被稱為金屬端至端微影圖案化，其中插塞位置被判定為後續形成之金屬線中的斷裂所需要之處。應理解：因為插塞位置僅可在其中ILD層1018/硬遮罩1020所被放置的那些位置中，所以插塞可發生於先前層ILD線1004之上。於一實施例中，圖案化係藉由使用微影操作(例如，EUV、EBDW或浸入式193nm)來達成。於一實施例中，圖10K中所示之製程係展示一種正色調圖案化製程之使用，其中係保留了介於金屬之間的空間所需發生的區。應理解：於另一實施例中，亦可能替代地打開孔並反轉該製程之色調。

圖10L闡明接續於硬遮罩移除及ILD層凹陷後的圖10K之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)-(d)，個別地沿著軸a-a’及b-b’而取，硬遮罩1020被移除且ILD層1018及ILD層1026被凹陷以個別地形成凹陷的ILD層1018’及凹陷的ILD層1026’，藉由蝕刻這些層低於其原始的最上表面。應理解：ILD層1018及ILD層1026之凹陷被履行而不蝕刻或凹陷ILD線1010。選擇性可藉由使用硬遮罩層1012於ILD線上來達成(如橫斷面視圖(a)及(b)中所描繪者)。替代地，於其ILD線1010係由不同於ILD層1018和ILD層1026之材料的ILD材料所組成的情況下，即使缺乏硬遮罩1012仍可使用選擇性蝕刻。ILD層1018及ILD層1026的凹陷係用以提供位置給第二階金屬線，如由ILD線1010所隔離，如以下所描述。凹陷之程度或深度(於一實施例中)係根據形成於其上之金屬線的所欲最終厚度來選擇。應理解：插塞位置1028A、1028B及1028C中之ILD層1018未被凹陷。

圖10M闡明接續於金屬線形成後的圖10L之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)、(b)及(c)，個別地沿著軸a-a’、b-b’及b-b’而取，用以形成金屬互連線之金屬被共形地形成於圖10L之結構上方。金屬被接著平坦化(例如，藉由CMP)以提供金屬線1030，其被侷限於凹陷的ILD層1018’及凹陷的ILD層1026’上方之位置。金屬線1030係透過預定的通孔位置1024A、1024B及1024C而被耦合與下方金屬線1002(1024B被顯示於橫斷面視圖(c)中；注意：為了說明性目的，於橫斷面視圖(b)中另一通孔1032被描繪為直接地鄰接插塞1028B，即使此與先前的圖形不一致)。金屬線1030藉由ILD線1010而被彼此隔離，且藉由保留的插塞1028A、1028B及1028C而被中斷或分離。餘留在插塞位置上及/或ILD線1010上之任何硬遮罩可被移除在製程流之此部分，如圖10M中所描繪者。用以形成金屬線1030之金屬(例如，銅及相關的障壁和種子層)沈積及平坦化製程可為典型地用於標準後段製程(BEOL)單或雙金屬鑲嵌處理者。於一實施例中，於後續製造操作中，ILD線1010可被移除以提供介於所得金屬線1030之間的空氣間隙。

圖10M之結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖10M之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。應理解：上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被履行及/或額外的製程操作可被履行。再者，雖然上述製程流程係集中於定向自聚合(DSA)之應用，但選擇性生長製程亦可被替代地使用於製程流程之一或更多位置。於任何情況下，所得結構均致能其被直接地集中於下方金屬線上之通孔的製造。亦即，通孔可具有較下方金屬線更寬、更窄、或相同的厚度，例如，由於非完美選擇性蝕刻處理。然而，於一實施例中，通孔之中心被直接地與金屬線之中心對準(匹配)。如此一來，於一實施例中，由於傳統微影/雙金屬鑲嵌圖案化(其需另被容許)之偏差不會是文中所述之所得結構的因素。

文中所述之一或更多實施例係有關前層自對準通孔及插塞圖案化。文中所述之程序的自對準形態可基於一種定向自聚合(DSA)機制，如底下更詳細地描述者。然而，應理解：選擇性生長機制可被利用以取代(或結合與)DSA為基的方式。於一實施例中，文中所述之程序係致能後段製程特徵製造之自對準金屬化的實現。

圖11A-11M闡明其表示一種自對準通孔及金屬圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。於各所述操作之各闡明中，平面視圖被顯示於左手邊，而相應的橫斷面視圖被顯示於右手邊。這些視圖將於文中被稱為相應的橫斷面視圖及平面視圖。

圖11A闡明針對前層金屬化結構之選擇的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖選擇(a)，開始結構1100包括金屬線1102及層間電介質線(ILD)1104的圖案。開始結構1100可被圖案化為光柵狀圖案，以金屬線間隔於恆定節距並具有恆定寬度，如圖11A中所描繪者，假如將使用自聚合材料的話。假如使用一種定向選擇性生長技術的話，則下方圖案不需為單一節距或寬度。圖案(例如)可藉由節距減半或節距減為四分之一方式來製造。某些線可關聯與下方通孔，諸如橫斷面視圖中之一範例所示的線1102’。

再次參考圖11A，替代的選擇(b)-(f)係討論其中於金屬線1102及層間電介質線1104之一者(或兩者)的表面上形成一額外膜(例如，沈積、生長、或留下如從先前圖案化製程所餘留的假影)的情況。於範例(b)中，額外膜1106被配置於層間電介質線1104上。於範例(c)中，額外膜1108被配置於金屬線1102上。於範例(d)中，額外膜1106被配置於層間電介質線1104上，而額外膜1108被配置於金屬線1102上。再者，雖然金屬線1102及層間電介質線1104被描述為共面的於(a)中，但是於其他實施例中，其可為非共面的。例如，於(e)中，金屬線1102突出於層間電介質線1104之上。於範例(f)中，金屬線1102凹陷於層間電介質線1104之下。

再次參考範例(b)-(d)，額外層(例如，層1106或1108)可被使用為硬遮罩(HM)或保護層或者被用以致能以下關聯後續處理操作所描述的選擇性生長及/或自聚合。此等額外層亦可被用以保護ILD不被進一步處理。此外，選擇性地沈積另一材料於金屬線之上可能由於類似理由而為有利的。再次參考範例(e)及(f)，亦得以藉由任一或兩表面上之保護/HM材料的任何組合來凹陷ILD線或金屬線。總之，於此階段存在有數個用以準備針對選擇性或定向自聚合製程之最終下方表面的選擇。

圖11B闡明針對下方金屬/ILD光柵上(例如，於諸如圖11A中所示之結構上)的定向自聚合(DSA)生長之選擇的平面視圖及相應的橫斷面視圖，根據本發明之實施例。參考平面視圖，結構1110包括一具有交替的聚合物或交替的聚合物成分之層。例如，如圖所示，聚合物A(或聚合物成分A)被形成於圖11A之層間電介質(ILD)線1104上或上方，而聚合物B(或聚合物成分B)被形成於圖11A之金屬線1102上或上方。參考橫斷面視圖，於(a)中，聚合物A(或聚合物成分A)被形成於ILD線1104上，及聚合物B(或聚合物成分B)被形成於金屬線1102上。於(b)中，聚合物A(或聚合物成分A)被形成於ILD線1104上所形成之額外膜1106上，而聚合物B(或聚合物成分B)被形成於金屬線1102上。於(c)中，聚合物A(或聚合物成分A)被形成於ILD線1104上，而聚合物B(或聚合物成分B)被形成於金屬線1102上所形成之額外膜1108上。於(d)中，聚合物A(或聚合物成分A)被形成於ILD線1104上所形成之額外膜1106上，而聚合物B(或聚合物成分B)被形成於金屬線1102上所形成之額外膜1108上。

再次參考圖11B，於一實施例中，一旦下方結構(例如，圖11A之結構1100)之表面已被準備，則一種50-50雙區塊共聚物，諸如聚苯乙烯-聚甲基丙烯酸甲酯(PS-PMMA)，被塗佈於基底上並退火以驅動自聚合，導致圖11B之結構1110的聚合物A/聚合物B層。於此一實施例中，利用適當的表面能量條件，區塊共聚物根據結構1100之下方材料而分離。例如，於一特定實施例中，聚苯乙烯選擇性地對準至下方金屬線1102(或相應的金屬線封蓋或硬遮罩材料)。同時，聚甲基丙烯酸甲酯選擇性地對準至ILD線1104(或相應的金屬線封蓋或硬遮罩材料)。

因此，於一實施例中，下方金屬及ILD柵格被再生於區塊共聚物(BCP，亦即，聚合物A/聚合物B)。假如BCP節距與下方光柵節距相當則可能特別是如此。聚合物柵格(聚合物A/聚合物B)，於一實施例中，針對從極適當對準的柵格之某少量偏差是強韌的。例如，假如小插塞有效地設置氧化物等材料(其中極適當對準的柵格將具有金屬)，則仍可達成極適當對準的聚合物A/聚合物B柵格。然而，因為ILD線光柵(於一實施例中)為理想化的光柵結構，無ILD骨幹之金屬破裂，所以可能需要使ILD表面中性，因為兩類型的聚合物(A與B)將(於此一例子中)被暴露至ILD類材料而僅有一類型被暴露至金屬。

於一實施例中，塗佈的聚合物(A/B)之厚度約略相同於(或稍微厚於)最終形成於其位置中之ILD的最終厚度。於一實施例中，如底下更詳細地描述，聚合物柵格不被形成為蝕刻抗蝕劑，而為用以最終地生長永久ILD層於其周圍的支架。如此一來，聚合物(A/B)之厚度可能是重要的，因為其可被用以界定後續形成之永久ILD層的最終厚度。亦即，於一實施例中，圖11B中所示之聚合物光柵最終被替換以約略相同厚度的ILD光柵。

於一實施例中，如上所述，圖2之聚合物A/聚合物B的柵格為區塊共聚物。於一此類實施例中，區塊共聚物分子為一種諸如以上與圖10D關聯所述者。於一實施例中，經由第一範例(如圖11B中所示)，於兩區塊共聚物中，假如區塊為約略相同的長度，則產生交替的聚合物A線與聚合物B線之柵格狀圖案。於另一實施例中，經由第二範例(未顯示)，於兩區塊共聚物中，假如該些區塊之一較另一更長，但不會長太多，則可形成垂直柱狀結構。於柱狀結構中，區塊共聚物分子可與微相分離成柱的內部之其較短聚合物區塊以及延伸遠離柱並圍繞柱之其較長聚合物區塊對準。例如，假如聚合物A之區塊較聚合物B之區塊長(但不是太長)，則可形成柱狀結構，其中許多區塊共聚物分子與聚合物B之其較短區塊對準，形成由具有聚合物A之較長區塊的相位所圍繞之柱狀結構。當此發生於足夠尺寸的區域中時，則可形成通常六角地封裝之柱狀結構的二維陣列。

於一實施例中，聚合物A/聚合物B光柵被首先塗敷為未聚合的區塊共聚物層部分，其包括(例如)藉由刷或其他塗佈製程所塗敷之區塊共聚物材料，如以上與圖10D關聯所述者。於此一實施例中，退火處置可被施加至未聚合區塊共聚物以起始、加速、增加其品質、或者提升微相分離及/或自聚合，如以上與圖10D關聯所述者。

圖11C闡明接續於一種聚合物之移除後的圖11B之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考圖11C，聚合物B被移除以再暴露金屬線1102(或金屬線1102上所形成之硬遮罩或封蓋層)，而聚合物A被留存於ILD線1104中，形成結構1112。於一實施例中，接續於濕式蝕刻或選擇性乾式蝕刻後之深紫外線(DUV)大量曝光被用以選擇性地移除聚合物B。應理解其，取代從金屬線1102之聚合物的第一移除(如圖所示)，可替代地首先執行從ILD線之移除。

圖11D闡明接續於金屬線1102之上的犧牲材料層之形成後的圖11C之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(b)，結構1114包括形成於金屬線1102上面或之上並介於ILD線1104上面或之上的聚合物A之間的犧牲B層。於一實施例中，參考橫斷面視圖(a)，低溫沈積係填充介於聚合物A線之間的溝槽，例如，以氧化物(例如，TiO _x)或其他犧牲材料當作共形層1116。共形層1116接著係藉由乾式蝕刻或化學機械平坦化(CMP)製程而被侷限於金屬線1102上方的區。所得之層於文中被稱為犧牲B，因為於某些實施例中，其材料被最終地取代以永久ILD材料。然而，於其他實施例中，應理解其永久ILD材料可被替代地形成於此階段。於使用犧牲材料之情況下，於一實施例中，犧牲材料具有必要的沈積性質、熱穩定性、及對於製程中所使用之其他材料的蝕刻選擇性。

圖11E闡明接續於以永久層間電介質(ILD)材料替換聚合物A後的圖11D之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(c)，結構1118包括於ILD線1104之上或上面並介於犧牲B材料線之間的永久層間電介質(ILD)線1120。於一實施例中，如橫斷面視圖(a)中所描繪，聚合物A線被移除。接著，參考橫斷面視圖(b)，ILD材料層1119被共形地形成在所得結構之上。共形層1119接著係藉由乾式蝕刻或化學機械平坦化(CMP)製程而被侷限於ILD線1104上方的區。於一實施例中，結構1118有效地以極厚材料的光柵(例如，永久ILD 1120及犧牲B)來替換圖11B之聚合物(A/B)光柵，該極厚材料的光柵與下方金屬光柵相稱並與下方光柵對準。兩不同材料可被用以最終地界定插塞及通孔之可能位置，如底下更詳細地描述。

圖11F闡明接續於永久ILD線上之選擇性硬遮罩形成後的圖11E之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(c)，結構1122包括形成在永久層間電介質(ILD)線1120上之硬遮罩層1124。於一實施例中，參考橫斷面視圖(c)，選擇性生長製程被用以形成硬遮罩層1124為侷限於永久ILD線1120之表面。於另一實施例中，共形材料層1123被首先形成(橫斷面視圖(a))於一具有凹陷的永久ILD線1120之結構上。共形層1123接著接受計時的蝕刻及/或CMP製程以形成硬遮罩層1124(橫斷面視圖(b))。於後者情況下，ILD線1120係相對於犧牲B材料而凹陷，且接著非共形(平坦化)硬遮罩1123被沈積於所得光柵上。材料1123在犧牲B線上較在凹陷的ILD線1120上更薄以致硬遮罩之計時蝕刻或拋光操作係從犧牲B材料選擇性地移除材料1123。

圖11G闡明接續於犧牲B線之移除及以永久ILD線1128之替換後的圖11F之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(c)，結構1126包括取代圖11F之犧牲B線的永久ILD線1128，亦即，在金屬線1102之上並與金屬線1102對準。於一實施例中，犧牲B材料被移除(橫斷面視圖(a))並替換以永久ILD線1128(橫斷面視圖(c))，例如，藉由共形層之沈積和後續的計時蝕刻或CMP處理(橫斷面視圖(b))。於一實施例中，所得結構1126包括均勻ILD材料(永久ILD線1120+永久ILD線1128)，其中所有可能插塞之位置被覆蓋以硬遮罩1124且所有可能通孔位於暴露的永久ILD線1128之區域中。於此一實施例中，永久ILD線1120及永久ILD線1128係由相同材料所組成。於另一此實施例中，永久ILD線1120及永久ILD線1128係由不同的ILD材料所組成。於任一情況下，於一特定實施例中，可在最後結構1126中觀察到諸如介於永久ILD線1120與永久ILD線1128的材料之間的接縫等區別。範例接縫1199係顯示於圖11F中以利說明。

圖11H闡明接續於溝槽形成(例如，光柵界定)後的圖11G之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)-(d)，個別地沿著軸a-a’、b-b’、c-c’及d-d’而取，藉由在圖11G之結構中形成溝槽1132以界定一光柵於結構1130中(垂直於圖11G之光柵)，以最終地界定介於金屬線的圖案之間的區。於一實施例中，溝槽1132係藉由將光柵圖案圖案化並蝕刻為較早結構之犧牲光柵來形成。於一實施例中，形成一柵格，有效地，同時界定介於最終形成的金屬線之間的所有間隔連同所有插塞和通孔之位置。於一實施例中，溝槽1132顯露下方ILD線1104及金屬線1102之位置。

圖11I闡明接續於圖11H的溝槽中之犧牲材料光柵的形成後的圖11H之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)-(d)，個別地沿著軸a-a’、b-b’、c-c’及d-d’而取，材料層1134(其為層間電介質層或犧牲層)被形成於圖11H之結構的溝槽1132中。於一實施例中，材料層1134係藉由利用永久ILD材料或犧牲層之共形沈積及後續的計時蝕刻或CMP來形成(例如，假如將製造空氣間隙的話其可於稍後被移除)。於前者情況下，材料層1134最終地變為ILD材料，介於相同金屬層上後續所形成的平行金屬線之間。於後者情況下，材料可被稱為犧牲C材料，如圖所示。於一實施例中，材料層1134具有對於其他ILD材料及對於硬遮罩層1128的高蝕刻選擇性。

圖11J闡明接續於遮罩之形成和圖案化以及通孔位置之後續蝕刻後的圖11I之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，個別地沿著軸a-a’及b-b’而取，遮罩1136被形成於圖11I之結構上。遮罩係(例如)藉由微影製程而被圖案化，以具有形成於其中之開口1137。於一實施例中，開口係根據所欲的通孔圖案化而決定。亦即，於此階段，所有可能的通孔及插塞(例如，當作佔位)已被圖案化且被自對準至上面和下面的最終金屬層。於此，通孔及插塞位置之子集被選擇以供保留，如用以蝕刻金屬線所在之位置。於一實施例中，ArF或EUV或電子束抗蝕劑被用以切割或選擇待蝕刻之通孔，亦即，在金屬線1102之暴露部分的位置上。應理解：硬遮罩1124及材料層1134係作用為決定通孔之形狀及位置的實際蝕刻遮罩。遮罩1136僅作用以阻擋剩餘的通孔不被蝕刻。如此一來，對於開口1137尺寸之容許度被放寬，因為選定的通孔位置(亦即，直接位於金屬線1102之暴露部分上面的開口1137之部分)之周圍材料(例如，硬遮罩1124及材料層1134)能抵抗用以移除金屬線1102之選定部分上面的ILD線1128之蝕刻製程，以供最終的通孔製造。於一實施例中，遮罩1136係由地形遮蔽部分1136C、抗反射塗(ARC)層1136B、及光抗蝕劑層1136A所組成。於一特定此類實施例中，地形遮蔽部分136C為碳硬遮罩(CHM)層而抗反射塗層136B為矽ARC層。

圖11K闡明接續於遮罩和硬遮罩移除以及後續之插塞圖案化和蝕刻後的圖11J之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，個別地沿著軸a-a’及b-b’而取，圖11J中所示之遮罩1136在通孔位置圖案化之後被移除。之後，第二遮罩1138被形成並圖案化以覆蓋選定的插塞位置。明確地，於一實施例中，且如圖11K中所描繪，硬遮罩1124之部分被保留於其中插塞所將最後地形成之位置中。亦即，於此階段，存在有硬遮罩插塞之形式的所有可能插塞。圖11K之圖案化操作係作用以移除除了那些為插塞保留所選擇的以外之所有硬遮罩1124部分。圖案化有效地暴露ILD線1120及1128之大致上部分，例如，當作統一的電介質層。

圖11L闡明接續於遮罩移除以及金屬線溝槽蝕刻後的圖11K之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，個別地沿著軸a-a’及b-b’而取，圖11K中所示之遮罩1138在通孔位置圖案化之後被移除。之後，ILD線1120及1128之暴露部分的部分蝕刻被執行以提供凹陷的ILD線1120’及1128’。凹陷之程度可根據計時的蝕刻製程，如針對所欲金屬線厚度之深度。由保留的硬遮罩1124部分所保護之ILD線1120的部分並未藉由蝕刻而被凹陷，如圖11L中所示。此外，材料層1134(其可為犧牲材料或永久ILD材料)亦未被蝕刻或凹陷。應理解：圖11L所示之製程並不需要微影操作，因為通孔位置(在金屬線1102之暴露部分上)已被蝕刻以及插塞(在其中硬遮罩1124被保留之位置上)。

圖11M闡明接續於金屬線沈積及拋光後的圖11L之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，個別地沿著軸a-a’及b-b’而取，用以形成金屬互連線之金屬被共形地形成於圖11L之結構上方。金屬被接著平坦化(例如，藉由CMP)以提供金屬線1140。金屬線係透過預定的通孔位置而被耦合與下方金屬線，且藉由保留的插塞1142及1144而被隔離。金屬(例如，銅及相關障壁和種子層)沈積及平坦化製程可為標準BEOL雙金屬鑲嵌處理之製程。應理解：於後續製造操作中，材料層線1134可被移除以提供介於所得金屬線1140之間的空氣間隙。

圖11M之結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖11M之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。應理解其上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。再者，雖然上述製程流程係集中於定向自聚合(DSA)之應用，但選擇性生長製程亦可被替代地使用於製程流程之一或更多位置。於任何情況下，所得結構均致能其被直接地集中於下方金屬線上之通孔的製造。亦即，通孔可具有較下方金屬線更寬、更窄、或相同的厚度，例如，由於非完美選擇性蝕刻處理。然而，於一實施例中，通孔之中心被直接地與金屬線之中心對準(匹配)。如此一來，於一實施例中，由於傳統微影/雙金屬鑲嵌圖案化(其需另被容許)之偏差不會是文中所述之所得結構的因素。

依據本發明之一實施例，自對準DSA三區塊由下而上方式被描述。文中所述之一或更多實施例係有關自對準通孔或接點之三區塊共聚物。透過使用更先進的區塊共聚物及定向自聚合策略，可達成針對下方緊密金屬層之對準。文中所述之實施例可被實施以增進成本、可擴縮性、圖案布局誤差、及變化性。

通常，文中所述之一或更多實施例涉及：用以實現相位分離為「自對準光桶」之三區塊共聚物材料的三個相位之使用，例如，用以產生已對準光桶的自對準三區塊共聚物之使用被描述。針對光桶之製造及使用的額外實施例被更詳細地描述於下，在超越圖12A-12K之目前實施例的實施例中。然而，亦應理解：實施例不限於光桶之概念，而是具有廣泛的應用於具有使用由下而上及/或定向自聚合(DSA)方式所製造之預形成特徵的結構。

圖12A-12C闡明斜角橫斷面視圖，其表示一種使用三區塊共聚物以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

參考圖12A，半導體結構層1200具有交替的金屬線1202及層間電介質(ILD)線1204之光柵圖案。結構1200可被處置以具有第一分子物種1206之第一分子刷操作(i)。結構1200亦可被處置以具有第二分子物種1208之第二分子刷操作(ii)。應理解：操作(i)及(ii)之順序可被反轉，或可甚至被履行於實質上相同的時刻。

參考圖12B，分子刷操作可被履行以更改或提供衍生表面給交替的金屬線1202及ILD線1204。例如，金屬線1202之表面可被處置以具有A/B表面1210於金屬線1202上。ILD線1204之表面可被處置以具有C表面1212於ILD線1204上。

參考圖12C，圖12B之結構可被處置以一種處置操作(iii)，其涉及三區塊區塊共聚物(三區塊BCP)1214之應用，及可能的後續分離處置，以形成分離結構1220。分離結構1220包括ILD線1204上方之分離三區塊BCP的第一區1222。分離三區塊BCP之交替的第二區1224及第三區1226係位於金屬線1202上方。三區塊共聚物1214之三個區塊的最終配置係根據化學外延，因為僅下方圖案(而非共面圖案，如圖外延中所使用者)被使用以定向三區塊共聚物1214之聚合來形成分離結構1220。

集體地參考圖12A-12C，於一實施例中，用於後段製程(BEOL)半導體結構金屬化層之定向自聚合的結構1220包括基底(未顯示，但描述於下，且應被理解為低於ILD線1204及金屬線1202)。下金屬化層包括其配置於基底之上的交替金屬線1202及電介質線1204。三區塊共聚物層1214被配置於下金屬化層之上。三區塊共聚物層包括其配置於下金屬化層之電介質線1204上方的第一分離區塊組件1222。三區塊共聚物層包括其配置於下金屬化層之電介質線1202上方的交替第二1224及第三1226分離區塊組件。

於一實施例中，三區塊共聚物層1214之第三分離區塊1226組件是光敏感的。於一實施例中，三區塊共聚物層1214被形成至約於5-100奈米之範圍中的厚度。於一實施例中，三區塊共聚物層1214包括三區塊共聚物種類，其係選自由以下之任三者所組成的群組：聚苯乙烯和其他聚芳乙烯、聚異戊二烯和其他聚烯、聚甲基丙烯酸鹽和其他聚酯、聚二甲基矽氧烷(PDMS)和相關的矽為基聚合物、聚二茂鐵矽烷、聚乙烯氧化物(PEO)和相關的聚醚及聚乙烯吡啶。於一實施例中，交替的第二1224及第三1226分離區塊組件具有約1：1的比率，如圖21C中所描繪(且如以下與圖12H關聯所描述)。於另一實施例中，交替的第二1224及第三1226分離區塊組件具有X：1之比率，第二分離區塊組件1224相對於第三分離區塊組件1226，其中X大於1，且其中第三分離區塊組件1226具有由第二分離區塊組件所圍繞的柱狀結構，如以下與圖12I關聯所述。於另一實施例中，三區塊共聚物層1214為A、B、及/或C之均聚物或者A-B、B-C、或A-C組件之雙區塊BCP的混合，以獲得所欲的形態。

於一實施例中，結構1220進一步包括其配置於下金屬化層之電介質線1204上的第一分子刷層1212。於該實施例中，第一分離區塊組件1222被配置於第一分子刷層上。於一實施例中，結構1220亦包括其配置於下金屬化層之金屬線102上的第二(不同的)分子刷層1210。交替的第二1224及第三1226分離區塊組件被配置於第二分子刷層1210上。於一實施例中，第一分子刷層1212包括分子物種1208，其包括具有選自由–SH、-PO ₃H ₂、-CO ₂H、-NRH、 -NRR’、及-Si(OR) ₃所組成之群組的頭群組之聚苯乙烯；而第二分子刷層1210包括分子物種1206，其包括具有選自由-SH、-PO ₃H ₂、-CO ₂H、-NRH、-NRR’、及-Si(OR) ₃所組成之群組的頭群組之聚甲基丙烯酸甲酯。

於一實施例中，下金屬化層之交替的金屬線1202及電介質線1204具有包括恆定節距之光柵圖案。於一實施例中，三區塊共聚物層1214之第三分離區塊組件1226係界定下金屬化層上方之金屬化層的所有可能通孔位置。於一實施例中，三區塊共聚物層1214之第三分離區塊組件1226對於極紫外線(EUV)來源或電子束來源是光敏感的。

圖12D闡明斜角橫斷面視圖，其表示一種使用三區塊共聚物以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的方法中之操作，依據本發明之實施例。

參考圖12D，圖12C之結構1220的第三分離區塊組件1226之所有部分被移除。於一此類實施例中，第三分離區塊組件1226之所有部分的移除打開了其可被形成於下方金屬化層之上的所有可能通孔位置。該些開口可被填充以光阻層來最終地容許針對特定設計之僅那些通孔位置需求的選擇。應理解：於圖12D之情況下，結構1220之第三分離區塊組件1226可為(但無須為)光敏感的，因為圖12C之結構1220的第三分離區塊組件1226可單獨藉由選擇性蝕刻(例如，針對第一分離區塊組件1222及針對第二分離區塊組件1224有選擇性)來履行。於一此類實施例中，選擇性蝕刻可使用選擇性乾式蝕刻或選擇性濕式蝕刻(或兩者)來履行。

圖12E闡明斜角橫斷面視圖，其表示另一種使用三區塊共聚物以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的方法中之操作，依據本發明之另一實施例。

參考圖12E，圖12C之結構1220的第三分離區塊組件1226之僅選定部分被移除。於一此類實施例中，第三分離區塊組件1226之僅選定部分的移除僅打開了針對特定設計所需的下方金屬化層之上的那些通孔位置。應理解：於圖2E之情況下，結構1220之第三分離區塊組件1226為光敏感的，且位置選擇係使用本地化的、但高度耐受的微影曝光來履行。該曝光可被描述為耐受的，因為相鄰材料1222及1224鄰近位置1226(於一實施例中)對於用以針對組件1226之移除的部分選擇位置之微影不是光敏感的。

圖12F闡明一種用以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的三區塊共聚物，依據本發明之實施例。

參考圖12F，分離三區塊BCP 1250可沿著軸1252而被分割以部分1222、1224、1226。應理解：其他的分割配置可以是可能的，諸如非對稱配置。於一實施例中，於組件1222、1224與1226之間有蝕刻選擇性，其可為針對一種組件相對於另外兩種組件之大如10：1的蝕刻選擇性。於一實施例中，三區塊BCP 1250之使用可增進圖案保真度並減少關鍵尺寸(CD)變化。於一實施例中，分離三區塊BCP 1250可被實施以致能自對準策略，其係補充193奈米浸入式微影(193i)或極紫外線微影(EUVL)製程。

應理解：通常，三區塊共聚物之區塊可各具有不同的化學性質。舉例而言，該些區塊之一可為相對較疏水的(例如，斥水的)而另兩個區塊可為相對較親水的(吸水的)，或反之亦然。至少觀念上，該些區塊之一可為相對較類似於油而另兩個區塊可相對較類似於水，或反之亦然。介於不同區塊聚合物之間的化學性質之此等差異(無論是親水-疏水差異或其他)可能造成區塊共聚物分子自聚合。例如，自聚合可根據聚合物區塊之微相分離。觀念上，此可類似於其通常不能混合的油與水之相位分離。

類似地，介於聚合物區塊之間的親水性的差異可能造成約略類似的微相分離，其中不同的聚合物區塊由於化學上不喜歡對方而嘗試彼此「分離」。然而，於一實施例中，因為聚合物區塊被共價地彼此接合，所以其無法於巨觀尺度上完全地分離。反之，既定類型的聚合物區塊可傾向於在極小(例如，奈米尺寸)區或相位中與相同類型之其他分子的聚合物區塊分離或聚集。區或微相位之特定尺寸及形狀通常至少部分地取決於聚合物區塊之相對長度。於一實施例中，舉例而言，圖12C、12H及12I係描繪用於三區塊共聚物之可能聚合方案。

應理解：用以打開預形成通孔或插塞位置之圖案可被形成為相當小，致能微影製程之重疊容限的增加。圖案特徵可由均勻大小所製，其可減少直接寫入電子束之掃描時間及/或利用光學微影之光學近似校正(OPC)複雜度。圖案特徵亦可被形成為淺的，其可增進圖案化解析度。後續履行的蝕刻製程可為一種等向化學選擇性蝕刻。此一蝕刻製程減輕了另相關的輪廓及關鍵尺寸，並減輕了通常與乾式蝕刻方式相關的各向異性問題。此一蝕刻製程亦相對便宜得多(從設備及產量之觀點)，相較於其他的選擇性移除方式。

以下係描述其表示一種自對準通孔及金屬圖案化之方法中的各個操作之積體電路層的部分。特別地，圖12G及12H闡明平面視圖及相應的橫斷面視圖，其表示一種使用三區塊共聚物以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖12G闡明針對前層金屬化結構之選擇的平面視圖及沿著a-a’軸所取的相應橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖選擇(a)，開始結構1260包括金屬線1262及層間電介質線(ILD)1264的圖案。開始結構1260可被圖案化為光柵狀圖案，以金屬線間隔於恆定節距並具有恆定寬度，如圖12G中所描繪者，於自聚合材料被最終地形成的情況下。於橫斷面視圖(a)的情況下，金屬線1262及層間電介質(ILD)線1264為彼此共面的。某些線可關聯與下方通孔，諸如橫斷面視圖中之一範例所示的線1262’。

再次參考圖12G，替代的選擇(b)-(f)係討論其中於金屬線1262及層間電介質線1264之一者(或兩者)的表面上形成一額外膜(例如，沈積、生長、或留下如從先前圖案化製程所餘留的假影)的情況。於範例(b)中，額外膜1266被配置於層間電介質線1264上。於範例(c)中，額外膜1268被配置於金屬線1262上。於範例(d)中，額外膜1266被配置於層間電介質線1264上，而額外膜1268被配置於金屬線1262上。再者，雖然金屬線1262及層間電介質線1264被描述為共面的於(a)中，但是於其他實施例中，其可為非共面的。例如，於(e)中，金屬線1262突出於層間電介質線1264之上。於範例(f)中，金屬線1262凹陷於層間電介質線1264之下。

再次參考範例(b)-(d)，額外層(例如，層1266或1268)可被使用為硬遮罩(HM)或保護層或者被用以致能以下關聯後續處理操作所描述的自聚合。此等額外層亦可被用以保護ILD不被進一步處理。此外，選擇性地沈積另一材料於金屬線之上可能由於類似理由而為有利的。再次參考範例(e)及(f)，亦得以藉由任一或兩表面上之保護/HM材料的任何組合來凹陷ILD線或金屬線。總之，於此階段存在有數個用以準備針對定向自聚合製程之最終下方表面的選擇。

參考圖12H，三區塊共聚物層1270被形成於圖12G之結構上(例如，橫斷面結構(a)之平面視圖)。三區塊共聚物層1270被分離以具有形成於ILD線1264之上的區1272，及具有形成於金屬線1262之上的交替第二區1274和第三區1276。

參考沿著圖12H之b-b’軸的橫斷面視圖，第三區1276被顯示於金屬線1262之上，而第一區1272被顯示於ILD線1264之上。依據一實施例，亦顯示介於第一區1272與ILD線1264之間為層1280，其可為分子刷層之殘留部分。然而，應理解：層1280可能不存在。依據一實施例，第三區1276被顯示為直接地形成於金屬線1262上。然而，應理解：分子刷層的殘餘可介於第三區1276與金屬線1262之間。

參考沿著圖12H之c-c’軸的橫斷面視圖，第二區1274被顯示於金屬線1262之上，而第一區1272被顯示於ILD線1264之上。依據一實施例，亦顯示介於第一區1272與ILD線1264之間為層1280，其可為分子刷層之殘留部分。然而，應理解：層1280可能不存在。依據一實施例，亦顯示介於第二區1274與金屬線1262之間為層1282，其可為分子刷層之殘留部分。然而，應理解：層1282可能不存在。亦應理解：區1276可被形成為光敏感的或可被替換以光敏感材料。

因此，於一實施例中，下方金屬及ILD柵格被再生於區塊共聚物(BCP)中。假如BCP節距與下方光柵節距相當則可能特別是如此。聚合物柵格，於一實施例中，針對從極適當對準的柵格之某少量偏差是強韌的。例如，假如小插塞有效地設置氧化物等材料(其中極適當對準的柵格將具有金屬)，則仍可達成基本上極適當對準的區塊共聚物柵格。

於一實施例中，再次參考圖12H，塗佈的三區塊共聚物層1270之厚度約略相同於(或稍微厚於)最終形成於其位置中之ILD的最終厚度。於一實施例中，如底下更詳細地描述，聚合物柵格不被形成為蝕刻抗蝕劑，而為用以最終地生長永久ILD層於其周圍的支架。如此一來，三區塊共聚物層1270之厚度可能是重要的，因為其可被用以界定後續形成之永久ILD層的最終厚度。亦即，於一實施例中，圖12H中所示之聚合物光柵最終被替換以約略相同厚度的ILD/金屬線光柵。

於一實施例中，三區塊共聚物層1270分子是由共價接合單體之鏈所形成的聚合物分子。於三區塊共聚物中，有三個不同類型的單體，且這些不同類型的單體被主要地包括於單體之兩個不同區塊或相鄰序列內。於一實施例中，三區塊共聚物層1270被首先塗敷為未聚合的區塊共聚物層部分，其包括(例如)藉由刷或其他塗佈製程所塗敷之區塊共聚物材料。未聚合形態指的是其中(在沈積的時刻)區塊共聚物尚未實質上相位分離及/或自聚合以形成奈米結構。於此未聚合形式中，區塊聚合物分子是相當高度隨機化的，具有相對高度隨機地定向且設置之不同聚合物區塊，其係相反於配合圖12H之所得結構所討論的聚合三區塊共聚物層1270。未聚合區塊共聚物層部分可被塗敷以多種不同方式。舉例而言，區塊共聚物可溶解於溶劑中並接著旋塗於表面之上。替代地，未聚合區塊共聚物可被噴塗、浸塗、浸入塗、或其他方式塗佈或塗敷於表面之上。塗敷區塊共聚物之其他方式、以及用以塗敷類似有機塗層之技術中已知的其他方式可潛在地被使用。接著，未聚合層可形成聚合區塊共聚物層部分，例如，藉由未聚合區塊共聚物層部分之微相分離及/或自聚合。微相分離及/或自聚合係透過區塊共聚物分子之再配置及/或再定位而發生，且特別是區塊共聚物分子的不同聚合物區塊之再配置及/或再定位，以形成三區塊共聚物層1270。

於此一實施例中，退火處置可被施加至未聚合區塊共聚物以起始、加速、增加、或者提升微相分離及/或自聚合之品質，以形成三區塊共聚物層1270。於某些實施例中，退火處置可包括可操作以增加區塊共聚物之溫度的處置。此一處置之一範例是烘焙該層、加熱該層於烘箱中或者於熱燈之上，施加紅外線輻射至該層，或者施加熱至該層或增加該層之溫度。所欲的溫度增加通常將足以顯著地加速區塊聚合物之微相分離及/或自聚合而不損害區塊共聚物或積體電路基底之任何其他重要的材料或結構。通常，加熱範圍可介於約50℃至約300℃，或介於75℃至約250℃，但不超過區塊共聚物或積體電路基底之熱退化限制。加熱或退火可協助提供能量給區塊共聚物分子以使其更可動/有彈性以增加微相分離之速率及/或增進微相分離之品質。區塊共聚物分子之此微相分離或再配置/再定位可導致自聚合以形成極小(例如，奈米等級)結構。自聚合可於諸如表面張力、分子喜歡和不喜歡、及其他表面相關和化學相關力等力的影響之下發生。

於任何情況下，於某些實施例中，區塊共聚物之自聚合(無論是否根據疏水-親水差異)可被用以形成極小的週期性結構(例如，精確地間隔的奈米等級結構或線)，以三區塊共聚物層12720之形式。於某些實施例中，其可被用以形成可最終地用以形成通孔開口之奈米等級線或其他奈米等級結構。於某些實施例中，區塊共聚物之定向自聚合可被用以形成與互連自對準之通孔，如底下更詳細地描述者。

應理解：其被形成於金屬線之上的三區塊共聚物結構之兩個組件無須具有1：1比率(1：1比率被顯示於圖12C及12H中)。例如，第三分離區塊組件可存在以比第二組件更少的量並可具有由第二分離區塊組件所圍繞的柱狀結構。圖12I-12L闡明平面視圖及相應的橫斷面視圖，其表示一種使用三區塊共聚物以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

參考圖12I，平面視圖及沿著d-d’軸所取的相應橫斷面視圖係顯示比第二組件1274更少量的第三組件1276。第三分離區塊組件1276具有由第二分離區塊組件1274所圍繞的柱狀結構。

參考圖12J，平面視圖顯示第三分離區塊組件1276之某些1292的微影1290選擇被履行以最終地提供針對上金屬化結構之通孔位置。

應理解：圖12I有效地闡明未暴露的光敏感DSA結構，而圖12J闡明已暴露的光敏感DSA結構。相反於圖12H，圖12I及12J展示柱狀結構之範例，其可形成在當許多區塊共聚物分子與聚合物形成柱狀結構之一的較短區塊(其係由具有另一聚合物之較長區塊的相位所圍繞)對準時。依據本發明之實施例，DSA結構之光活化性質係提供利用(例如)電子束或EUV曝光以有效地「插入」或「切割」一種類型的DSA聚合物區之能力。

參考圖12K，平面視圖係顯示暴露地帶中之已暴露的/化學上已放大的區1294。針對選擇性，唯一的有效修改是有關第三分離區塊組件1276之暴露部分的材料。應理解：雖然於圖12K中顯示為已清除，但選定區可能尚未被清除。

參考圖12L，平面視圖及沿著e-e’軸所取的相應橫斷面視圖係顯示用以提供已清除區1294之後微影顯影。已清除區1294可最終地被用於通孔形成。

上述圖12L(或圖12C、12D、12E或12H)之所得圖案化DSA結構可最終地被使用為支架，永久層被最終地形成自該支架。亦即，可能的情況是：無任何DSA材料存在於最後結構中，但是被使用以指引最終化互連結構之製造。於一此類實施例中，永久ILD係替換DSA材料之一或更多區，且後續處理(諸如金屬線製造)被完成。亦即，有可能所有DSA組件被最終地移除以供最後自對準通孔及插塞形成。於其他實施例中，至少某些DSA材料可餘留在最後結構中。

再次參考圖12A-12C、12G、12H及12I-12L，於一實施例中，一種製造用於半導體晶粒之互連結構的方法包括形成下金屬化層，其具有交替的金屬線和電介質線於基底之上。三區塊共聚物層被形成於下金屬化層之上。三區塊共聚物層被分離以形成第一分離區塊組件於下金屬化層之電介質線上方，及形成其配置於下金屬化層之金屬線上方的交替第二和第三分離區塊組件。第三分離區塊組件為光敏感的。該方法亦包括照射並顯影第三分離區塊組件之選定位置以提供通孔開口於下金屬化層之金屬線上方。

於一實施例中，交替的第二和第三分離區塊組件具有約1：1的比率，如與圖12C及12H關聯所述者。於另一實施例中，交替的第二和第三分離區塊組件具有約X：1的比率，第二分離區塊組件相對於第三分離區塊組件，其中X大於1。於該實施例中，第三分離區塊組件具有由第二分離區塊組件所圍繞的柱狀結構，如與圖12I關聯所述者。

於一實施例中，該方法進一步包括：接續於照射並顯影第三分離區塊組件之選定位置以提供通孔開口後，使用所得的圖案化三區塊共聚物層為支架以形成第二階交替的金屬線和電介質線於第一階交替的金屬線和電介質線之上、與其耦合、及與其正交。於一實施例中，三區塊共聚物層之一或更多組件被留存於最後結構中。然而，於其他實施例中，三區塊共聚物層之所有組件為最終犧牲的，由於無任何該材料被留存於最後產品中。後者實施例之實施方式的範例實施例係配合圖13而被描述於下。

於一實施例中，該方法進一步包括(在形成三區塊共聚物層之前)形成第一分子刷層於下金屬化層之電介質線上，及形成第二(不同的)分子刷層於下金屬化層之金屬線上，其範例實施例係配合圖12A-12C而被描述於上。於一實施例中，照射及顯影第三分離區塊組件之選定位置包括將第三分離區塊組件之選定位置暴露至極紫外線(EUV)來源或電子束來源。

僅提供為其可最終被獲得之最後結構的範例，圖13係闡明接續於金屬線、通孔及插塞形成後的自對準通孔結構之平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，個別地沿著軸f-f’及g-g’而取，上階金屬線1302被提供以電介質框架(例如，於電介質層1304上並鄰近電介質線1314)。金屬線1302係透過預定通孔位置而與下方金屬線1262耦合(其範例1306被顯示於橫斷面視圖(a)中)，且係由插塞所隔離(其範例包括插塞1308及1310)。下方線1262及1264可與圖12G關聯而被描述如上，如形成以正交於金屬線1302之方向。應理解：於後續製造操作中，電介質線1314可被移除以提供介於所得金屬線1302之間的空氣間隙。

所得結構(諸如與圖13關聯所述者)可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖13之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。應理解其上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。於任何情況下，所得結構均致能其被直接地集中於下方金屬線上之通孔的製造。亦即，通孔可具有較下方金屬線更寬、更窄、或相同的厚度，例如，由於非完美選擇性蝕刻處理。然而，於一實施例中，通孔之中心被直接地與金屬線之中心對準(匹配)。如此一來，於一實施例中，由於傳統微影/雙金屬鑲嵌圖案化(其需另被容許)之偏差不會是文中所述之所得結構的因素。應理解：上述範例已集中在通孔/接點形成。然而，於其他實施例中，類似方式可被用以保留或形成針對金屬線層內之線端終端(插塞)的區。

應理解：文中所述之製程可被描述為主要地DSA為基的(諸如上述的數個製程方案)，而其他則可主要地為蝕刻為基的。依據本發明之實施例，一種深減成方式被實施於BEOL處理。文中所述之一或更多實施例係有關用於自對準通孔及插塞圖案化之減成方式，以及由此所得之結構。於一實施例中，文中所述之程序係致能後段製程特徵製造之自對準金屬化的實現。對於下一世代通孔及插塞圖案化所預期的重疊問題可由文中所述之一或更多方式來處理。通常，一或更多文中所述之實施例涉及使用一種減成方法以使用已蝕刻的溝槽來預形成每一通孔及插塞。接著使用一額外操作以選擇留存哪些通孔及插塞。

圖14A-14N闡明其表示一種減成自對準通孔及插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。於各描述操作之各圖示中，提供一斜角三維橫斷面視圖。

圖14A闡明接續於深金屬線製造後之用於減成通孔及插塞製程的開始點結構1400，依據本發明之實施例。參考圖14A，結構1400包括具有中間層間電介質(ILD)線1404之金屬線1402。ILD線1404包括插塞蓋層1406。於一實施例中，如底下配合圖14E所更詳細地描述，插塞蓋層1406稍後被圖案化以最終地界定用於後續插塞形成之所有可能位置。

於一實施例中，由金屬線1402所形成之光柵結構為緊密節距光柵結構。於此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半。甚至，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖14A之光柵狀圖案可具有以恆定節距來分隔並具有恆定寬度之金屬線。圖案可藉由節距減半或節距減為四分之一方式來製造。亦應理解：某些線1402可與下方通孔關聯以便耦合至先前互連層。

於一實施例中，金屬線1402係藉由將溝槽圖案化入一具有插塞蓋層1406形成於其上之ILD材料(例如，線1404之ILD材料)來形成。溝槽接著由金屬來填充且(假如需要的話)被平坦化至插塞蓋層1406。於一實施例中，金屬溝槽及填充製程係涉及高的高寬比特徵。例如，於一實施例中，金屬線高度(h)與金屬線寬度(w)之高寬比約於5-10之範圍中。

圖14B闡明接續於金屬線之凹陷後的圖14A之結構，依據本發明之實施例。參考圖14B，金屬線1402被選擇性地凹陷以提供第一階金屬線1408。該凹陷被選擇性地執行至ILD線1404及插塞蓋層1406。該凹陷可藉由透過乾式蝕刻、濕式蝕刻、或其組合之蝕刻來執行。凹陷程度可由第一階金屬線1408之目標厚度(th)來決定，以供使用為後段製程(BEOL)互連結構內之適當的導電互連線。

圖14C闡明接續於凹陷金屬線的凹陷區中之硬遮罩填充後的圖14B之結構，依據本發明之實施例。參考圖14C，硬遮罩層1410被形成於為了形成第一階金屬線1408而凹陷期間所形成的區中。硬遮罩層1410可藉由材料沈積及化學機械平坦化(CMP)製程而被形成至插塞蓋層1406之位準，或者藉由一種受控制的僅由下而上生長製程。於一特定實施例中，硬遮罩層1410係由富含碳之材料所組成。

圖14D闡明接續於硬遮罩層之沈積及圖案化後的圖14C之結構，依據本發明之實施例。參考圖14D，第二硬遮罩層1412被形成於硬遮罩層1410及插塞蓋層1406上或之上。於此一實施例中，第二硬遮罩層1412被形成以一正交於第一階金屬線1408/ILD線1404之光柵圖案的光柵圖案，如圖14D中所示。於一特定實施例中，第二硬遮罩層1412係由矽為基的抗反射塗敷材料所組成。於一實施例中，由第二金屬線1412所形成之光柵結構為緊密節距光柵結構。於此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半，如本技術中所已知者。甚至，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖14D的第二硬遮罩層1412之光柵狀圖案可具有以恆定節距來分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。

圖14E闡明接續於使用圖14D之硬遮罩的圖案所界定的溝槽形成後之圖14D的結構，依據本發明之實施例。參考圖14E，硬遮罩層1410及插塞蓋層1406之暴露區(亦即，未被1412所保護者)被蝕刻以形成溝槽1414。蝕刻係停止在(且因而暴露)第一階金屬線1408及ILD線1404之頂部表面上。

圖14F闡明接續於圖14E之溝槽中的ILD形成及第二硬遮罩的移除後之圖14E的結構，依據本發明之實施例。參考圖14F，第二ILD線1416被形成於圖14E之溝槽1414中。於一實施例中，可流動的ILD材料被用以填充溝槽1414。於一實施例中，溝槽1414被填充且填充材料被接著平坦化。平坦化可進一步被用以移除第二硬遮罩層1412、再暴露硬遮罩層1410及插塞蓋層1406，如圖14F中所示者。

再次參考圖14F，於一實施例中，所得結構包括均勻的ILD結構(ILD線1404+ILD線1416)。所有可能插塞之位置係由插塞蓋層1406之剩餘部分所佔據，而所有可能通孔位置係由硬遮罩層1410之剩餘部分所佔據。於此一實施例中，ILD線1404及ILD線1416係由相同材料所組成。於另一此實施例中，ILD線1404及ILD線1416係由不同的ILD材料所組成。於任一情況下，於一特定實施例中，可在最後結構中觀察到諸如介於ILD線1404與ILD線1416的材料之間的接縫等區別。再者，於一實施例中，並無其中ILD線1404與ILD線1416相遇之明顯的蝕刻停止層，不同於傳統單或雙金屬鑲嵌圖案化。

圖14G闡明接續於其佔據所有可能通孔位置之硬遮罩層的剩餘部分之移除後的圖14F之結構，依據本發明之實施例。參考圖14G，硬遮罩層1410之剩餘部分被選擇性地移除以形成用於所有可能通孔位置之開口1418。於此一實施例中，硬遮罩層1410係實質上由碳所組成且係以灰製程而被選擇性地移除。

通常，一或更多文中所述之實施例涉及使用一種減成方法以使用已蝕刻的溝槽來預形成每一通孔及插塞。接著使用一額外操作以選擇留存哪些通孔及插塞。此等操作可使用「光桶」來闡明，雖然亦可使用一種更傳統的抗蝕劑曝光及ILD回填方式來執行選擇程序。亦應理解：實施例不限於光桶之概念，而是具有廣泛的應用於具有使用由下而上及/或定向自聚合(DSA)方式所製造之預形成特徵的結構。針對光桶之製造及使用的額外實施例被更詳細地描述於下，在超越圖14A-14N及15A-15D之目前實施例的實施例中。

圖14H闡明接續於所有可能通孔位置中之光桶形成後的圖14G之結構，依據本發明之實施例。參考圖14H，光桶1420被形成於第一階金屬線1408之暴露部分上方的所有可能通孔位置中。於一實施例中，圖14G之開口1418被填充以超高速光抗蝕劑或電子束抗蝕劑或其他光敏材料。於此一實施例中，進入開口1418之聚合物的熱回填被使用接續於旋塗施加後。於一實施例中，快速光抗蝕劑係藉由從現有的光抗蝕劑材料移除抑制劑來製造。於另一實施例中，光桶1420係藉由蝕刻回製程及/或微影/縮小/蝕刻製程來形成。應理解：光桶無須被填充以實際的光抗蝕劑，只要該材料作用為光敏開關。

圖14I闡明接續於通孔位置選擇後的圖14H之結構，依據本發明之實施例。參考圖14I，在選擇通孔位置時來自圖14H之光桶1420被移除。於其中通孔未被選擇來形成之位置中，光桶1420被留存、轉換為永久ILD材料、或者取代以永久ILD材料。舉例而言，圖14I闡明通孔位置1422，以相應的光桶1420被移除以暴露第一階金屬線1408之一的一部分。先前由光桶1420所佔據之其他位置現在被顯示為圖14I中之區1424。位置1424未被選擇於通孔形成並取代地形成部分的最後ILD結構。於一實施例中，光桶1420之材料被留存於位置1424中而成為最後ILD材料。於另一實施例中，光桶1420之材料被修改(例如，藉由交聯)於位置1424中以形成最後ILD材料。於又另一實施例中，位置1424中之光桶1420的材料被取代以最後ILD材料。

再次參考圖14I，為了形成通孔位置1422，微影被使用以暴露相應的光桶1420。然而，微影限制可被放寬且失準容許度可能很高，因為光桶1420係由非可光解的材料所圍繞。再者，於一實施例中，取代曝光以(例如)30mJ/cm ²，此一光桶可被曝光以(例如)3mJ/cm ²。通常此將導致極差的CD控制及粗糙度。但於此例中，CD及粗糙度控制將由光桶1420所界定，其可被極佳地控制及界定。因此，光桶方式可被用以防止成像/劑量取捨，其限制了下一代微影製程之產量。

再次參考圖14I，於一實施例中，所得結構包括均勻的ILD結構(ILD 1424+ILD線1404+ILD線1416)。於此一實施例中，ILD 1424、ILD線1404及ILD線1416之兩者或全部係由相同材料所組成。於另一此實施例中，ILD 1424、ILD線1404及ILD線1416係由不同的ILD材料所組成。於任一情況下，於一特定實施例中，在最後結構中觀察到諸如介於ILD 1424與ILD線1404的材料之間的接縫(例如，接縫1497)及/或介於ILD 1424與ILD線1416的材料之間的接縫(例如，接縫1498)等區別。

圖14J闡明接續於圖14I之開口中之硬遮罩填充後的圖14I之結構，依據本發明之實施例。參考圖14J，硬遮罩層1426被形成於通孔位置1422中以及於ILD位置1424之上。硬遮罩層1426可藉由沈積及後續的化學機械平坦化而被形成。

圖14K闡明接續於插塞蓋層之移除及第二複數光桶之形成後的圖14J之結構，依據本發明之實施例。參考圖14K，插塞蓋層1406被移除，例如，藉由選擇性蝕刻製程。光桶1428被接著形成於ILD線1404之暴露部分上方的所有可能插塞位置中。於一實施例中，於插塞蓋層1406的移除時所形成之開口被填充以超高速光抗蝕劑或電子束抗蝕劑或其他光敏材料。於此一實施例中，進入開口之聚合物的熱回填被使用接續於旋塗施加後。於一實施例中，快速光抗蝕劑係藉由從現有的光抗蝕劑材料移除抑制劑來製造。於另一實施例中，光桶1428係藉由蝕刻回製程及/或微影/縮小/蝕刻製程來形成。應理解：光桶無須被填充以實際的光抗蝕劑，只要該材料作用為光敏開關。

圖14L闡明接續於插塞位置選擇後的圖14K之結構，依據本發明之實施例。參考圖14L，非在選擇插塞位置中來自圖14K之光桶1428被移除。於其中插塞被選擇來形成之位置中，光桶1428被留存、轉換為永久ILD材料、或者取代以永久ILD材料。舉例而言，圖14L闡明非插塞位置1430，以相應的光桶1428被移除以暴露ILD線1404之一部分。先前由光桶1428所佔據之其他位置現在被顯示為圖14L中之區1432。區1432被選擇於插塞形成並形成最後ILD結構之部分。於一實施例中，相應光桶1428之材料被留存於區1432中而成為最後ILD材料。於另一實施例中，光桶1428之材料被修改(例如，藉由交聯)於區1432中以形成最後ILD材料。於又另一實施例中，區1432中之光桶1428的材料被取代以最後ILD材料。於任何情況下，區1432亦可被稱為插塞1432。

再次參考圖14L，為了形成開口1430，微影被使用以暴露相應的光桶1428。然而，微影限制可被放寬且失準容許度可能很高，因為光桶1428係由非可光解的材料所圍繞。再者，於一實施例中，取代曝光以(例如)30 mJ/cm ²，此類光桶可被曝光以(例如)3mJ/cm ²。通常此將導致極差的CD控制及粗糙度。但於此例中，CD及粗糙度控制將由光桶1428所界定，其可被極佳地控制及界定。因此，光桶方式可被用以防止成像/劑量取捨，其限制了下一代微影製程之產量。

再次參考圖14L，於一實施例中，所得結構包括均勻的ILD結構(插塞1432+ILD 1424+ILD線1404+ILD線1416)。於此一實施例中，插塞1432、ILD 1424、ILD線1404及ILD線1416之二或更多者係由相同材料所組成。於另一此實施例中，插塞1432、ILD 1424、ILD線1404及ILD線1416係由不同的ILD材料所組成。於任一情況下，於一特定實施例中，在最後結構中觀察到諸如介於插塞1432與ILD線1404的材料之間的接縫(例如，接縫1499)及/或介於插塞1432與ILD線1416的材料之間的接縫(例如，接縫1496)等區別。

圖14M闡明接續於圖14L的硬遮罩之移除後的圖14L之結構，依據本發明之實施例。參考圖14M，硬遮罩層1426被選擇性地移除以形成金屬線及通孔開口1434。於此一實施例中，硬遮罩層1426係實質上由碳所組成且係以灰製程而被選擇性地移除。

圖14N闡明接續於金屬線及通孔形成後的圖14M之結構，依據本發明之實施例。參考圖14N，金屬線1434及通孔(顯示為1438之一者)被形成於圖14M之開口1434的金屬填充上。金屬線1436係藉由通孔1438而被耦合至下方金屬線1408且藉由插塞1432而被中斷。於一實施例中，開口1434被填充以金屬鑲嵌方式，其中金屬被用以過填充開口且被接著平坦化回去，以提供圖14N中所示之結構。因此，於上述方式中用以形成金屬線及通孔之金屬(例如，銅及相關的障壁和種子層)沈積及平坦化製程可為典型地用於標準後段製程(BEOL)單或雙金屬鑲嵌處理者。於一實施例中，於後續製造操作中，ILD線1416可被移除以提供介於所得金屬線1436之間的空氣間隙。

圖14N之結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖14N之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。應理解其上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。於任何情況下，所得結構均致能其被直接地集中於下方金屬線上之通孔的製造。亦即，通孔可具有較下方金屬線更寬、更窄、或相同的厚度，例如，由於非完美選擇性蝕刻處理。然而，於一實施例中，通孔之中心被直接地與金屬線之中心對準(匹配)。再者，用以選擇哪些插塞及通孔之ILD將可能是極不同於主要ILD且將被高度地自對準於兩方向上。如此一來，於一實施例中，由於傳統微影/雙金屬鑲嵌圖案化(其需另被容許)之偏差不會是文中所述之所得結構的因素。再次參考圖14N，接著，藉由減成方式之自對準製造可完成於此階段。以類似方式所製造之下一層可涉及再一次履行上述製程。替代地，其他方式可被使用於此階段以提供額外互連層，諸如傳統雙或單金屬鑲嵌方式。

上述製程流係涉及深溝槽蝕刻之使用。於另一形態中，較淺的方式係涉及僅有插塞的自對準減成處理技術。舉例而言，圖15A-15D闡明其表示一種減成自對準插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之另一實施例。於各所述操作之各闡明中，平面視圖被顯示於頂部，而相應的橫斷面視圖被顯示於底部。這些視圖將於文中被稱為相應的橫斷面視圖及平面視圖。

圖15A闡明針對一開始插塞柵格之平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，開始插塞柵格結構1500包括ILD層1502，具有第一硬遮罩層1504配置於其上。第二硬遮罩層1508被配置於第一硬遮罩層1504上且被圖案化以具有光柵結構。第三硬遮罩層1506被配置於第二硬遮罩層1508上以及第一硬遮罩層1504上。此外，開口1510保留於第二硬遮罩層1508與第三硬遮罩層1506的光柵結構之間。

圖15B闡明接續於光桶填充、曝光及顯影後的圖15A之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，光桶1512被形成於圖15A之開口1510中。之後，選定的光桶被曝光並移除以提供選定的插塞位置1514，如圖15B中所示。

圖15C闡明接續於插塞形成後的圖15B之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，插塞1516被形成於圖15B之開口1514中。於一實施例中，插塞1516係藉由旋塗上方式及/或沈積和蝕刻回方式而被形成。

圖15D闡明接續於硬遮罩層及餘留光桶之移除後的圖15C之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，第三硬遮罩層1506被移除，留下第二硬遮罩層1508及插塞1516。所得圖案(第二硬遮罩層1508及插塞1516)可接著被使用以圖案化硬遮罩層1504以供ILD層1502之最終圖案化。於一實施例中，第三硬遮罩層1506係實質上由碳所組成且係藉由執行灰製程而被移除。

因此，圖15D之結構可接著被使用為用以形成ILD線及插塞圖案之基礎。應理解其上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。於任何情況下，所得結構係致能自對準插塞之製造。如此一來，於一實施例中，由於傳統微影/雙金屬鑲嵌圖案化(其需另被容許)之偏差不會是文中所述之所得結構的因素。

依據本發明之實施例，用於後段製程(BEOL) 之電介質盔為基的方式及/或硬遮罩選擇性為基的方式(以及所得結構)被描述。文中所述之一或更多實施例係有關使用電介質盔於定向自聚合(DSA)或選擇性生長以致能自對準互連之製造的方法。實施例可探討或實施電介質盔、定向自聚合、選擇性沈積、自對準、或緊密節距之圖案化互連的使用之一或更多者。實施例可被實施以藉由利用透過選擇性沈積之「上色」的自對準、及後續的定向自聚合(例如，針對次10nm技術節點)來提供增進的通孔短路容限。

為了提供背景，用以增進短路容限之目前解決方式可包括：(1)使用金屬凹陷以填充具有不同硬遮罩之交替金屬溝槽，(2)使用不同「顏色」金屬蓋以當作用於定向自聚合(DSA)或選擇性生長之模板，或(3)凹陷該金屬或ILD以「引導」該通孔朝向相關的線。整體地，用以增進通孔短路容限之典型製程流需要金屬凹陷。然而，具有可接受的均勻度之凹陷金屬已證明為許多此類處理方案中的挑戰。

依據本發明之實施例，上述問題之一或更多者係藉由實施一種沈積非共形電介質蓋於互連之一半總數上的方法來解決。非共形電介質蓋被使用為用於選擇性生長或定向自聚合之模板。於一此類實施例中，此一方式可被應用於任何互連金屬層以及(可能地)於閘極接點。於特定實施例中，如最先進方式中所見之針對金屬凹陷的需求被有效地免除自文中所述之處理方案。

當作文中所涉及之觀念的一般性概述，圖16A-16D闡明積體電路層之部分的橫斷面視圖，其表示一種涉及用於後段製程(BEOL)互連製造之電介質盔形成的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

參考圖16A，開始點結構1600被提供為用以製造新金屬化層之開始點。開始點結構1600包括硬遮罩層1602，其係配置於層間電介質(ILD)層1602上。如以下所述，ILD層可被配置於基底上方，而(於一實施例中)被配置於下方金屬化層之上。開口被形成於硬遮罩層1604(其係相應於ILD層1602中所形成的溝槽)中。該些溝槽之間隔一者被填充以導電層來提供第一金屬線1606(以及，於某些情況下，相應的導電通孔1607)。餘留的溝槽未被填充，其提供打開的溝槽1608。於一實施例中，開始結構1600係藉由以下方式來製造：圖案化硬遮罩和ILD層並接著金屬化金屬溝槽之一半總數(例如，該些溝槽之間隔一者)，留下另一半總數為打開的。於一實施例中，ILD中之溝槽係使用節距分割圖案化製程流而被圖案化。應理解：底下所述之下列製程操作可首先涉及節距分割，或者可不涉及。於任一情況下，但特別是當亦使用節距分割時，實施例可致能金屬層之節距的連續擴縮超越最先進微影設備之解析能力。

圖16B闡明接續於非共形電介質蓋層1610之沈積在結構1600之上後的圖16A之結構。非共形電介質蓋層1610包括第一部分1600A，其係覆蓋硬遮罩層1604及金屬線1606之暴露表面。非共形電介質蓋層1610包括與第一部分1610A相連的第二部分1610B。非共形電介質蓋層1610之第二部分1610B被形成於打開的溝槽1608中，沿著打開的溝槽1608之側壁1608A及底部1608B。於一實施例中，非共形電介質蓋層1610之第二部分1610B係實質上比第一部分1610A更薄，如圖16B中所描繪。於其他實施例中，部分1610B是不存在的或者是不連續的。以此方式，非共形電介質蓋層1610之沈積被視為非共形沈積，因為非共形電介質蓋層1610之厚度在所有位置中並不相同。所得幾何可被稱為針對非共形電介質蓋層1610之盔形狀，因為ILD層1602之最上部分具有非共形電介質蓋層1610之最厚部分於其上，而因此被保護達到比其他區更大的程度。於一實施例中，非共形電介質蓋層1610為電介質材料，諸如(但不限定於)氮化矽或氧氮化矽。於一實施例中，非共形電介質蓋層1610係使用電漿加強化學氣相沈積(PECVD)製程或者(於另一實施例中)物理氣相沈積(PVD)而形成。

圖16C闡明接續於金屬線之第二半的通孔圖案化、金屬化、及平坦化後之圖16B的結構。於一實施例中，金屬填充製程被履行以提供第二金屬線1612。然而，於一實施例中，在金屬填充之前，通孔位置被首先選擇並打開。接著，於金屬填充時，通孔1613被形成為與第二金屬線1612之某些者相關聯。於一此類實施例中，通孔開口係藉由延伸打開的溝槽1608之某一者而被形成，藉由蝕刻通過選定溝槽1608之底部上的非共形電介質蓋層1610並接著延伸該溝槽通過電介質層1602。其結果為非共形電介質蓋層1610之連續性的中斷，在第二金屬線1612之通孔位置上，如圖16C中所描繪。

於一實施例中，用以形成第二金屬線1612及導電通孔1613之金屬填充製程係使用金屬沈積及後續平坦化處理方案(諸如化學機械平坦化(CMP)製程)而被履行。平坦化製程係暴露(但未移除)非共形電介質蓋層1610，如圖16C中所描繪。應理解：於一實施例中，因為第二金屬線1612(及相應的導電通孔1613)被形成於一比用以製造第一金屬線1606(及相應的導電通孔1607)之製程更後面的製程中，所以第二金屬線1612可使用一種與用以製造第一金屬線1606不同的材料來製造。於一此類實施例中，金屬化層最終地包括交替的、不同的第一和第二組成之導電互連。然而，於另一實施例中，金屬線1612及1606被製造自實質上相同的材料。

於一實施例中，第一金屬線1606被隔離以一節距，而第二金屬線1612被隔離以該相同節距。於其他實施例中，該些線不一定被隔離以節距。然而，藉由包括非共形電介質蓋層1610(或電介質盔)，則僅有第二金屬線1612之表面被暴露。因此，介於其將另被暴露的相鄰第一與第二金屬線之間的節距被放寬為僅有第二金屬線之節距。因此，交替的非共形電介質蓋層1610之暴露電介質表面及第二金屬線1612之暴露表面係提供有區別的表面於第二金屬線1612之節距上。

圖16D闡明接續於定向自聚合或選擇性沈積方式以最終地個別形成兩個不同的(交替的)第一和第二硬遮罩層1614和1616後之圖16C的結構。於一實施例中，硬遮罩層1614及1616之材料係展現彼此不同蝕刻選擇性。第一硬遮罩層1614係與非共形電介質蓋層1610之暴露區對準。第二硬遮罩層1616係與第二金屬線1612之暴露區對準。如以下更詳細地描述，定向自聚合或選擇性生長可被使用以選擇性個別對準第一和第二硬遮罩層1614和1616至電介質和金屬表面。

於第一一般性實施例中，為了最終地形成第一和第二硬遮罩層1614和1616，定向自聚合(DSA)區塊共聚物沈積及聚合物聚合製程被履行。於一實施例中，DSA區塊共聚物被塗佈於表面上並被退火以將聚合物分離為第一區塊及第二區塊。於一實施例中，第一聚合物區塊優先地黏附至非共形電介質蓋層1610。第二聚合物區塊黏附至第二金屬線1612。於一實施例中，區塊共聚物分子是由共價接合單體之鏈所形成的聚合物分子，其範例被描述於上。

再次參考圖16D，於DSA製程之情況下，在第一實施例中，第一和第二硬遮罩層1614和1616個別為第一和第二區塊聚合物。然而，於第二實施例中，第一和第二區塊聚合物被各依序地替換以第一和第二硬遮罩層1614和1616之材料。於一此類實施例中，選擇性蝕刻及沈積製程被使用而個別地以第一和第二硬遮罩層1614和1616之材料來替換第一和第二區塊聚合物。

於第二一般性實施例中，為了最終地形成第一和第二硬遮罩層1614和1616，選擇性生長製程係取代DSA方式。於一此類實施例中，第一硬遮罩層1614之材料被生長於下方非共形電介質蓋層1610之暴露部分上方。第二硬遮罩層1616之第二(不同的)材料被生長於下方第二金屬線1612之暴露部分上方。於一實施例中，選擇性生長係藉由一種針對第一和第二材料之各者的dep-etch-dep-etch (沈積-蝕刻-沈積-蝕刻)方式來達成，導致該些材料之各者的複數層。此一方式可能是理想的，相對於其可形成「蘑菇頂部」狀的膜之傳統選擇性生長技術。蘑菇頂膜生長傾向可透過一種交替的沈積/蝕刻/沈積(dep-etch-dep-etch)方式而被減少。於另一實施例中，膜被選擇性沈積於金屬之上，接續以不同膜被選擇性地沈積於ILD之上(或反之亦然)，且重複數次以產生三明治狀堆疊。於另一實施例中，兩材料被同時地生長於一反應室中(例如，藉由CVD式樣製程)，其係選擇性生長於下方基底之各暴露區上。

如以下更詳細地描述，於一實施例中，圖16D之所得結構致能增進的通孔短路容限，當製造稍後的通孔層於圖16D之結構上時。於一實施例中，增進的短路容限被達成，因為製造具有交替「顏色」硬遮罩之結構減少了通孔短路至錯誤金屬線的風險。於一實施例中，自對準被達成，因為交替顏色硬遮罩被自對準至底下的金屬溝槽。於一實施例中，從處理方案移除了對於金屬凹陷之需求，因為其可減少製程變異。

於第一更詳細的範例製程流中，圖16E-16P闡明積體電路層之部分的橫斷面視圖，其表示另一種涉及用於後段製程(BEOL)互連製造之電介質盔形成的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

參考圖16E，開始點結構1630被提供(接續於第一金屬通過處理後)為用以製造新金屬化層之開始點。開始點結構1630包括硬遮罩層1634(例如，氮化矽)，其係配置於層間電介質(ILD)層1632上。如以下所述，ILD層可被配置於基底上方，而(於一實施例中)被配置於下方金屬化層之上。第一金屬線1636(及，於某些情況下，相應的導電通孔1637)被形成於ILD層1632中。金屬線1636之突出部分1636A具有相鄰的電介質間隔物1638。犧牲硬遮罩層1640(例如，非晶矽)被包括於相鄰的電介質間隔物1638之間。雖未描繪，於一實施例中，金屬線1636係藉由首先移除介於電介質間隔物1638之間的第二犧牲硬遮罩材料及接著蝕刻硬遮罩層1634和ILD層1632(以形成其將於金屬化製程中被填充之溝槽)而被形成。

圖16F闡明接續於第二通過金屬處理直到包括溝槽蝕刻後之圖16E的結構。參考圖16F，犧牲硬遮罩層1640被移除以暴露硬遮罩層1634。硬遮罩層1634之暴露部分被移除且溝槽1642被形成於ILD層1632中。

圖16G闡明接續於犧牲材料填充後之圖16F的結構。犧牲材料1644被形成於溝槽1642中以及於間隔物1638和金屬線1636之上。於一實施例中，犧牲材料1644被形成於旋塗式製程中，留下實質上平坦的層，如圖16G中所描繪。

圖16H闡明接續於一種用以再曝光硬遮罩層1634、用以移除電介質間隔物1638、及用以移除金屬線1636之突出部分1636A的平坦化製程後之圖16G的結構。此外，平坦化製程係將犧牲材料1644侷限至電介質層1632中所形成的溝槽1642。於一實施例中，平坦化製程係使用化學機械拋光(CMP)製程來履行。

圖16I闡明接續於犧牲材料移除後之圖16H的結構。於一實施例中，犧牲材料1644係使用濕式蝕刻或乾式蝕刻製程而被移除自溝槽1642。

圖16J闡明接續於非共形電介質蓋層1646(其可被稱為電介質盔)之沈積後的圖16I之結構。於一實施例中，非共形電介質蓋層1646係使用物理氣相沈積(PVD)或化學氣相沈積(CVD)製程(諸如電漿加強CVD(PECVD)製程)而被形成。非共形電介質蓋層1646可為與非共形電介質蓋層1610關聯之如上所述者。

圖16K闡明接續於犧牲蓋層之沈積後的圖16J之結構。犧牲蓋層1648被形成於非共形電介質蓋層1646之上表面上，並可被實施以於後續的蝕刻或CMP製程期間保護非共形電介質蓋層1646。於一實施例中，犧牲蓋層1648為藉由(例如)PVD或CVD處理所形成的氮化鈦(TiN)層。

圖16L闡明接續於通孔微影及蝕刻處理後的圖16K之結構。溝槽1638之選定者被暴露並接受蝕刻製程，其係在位置1650處斷開非共形電介質蓋層1646並延伸溝槽以提供通孔位置1652，如上所述。

圖16M闡明接續於第二金屬線製造後之圖16L的結構。於一實施例中，第二金屬線1654(以及於某些情況下，相關的導電通孔1656)係藉由履行金屬填充及拋光製程而被形成。拋光製程可為CMP製程，其進一步移除犧牲蓋層1648。

圖16N闡明接續於定向自聚合(DSA)或選擇性生長(例如)以提供第一和第二交替佔位材料1658和1660(或可為永久材料，如配合圖16D所述者)後之圖16M的結構。

圖16O闡明接續於個別地以永久第一和第二硬遮罩層1662和1664替換第一和第二交替佔位材料1658和1660後的圖16N之結構。圖16N及16O之處理可配合圖16D而被描述。

圖16P闡明接續於下一層通孔圖案化後之圖16O的結構。上ILD層1666被形成於第一和第二硬遮罩層1662和1664之上。開口1668被形成於上ILD層1666中。於一實施例中，開口1668被形成為比通孔特徵大小更寬。已暴露的第一和第二硬遮罩層1662和1664位置之選定一者被選擇以供選擇性移除，例如，藉由選擇性蝕刻製程。於此情況下，第一硬遮罩1662區被移除，其係對於第二硬遮罩層1664之暴露部分有選擇性的。導電通孔1670被接著形成於開口1668中以及於其中第一硬遮罩1662區已被移除之區中。導電通孔1670係接觸第一金屬線1636之一。於一實施例中，導電通孔1670係接觸第一金屬線1636之一而不短路至相鄰的第二金屬線1654之一。於特定實施例中，導電通孔1670之部分1672被配置於第二硬遮罩層1664部分上而不接觸下方第二金屬線1654，如圖16P中所描繪。接著，於一實施例中，實現了增進的短路容限。

於一實施例中，如以上之實施例所述，第一硬遮罩1662區被移除以供通孔1670製造。於此情況下，於選定的第一硬遮罩1662區之移除時形成開口係進一步需要蝕刻通過非共形電介質蓋層1646之最上部分。然而，於另一實施例中，第二硬遮罩1664區被移除以供通孔1670製造。於此情況下，於此一選定的第二硬遮罩1664區之移除時形成開口係直接地暴露了通孔1670所連接至之金屬線1654。

於第二更詳細的範例製程流中，其涉及通孔蝕刻第一方式，圖17A-17J闡明積體電路層之部分的橫斷面視圖，其表示另一種涉及用於後段製程(BEOL)互連製造之電介質盔形成的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

參考圖17A，開始點結構1700被提供(接續於第一金屬通過處理後)為用以製造新金屬化層之開始點。開始點結構1700包括硬遮罩層1704(例如，氮化矽)，其係配置於層間電介質(ILD)層1702上。如以下所述，ILD層可被配置於基底上方，而(於一實施例中)被配置於下方金屬化層之上。第一金屬線1706(及，於某些情況下，相應的導電通孔1707)被形成於ILD層1702中。金屬線1706之突出部分1706A具有相鄰的電介質間隔物1708。犧牲硬遮罩層1710(例如，非晶矽)被包括於相鄰的電介質間隔物1708之間。雖未描繪，於一實施例中，金屬線1706係藉由首先移除介於電介質間隔物1708之間的第二犧牲硬遮罩材料及接著蝕刻硬遮罩層1704和ILD層1702(以形成其將於金屬化製程中被填充之溝槽)而被形成。

圖17B闡明接續於第二通過金屬處理直到包括溝槽和通孔位置蝕刻後之圖17A的結構。參考圖17B，犧牲硬遮罩層1710被移除以暴露硬遮罩層1704。硬遮罩層1704之暴露部分被移除且溝槽1712被形成於ILD層1702中。此外，於一實施例中，通孔位置1722係使用通孔微影及蝕刻製程而被形成於選定位置中，如圖17B中所描繪。

圖17C闡明接續於犧牲材料填充後之圖17B的結構。犧牲材料1714被形成於溝槽1712中以及於間隔物1708和金屬線1706之上。於一實施例中，犧牲材料1714被形成於旋塗式製程中，留下實質上平坦的層，如圖17C中所描繪。

圖17D闡明接續於一種用以再曝光硬遮罩層1704、用以移除電介質間隔物1708、及用以移除金屬線1706之突出部分1706A的平坦化製程後之圖17C的結構。此外，平坦化製程係將犧牲材料1714侷限至電介質層1702中所形成的溝槽1712。於一實施例中，平坦化製程係使用化學機械拋光(CMP)製程來履行。

圖17E闡明接續於犧牲材料1714之部分移除以提供凹陷犧牲材料1715後的圖17D之結構。於一實施例中，犧牲材料1714係使用濕式蝕刻或乾式蝕刻製程而被凹陷於溝槽1712內。凹陷犧牲材料1715可被留存於此時點以保護通孔位置1722下方之金屬層。

圖17F闡明接續於非共形電介質蓋層1716(其可被稱為電介質盔)之沈積後的圖17E之結構。於一實施例中，非共形電介質蓋層1716係使用物理氣相沈積(PVD)、選擇性生長製程、或化學氣相沈積(CVD)製程(諸如電漿加強CVD(PECVD)製程)而被形成。非共形電介質蓋層1716可為與非共形電介質蓋層1710關聯之如上所述者。替代地，非共形電介質蓋層1716可僅包括上部分1716A，其基本上不具有非共形電介質蓋層1716之部分被形成於溝槽1712中，如圖17F中所描繪。

圖17G闡明接續於第二金屬線製造後之圖17F的結構。於一實施例中，第二金屬線1724(以及於某些情況下，相關的導電通孔1726)係藉由履行金屬填充及拋光製程(接續於凹陷犧牲材料1715之移除後)而被形成。拋光製程可為CMP製程。

圖17H闡明接續於定向自聚合(DSA)或選擇性生長(例如)以提供第一和第二交替佔位材料1728和1730(或可為永久材料，如配合圖16D所述者)後之圖17G的結構。

圖17I闡明接續於個別地以永久第一和第二硬遮罩層1732和1734替換第一和第二交替佔位材料1728和1730後的圖17H之結構。圖17H及3I之處理可配合圖16D而被描述。

圖17J闡明接續於下一層通孔圖案化後之圖17I的結構。上ILD層1736被形成於第一和第二硬遮罩層1732和1734之上。開口1738被形成於上ILD層1736中。於一實施例中，開口1738被形成為比通孔特徵大小更寬。已暴露的第一和第二硬遮罩層1732和1734位置之選定一者被選擇以供選擇性移除，例如，藉由選擇性蝕刻製程。於此情況下，第一硬遮罩1732區被移除，其係對於第二硬遮罩層1734之暴露部分有選擇性的。導電通孔1740被接著形成於開口1738中以及於其中第一硬遮罩1732區已被移除之區中。導電通孔1740係接觸第一金屬線1706之一。於一實施例中，導電通孔1740係接觸第一金屬線1706之一而不短路至相鄰的第二金屬線1724之一。於特定實施例中，導電通孔1740之部分1742被配置於第二硬遮罩層1734部分上而不接觸下方第二金屬線1724，如圖17J中所描繪。接著，於一實施例中，實現了增進的短路容限。

於一實施例中，如以上之實施例所述，第一硬遮罩1732區被移除以供通孔1740製造。於此情況下，於選定的第一硬遮罩1732區之移除時形成開口係進一步需要蝕刻通過非共形電介質蓋層1716之最上部分。然而，於另一實施例中，第二硬遮罩1734區被移除以供通孔1740製造。於此情況下，於此一選定的第二硬遮罩1734區之移除時形成開口係直接地暴露了通孔1740所連接至之金屬線1724。

再次參考圖16P及17J，藉由橫斷面分析，電介質盔可被觀看於一半金屬總數之上。此外，不同材料之硬遮罩被自對準至電介質盔。此等結構可包括導電通孔之一或更多者，其具有增進的短路容限、交替的硬遮罩材料、電介質盔的存在。所得結構(諸如與圖16P或17J關聯所述者)可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖16P或17J之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。應理解其上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。

依據本發明之實施例，用於通孔及插塞之圖案累積層被描述。文中所述之一或更多實施例係有關針對通孔關鍵尺寸(CD)控制之製程方案。實施例可包括有關於通孔CD控制、通孔CD均勻度、邊緣布局誤差(EPE)、通孔自對準之增進。實施例可增進通孔之半導體圖案化中的邊緣布局誤差(EPE)並可致能多數通孔微影通過的自對準。於一實施例中，所有通孔邊緣被界定以光柵以取代標準抗蝕劑邊緣。犧牲光柵被產生在通孔抗蝕劑底下，於如金屬通孔所座落的相同方向。通孔係利用標準光抗蝕劑而被圖案化。然而，於透過犧牲光柵及自對準通孔(SAV)金屬光柵之光柵(例如，兩交叉光柵)的後續蝕刻期間，所有通孔邊緣係由該些光柵所界定。於一實施例中，並無來自通孔抗蝕劑邊緣之變化性被轉移入基底，且所得的製程能力係致能通孔CD之較佳控制並增進產量及製程能力。

為了提供針對下述實施例之背景，目前已知的之解決方式係涉及使用抗蝕劑邊緣以界定通孔邊緣，其係判定針對下方金屬之短路容限。然而，標準通孔抗蝕劑圖案化已知為具有比光柵圖案化更高得多的邊緣布局誤差。反之，依據文中所述之實施例，藉由使用犧牲光柵來界定通孔邊緣係提供了對通孔邊緣之更增進的控制，且短路至錯誤金屬之風險被顯著地改善。

依據文中所述之實施例，圖案累積流程係針對具有堆疊中之犧牲光柵以界定通孔邊緣後蝕刻的多數通孔圖案而被描述。「篩」堆疊係藉由將硬遮罩塗佈於圖案化的上金屬(M1)層間電介質層(已存在有插塞)上而建立。硬遮罩將晶圓平坦化以供後續處理。所形成的下一層可被使用為蝕刻停止，接續以累積層之形成。於此階段，光柵可被產生以下方的下金屬(M0)層之節距的兩倍並以如M0光柵之相同方向。此光柵有效地阻擋底下之每間隔的M0線並最終地界定通孔後蝕刻之關鍵尺寸(CD)。於一實施例中，因為光柵為下方M0之節距的兩倍，所以介於通孔之間的硬遮罩之實質量(+/-20nm)被包括以容許上覆抗蝕劑特徵之邊緣布局誤差(EPE)。

接下來，多數通孔遮罩圖案係透過光柵而被累積且係於累積層中。在累積之後，光柵被反轉而無須額外的微影操作以曝光其他的下金屬(M0)線並保護其已產生的通孔。襯裡被加入於光柵之間以確保相鄰M0線上之通孔不會合併。介於通孔之間的間隔可被調變以該襯裡的厚度。

最後，來自一至數個通孔遮罩之通孔圖案可透過已反轉光柵而被累積以完成所有已描繪通孔之累積中的圖案化。光柵被接著移除且累積層中之累積的通孔圖案被向下蝕刻通過上金屬(M1)硬遮罩光柵而進入M1線底下之層間電介質且至底下的M0。M1光柵上方的堆疊及上覆硬遮罩層被移除。之後，溝槽及通孔被金屬化並接著拋光。其結果是在兩方向上之已形成通孔的極良好的CD控制，以及所有通孔針對彼此的自對準。

接著，於一形態中，文中所述之一或更多實施例係有關一種方式，其係利用下方金屬光柵結構(或正交的此類結構之一部分)為用以建立上覆導電通孔之模板。於範例處理方案中，圖18A-18W闡明平面視圖(圖形之上部分)及相應的斜角(圖形之中間部分)和橫斷面視圖(圖形之下部分)，其表示一種用於後段製程(BEOL)互連之金屬通孔處理方案中的各個操作，依據本發明之實施例。

參考圖18A，開始點結構1800被提供為用以製造新金屬化層之開始點。開始點結構1800包括交替的金屬線1802與電介質線1804之陣列。金屬線1802具有上表面，其係約略地與電介質線1804之上表面為共面的。蝕刻停止層1806被接著形成於開始結構1800上，如圖18B中所描繪。

參考圖18C，層間電介質層1808被形成於圖18B之結構上。圖案化硬遮罩1810被接著形成於圖18C之結構上，且圖案化硬遮罩1810之圖案被部分地轉移入層間電介質層1808以形成圖案化的層間電介質層1812(其具有金屬線區1814形成於其中)，如圖18D中所描繪。於一實施例中，圖案化硬遮罩1810具有光柵類型圖案，如圖中所描繪者。於特定實施例中，圖案化硬遮罩1810係由氮化鈦(TiN)所組成。

參考圖18E，硬遮罩層1816被形成於圖18D之結構上。於一實施例中，硬遮罩層1816之底部表面與圖18D之結構的形貌是共形的，而硬遮罩層1816之上表面被平坦化。於特定實施例中，硬遮罩層1816為碳硬遮罩(CHM)層。蝕刻停止層1818被接著形成於圖18E之結構上，如圖18F中所描繪。於特定實施例中，蝕刻停止層1818係由氧化矽(SiOx或SiO ₂)所組成。

參考圖18G，圖案累積層1820被接著形成於圖18F之結構上。於一實施例中，圖案累積層1820為一種層，其中多於一圖案將最終地累積(例如)以供最後通孔圖案化。於特定實施例中，圖案累積罩1820係由非晶矽(a-Si)所組成。圖案化硬遮罩1822被接著形成於圖18G之結構上，如圖18H中所描繪。於一實施例中，圖案化硬遮罩1822具有光柵類型圖案，如圖中所描繪者。於一此類實施例中，光柵類型圖案係正交於圖案化硬遮罩1810之光柵且平行於金屬線1802之光柵。然而，於一實施例中，從由上而下的觀點，圖案化硬遮罩1822僅暴露每相隔的金屬線1802(例如，金屬線1802(A))並阻擋交替的金屬線1802(例如，金屬線1802(B))，如圖18H中所描繪。於特定實施例中，圖案化硬遮罩1822係由氮化矽(SiN)所組成。

參考圖18I，硬遮罩1824被接著形成於圖18H之結構上。於特定實施例中，硬遮罩1824為碳硬遮罩(CHM)。硬遮罩1824被接著圖案化(例如，藉由使用單或多層抗蝕劑結構之微影製程)且該圖案被轉移入其由圖案化硬遮罩1822所暴露之圖案累積層1820的部分以形成一次圖案化記憶體層1826，如圖18J中所描繪。於一實施例中，圖案係藉由一種使用蝕刻停止層1818為終止點之蝕刻製程而被轉移入圖案累積層1820之部分。於一實施例中，在形成一次圖案化記憶體層1826後，硬遮罩1824被移除，如亦於圖18J中所描繪。應理解：該製程可被重複於數個不同的遮蔽操作。

參考圖18K，阻擋線1828接著係藉由以阻擋材料層填充圖18J之結構的圖案化硬遮罩1822中之開口而被形成。於特定實施例中，阻擋材料層為一種可流動氧化矽材料。於其他實施例中，阻擋材料層為數個其他適當材料之任一者。圖案化硬遮罩1822被接著移除自圖18K之結構以使得阻擋線1828餘留，如圖18L中所描繪。

參考圖18M，絕緣間隔物形成材料層1830被接著形成於圖18L之結構上，其係與阻擋線1828共形。於一實施例中，絕緣間隔物形成材料層1830係由電介質材料所組成。於一實施例中，間隔物形成材料層1830係由氧化矽(SiOx或SiO ₂)所組成。間隔物形成材料層1830被接著圖案化以形成鄰接阻擋線1828之側壁的間隔物1832，如圖18N中所描繪。於一實施例中，間隔物形成材料層1830係使用各向異性乾式蝕刻製程而被圖案化以形成間隔物1832。

參考圖18O，阻擋線1828、間隔物1832、以及在形成間隔物1832後所形成之圖案化遮罩的保護區之集合圖案被接著轉移入一次圖案化記憶體層1826以形成二次圖案化記憶體層1834。於一實施例中，圖案係藉由一種使用蝕刻停止層1818為終止點之蝕刻製程而被轉移入一次圖案化記憶體層1826。阻擋線1828、間隔物1832、及圖18O之結構的任何額外遮罩材料被接著移除以暴露二次圖案化記憶體層1834，如圖18P中所描繪。

參考圖18Q，圖18P之結構的二次圖案化記憶體層1834之圖案被接著轉移至蝕刻停止層1818以形成圖案化蝕刻停止層1836並暴露硬遮罩層1816之部分。於一實施例中，二次圖案化記憶體層1834之圖案係使用乾式蝕刻製程而被轉移至蝕刻停止層1818。圖18Q之結構的二次圖案化記憶體層1834被接著移除，如圖18R中所描繪。

參考圖18S，圖18R之結構的圖案化蝕刻停止層1836之圖案被接著轉移入硬遮罩層1816以形成圖案化硬遮罩層1838。圖案化硬遮罩層1838係暴露圖案化層間電介質層1812之線區1814的部分以及圖案化硬遮罩1810的部分。亦即，雖然圖案化硬遮罩層1838係暴露比圖案化層間電介質層1812之線區1814更寬的區域，但圖案化硬遮罩1810係保護線區1814外部之圖案化層間電介質層1812的「已暴露」區。圖18S之結構的圖案化硬遮罩層1838之圖案被接著轉移至圖案化層間電介質層1812以形成二次圖案化層間電介質層1840並暴露蝕刻停止層1806，如圖18T中所描繪。然而，於一實施例中，圖案化硬遮罩1810係禁止總轉移圖案，如亦於圖18T中所描繪。於一實施例中，圖案化硬遮罩層1838之圖案係藉由一種使用蝕刻停止層1806為終止點之蝕刻製程而被轉移至圖案化層間電介質層1812。

參考圖18U，圖18T之結構的蝕刻停止層1806之暴露部分被移除以形成圖案化蝕刻停止層1842並暴露金屬線1802之通孔位置1844。圖18U之結構的圖案化蝕刻停止層1836、圖案化硬遮罩層1838、及圖案化硬遮罩1810被接著移除，如圖18V中所描繪。該移除係暴露金屬線1802之二次圖案化層間電介質層1840及通孔位置1844，以及上金屬線之位置1846。於一實施例中，圖案化蝕刻停止層1836、圖案化硬遮罩層1838、及圖案化硬遮罩1810係使用選擇性濕式蝕刻製程而被移除。

參考圖18W，上金屬化層被形成於圖18V之結構。特別地，金屬填充製程被履行以提供金屬通孔1848及金屬線1850。於一實施例中，金屬填充製程係使用金屬沈積及後續平坦化處理方案(諸如化學機械平坦化(CMP)製程)而被履行。於一實施例中，圖18W之形成結構的表面係實質上相同於圖18A之開始結構1800的表面(雖然係與其正交)。因此，於一實施例中，配合圖18B-18W所述之製程可被重複於圖18W之結構上以形成下一金屬化層，依此類推。

所得結構(諸如與圖18W關聯所述者)可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖18W之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。應理解其上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。亦應理解：上述範例已集中在通孔/接點形成。然而，於其他實施例中，類似方式可被用以保留或形成針對金屬線層內之線端終端(插塞)的區。

依據本發明之實施例，柵格為基的通孔及插塞圖案化方式被描述。文中所述之一或更多實施例係有關於柵格自對準及超自對準金屬通孔處理方案。文中所述之實施例可被實施以提供針對金屬/通孔層之自對準方法。幾乎所有插塞及通孔幾何係藉由實施文中所述之方式而變為可能。此外，最後通孔關鍵尺寸(CD)可獨立自針對圖案化所實施之微影。再者，文中所述之方式可提供「循環流程」，由於製程流之末端具有如製程流之開端的相同或實質上相同的層堆疊及佈局。因此，一旦該製程流中之每一操作被完成，則該製程流可被重複如所需般多次以加入如所需般多的金屬/通孔層。於一或更多實施例中，介於垂直柵格之間的重疊被用以界定通孔及金屬線之布局。通孔之大小可由介於兩柵格之間的重疊區域來判定。

為了提供針對以下所述之實施例的背景，如相較於針對通孔自對準之目前已知的方式，文中所述之方式可提供可用的幾乎任何插塞及通孔布局。文中所述之方式可能需要較少的選擇性蝕刻。文中所述之方式可提供其獨立於所利用的微影之最後插塞及通孔CD。接著，於一形態中，文中所述之一或更多實施例係有關一種方式，其係利用下方金屬光柵結構為用以建立上覆導電通孔之模板。應理解：類似方式可被實施以製造介於金屬(插塞)之間的非導電間隔或中斷。

於範例處理方案中，圖19A-19L闡明平面視圖(圖形之上部分)及相應的斜角橫斷面視圖(圖形之下部分)，其表示一種用於後段製程(BEOL)互連之柵格自對準金屬通孔處理方案中的各個操作，依據本發明之實施例。應理解：雖然實際上其並非如此，但不同的金屬化層被顯示為分離的(上與下)於斜角橫斷面視圖中，以利清晰瞭解。

參考圖19A，開始點結構1900被提供為用以製造新金屬化層之開始點。開始點結構1900包括交替的金屬線1902與電介質線1904之陣列。金屬線1902被凹陷於電介質線1904之下。硬遮罩層1906被配置於金屬線1902之上，並與電介質線1904交替配置。於一實施例中，電介質線1904係由氮化矽(SiN)所組成，而硬遮罩層1906係由碳化矽(SiC)或氧化矽(SiO ₂)所組成。下一圖案化層1908被接著製造於開始點結構1900之上，如圖19B中所描繪。於一實施例中，下一圖案化層1908包括蝕刻停止層1910、電介質層1912、及光柵結構1914。於一實施例中，蝕刻停止層1910係由氧化矽(SiO)所組成，電介質層1912係由氮化矽(SiN)所組成，而光柵結構1914係由氧化矽(SiO)所組成。於一實施例中，光柵結構1914係使用節距減半或節距減為四分之一方案(例如，藉由間隔物圖案化)而被形成。

參考圖19C，光柵結構1914之圖案被轉移至電介質層1912以形成圖案化電介質層1916。於一實施例中，光柵結構1914之圖案係使用一種利用蝕刻停止層1910為蝕刻製程之末端點的蝕刻製程而被轉移至電介質層1912。貫穿蝕刻被接著履行以移除蝕刻停止層1910之暴露部分來形成圖案化蝕刻停止層1918，如圖19D中所描繪。於一實施例中，貫穿蝕刻顯露其可潛在地被形成入結構1900中之所有可能的通孔位置1920。

參考圖19E，插塞圖案化接著係藉由形成圖案化硬遮罩1922於圖19D之結構上(在其中插塞所將被保留之位置中)而被履行。圖案化硬遮罩1922及光柵結構1914之聯合圖案被接著轉移入結構1900以形成結構1900’，其具有用於結構1900內之金屬線形成的區1924，如圖19F中所描繪。於一實施例中，圖案化硬遮罩1922及光柵結構1914之聯合圖案係使用蝕刻製程而被轉移入結構1900。此一蝕刻製程可以實質上相同的速率蝕刻層1904與1906兩者(或可被履行為數個蝕刻操作)並可接續以一用以移除圖案化硬遮罩1922之清除製程，如亦於圖19F中所描繪。

參考圖19G，通孔圖案化接著係藉由形成圖案化微影遮罩1926於圖19F之結構上而被履行，該圖案化微影遮罩1926係暴露其中通孔所將被形成之位置(例如，通孔選擇製程)。圖案化微影遮罩1926及光柵結構1914之聯合圖案被接著轉移入結構1900’以形成結構1900”，其具有用於結構1900’內之金屬通孔形成的區1928，如圖19H中所描繪。於一實施例中，圖案化微影遮罩1926及光柵結構1914之聯合圖案係使用蝕刻製程而被轉移入結構1900’。此一蝕刻製程可對於層1904有選擇性而蝕刻層1906，並可接續以一用以移除圖案化微影遮罩1926之清除製程，如亦於圖19H中所描繪。

參考圖19I，金屬填充製程被履行於圖19I之結構上以提供下方結構1930。金屬填充製程係形成金屬通孔1932及金屬線1934於結構1930中。金屬填充製程亦可填充介於光柵結構1914與金屬線1936之間的區，如圖19I中所描繪。於一實施例中，金屬填充製程係使用金屬沈積及後續平坦化處理方案而被履行。圖19I之結構可接著被減少其厚度以移除光柵結構1914，以暴露圖案化電介質1916及頂部提供金屬線1938，其係從金屬線1936減少其厚度，如圖19J中所描繪。於一實施例中，圖19I之結構可接著使用一種平坦化製程(諸如化學機械平坦化(CMP)製程)而被減少其厚度。

參考圖19K，金屬線1938被移除自圖19J之結構以留下圖案化電介質層1916及圖案化蝕刻停止層1918。金屬線1938可藉由一種選擇性蝕刻製程而被移除，該選擇性蝕刻製程係移除金屬線1938且亦確保其無金屬餘留在高於材料層1904和1906之高度(亦即，致使其無金屬餘留在結構1930的插塞區之上)。硬遮罩層1940被接著形成於圖19K之結構上，介於圖案化電介質層1916的線之間，如圖19L中所描繪。於一實施例中，硬遮罩層1940係由碳化矽(SiC)或氧化矽(SiO ₂)所組成，且係使用沈積和平坦化處理方案來形成。於一實施例中，硬遮罩層1940係由如硬遮罩層1906的相同材料所組成。於一實施例中，從圖案化電介質層1916及硬遮罩層1940所形成之結構的表面係實質上相同於圖19A之開始結構1900的表面(雖然係與其正交)。因此，於一實施例中，配合圖19B-19L所述之製程可被重複於圖19L之結構上以形成下一金屬化層，依此類推。

應理解：配合圖19B-19L所述之製程(如重複於圖19L之結構上以形成下一金屬化層者)可被稱為循環流程，由於製程流之末端具有如製程流之開端的相同或實質上相同的層堆疊及佈局。於一實施例中，形成額外金屬化層包括使用此一循環流程。然而，亦應理解：循環或重複流程僅可被實施於選定的金屬化層。所得堆疊中之其他金屬化層(例如，在使用圖19B-19L之處理方案所製造的層之上或之下或之間的層)可使用傳統雙金屬鑲嵌或其他方式來製造。

所得結構(諸如與圖19L關聯所述之1931)可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖19L之結構1931可代表積體電路中之最後金屬互連層。亦應理解：於後續製造操作中，電介質線可被移除以提供介於所得金屬線之間的空氣間隙。應理解：上述範例已集中在通孔/接點形成。然而，於其他實施例中，類似方式可被用以保留或形成針對金屬線層內之線端終端(插塞)的區。

依據本發明之實施例，光柵為基的通孔及插塞圖案化被描述。文中所述之一或更多實施例係有關用於特徵末端形成之光柵為基的插塞及切割。實施例可涉及微影圖案化、相關的線端CD產生、及間隔物為基的圖案化之一或更多者。實施例係利用方法以產生具有一維(1D)特徵之布局控制及均勻性的插塞和切割。應理解：介於針對線端(插塞)或通孔布局的較佳控制之間有所權衡，暗示其通孔及線端被置於更受限的位置上。

為了提供針對文中所述之實施例的背景，為了致能圖案化較緊密的節距特徵於半導體製造中，則光柵及插塞或光柵及切割方式被應用於更多層。隨著特徵尺寸持續縮小，用以強韌地圖案化切割及插塞之能力可能限制了擴縮及產量。切割及插塞特徵通常係藉由一種具有主要為二維(2D)特徵的微影操作來直接地界定。此等2D特徵具有比一維(1D)特徵更高得多的變化及非均勻性。

參考以下所述之圖20A-20G，於一實施例中，提出用以產生光柵界定之插塞的一種簡化的圖案化製程的概觀。犧牲1D圖案被產生為正交於其被圖案化之層的主要方向。選擇遮罩被接著使用以切割或保存其將最終地被用以切割或保存主要光柵之部分的1D圖案之部分。於主要圖案上之該切割/保存的最後邊緣因此係由1D犧牲光柵之邊緣所界定，具有更好得多的控制及均勻性。圖20A-20G闡明平面視圖(上)及相應的橫斷面視圖(中及下)，其表示一種製造光柵為基的插塞及切割以供後段製程(BEOL)互連之特徵端形成的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

參考圖20A，開始點結構2000被提供為用以製造新金屬化層之開始點。開始點結構2000包括層間電介質(ILD)材料層2002，其具有第一硬遮罩層2004形成於其上。第二硬遮罩層2006被形成於第一硬遮罩層2004上。第二硬遮罩層2006具有光柵圖案，其可被視為主要地一維(1D)光柵圖案。於一實施例中，第二硬遮罩2006之光柵圖案被最終地用以界定其將被圖案化之最後層的1D位置但尚未具有被圖案化於其中之特徵位置的末端。第一硬遮罩層2004及/或第二硬遮罩層2006可被製造自一種材料，諸如(但不限定於)氮化矽(SiN)、氧化矽(SiO ₂)、氮化鈦(TiN)、或矽(Si)。於一實施例中，第一硬遮罩層2004及第二硬遮罩層2006被製造自彼此不同的材料。

參考圖20B，第三硬遮罩層2008被形成於圖20A之結構上。於一實施例中，第三硬遮罩層2008具有光柵圖案，其可被視為主要地一維(1D)光柵圖案，正交於第二硬遮罩層2006之1D光柵圖案。第三硬遮罩層2008可被製造自一種材料，諸如(但不限定於)氮化矽(SiN)、氧化矽(SiO ₂)、氮化鈦(TiN)、或矽(Si)。於一實施例中，第三硬遮罩層2008被製造自一種不同於第一硬遮罩層2004及第二硬遮罩層2006之材料的材料。應理解：上述硬遮罩層之任一者可實際上包括複數子層，例如，用以提供增進的蝕刻選擇性。

於一實施例中，第三硬遮罩層2008之光柵圖案及第二硬遮罩層2006之光柵圖案一起界定針對金屬線金屬化層之所有容許的線端位置。於一此類實施例中，第三硬遮罩層2008之光柵圖案及第二硬遮罩層2006之光柵圖案一起界定其中該些光柵圖案之線重疊的位置上之線端位置。於另一此類實施例中，第三硬遮罩層2008之光柵圖案及第二硬遮罩層2006之光柵圖案一起界定其中間隔被暴露於該些光柵圖案的線之間的位置上之線端位置。

參考圖20C，微影圖案化遮罩2010之區被形成於圖20B之結構上。微影圖案化遮罩2010之區可被形成自光阻層或多層、或類似的微影圖案化遮罩。於一實施例中，微影圖案化遮罩2010之區提供切割/保存區之圖案於其形成自第二硬遮罩層2006及第三硬遮罩層2008之犧牲光柵上。接著，於一實施例中，微影製程被用以選擇犧牲光柵之(切割或保存)部分，其將最終地界定金屬線之主要圖案的末端位置。於一此類實施例中，193nm或EUV微影被使用，連同抗蝕劑圖案之蝕刻轉移入下方層，在蝕刻犧牲光柵圖案之前。於一實施例中，微影製程涉及抗蝕劑層之多重曝光或沈積/蝕刻/沈積重複處理。應理解：遮蔽區可被稱為切割或保存位置，其中介於光柵之間的正交光柵重疊區或間隔被用以界定插塞(或可能通孔)位置。

參考圖20D，使用圖20C之結構的微影圖案化遮罩2010之區為遮罩，則第三硬遮罩層2008被選擇性蝕刻以形成圖案化硬遮罩層2012。亦即，犧牲光柵之一部分被蝕刻以佔據微影圖案化遮罩2010之區的圖案之部分，其係保護第三硬遮罩層2008之部分自蝕刻製程。於一實施例中，其在蝕刻製程中被移除之第三硬遮罩層2008的部分不是最後目標設計的部分。於一實施例中，微影圖案化遮罩2010之該些區被移除在形成圖案化硬遮罩層2012之後，如圖20D中所描繪。

參考圖20E，由圖20D之結構的第二硬遮罩層2006及圖案化硬遮罩層2012所形成的組合圖案被轉移入第一硬遮罩層2004及轉移入ILD材料層2002，例如，藉由選擇性蝕刻製程。圖案化係形成圖案化ILD層2014及圖案化硬遮罩層2016。

參考圖20F，圖20E之結構的圖案化硬遮罩層2012及第二硬遮罩層2006(亦即，犧牲光柵)被接著移除。圖案化硬遮罩層2016可被留存於此階段，如圖20F中所描繪，或可被移除。選擇性濕式或乾式處理技術可被利用於圖案化硬遮罩層2012及第二硬遮罩層2006(及，可能地，圖案化硬遮罩層2016)之移除。應理解：圖20F之所得結構可後續地被使用為金屬填充之開始點，具有首先移除餘留圖案化硬遮罩層2016之選擇。何者將為金屬特徵之末端位置(線端)係由其被轉移入ILD材料層2002之1D犧牲光柵的邊緣所界定，而因此被良好地控制。

參考圖20G，金屬填充製程被履行於圖20F之結構上以形成金屬線2018於圖案化ILD層2014之開口中。金屬線具有由圖案化ILD層2014中所形成之連續性的中斷所形成的線端。於一實施例中，金屬填充製程係藉由沈積並接著平坦化一或更多金屬層於圖案化ILD層2014之上來履行。圖案化硬遮罩層2016可被留存於金屬沈積製程期間並接著被移除於平坦化製程期間，如圖20F及20G中所描繪。然而，於其他實施例中，圖案化硬遮罩層2016被移除在金屬填充製程之前。於又其他實施例中，圖案化硬遮罩層2016被留存於最後結構中。再次參考圖20G，應理解：金屬線2018可被形成於下方特徵(諸如顯示為範例之導電通孔2020)之上。

所得結構(諸如與圖20G關聯所述者)可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖20G之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。應理解其上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。於一實施例中，由於傳統微影/雙金屬鑲嵌圖案化(其需另被容許)之偏差不會是文中所述之所得結構的因素。應理解：上述範例已集中在線端/插塞/切割形成或保留。然而，於其他實施例中，類似的方式可被用以形成通孔/接點於金屬線層之上或之下。亦應理解：於後續製造操作中，電介質線可被移除以提供介於所得金屬線之間的空氣間隙。

再次參考圖20A-20G，於一實施例中，用以產生光柵界定插塞之圖案化製程已被描述。此一實施例之優點可包括端至端特徵之較佳尺寸控制，其係減少了於最差情況製程變化之條件下所另觀察到的端至端短路(生產失敗)之機率。端至端特徵之增進的尺寸控制係提供於最差情況製程變化(針對通孔座落及涵蓋)下之更多區域。因此，於一實施例中，增進的電連接可被達成從層至層，具有增加的產量及產品性能。端至端特徵之增進的尺寸控制可致能較小的端至端寬度，而因此，較佳的產品密度(每功能之成本)可被達成。

於實施例中，本發明之實施例的優點在於其所有線端位置係由單一微影操作所界定。例如，當插塞/切割節距變為極小時，常見的解決方式是使用具有額外處理之多通微影以產生複合插塞/切割圖案。反之，於文中所述之實施例中，特徵末端位置為多數微影操作之功能，而因此，具有比當單一微影操作被用以界定特徵末端(如利用文中所述之實施例的情況)時更大的變化。

依據本發明之實施例，描述線端切割方式。文中所述之一或更多實施例係有關用於圖案化金屬線端之技術。實施例可包括接點製造、金屬鑲嵌處理、雙金屬鑲嵌處理、互連製造、及金屬線溝槽圖案化之一或更多者的形態。

為了提供背景，於半導體製造之先進節點中，低階互連係藉由線光柵、線端、及通孔之分離圖案化製程而被產生。複合圖案之保真度傾向於隨著線端上之通孔侵佔而降低，且反之亦然。文中所述之實施例係提供一種亦已知為插塞製程之線端製程，其係消除相關的近似規則。實施例可容許通孔被置於線端上且大型通孔包覆線端。

為了提供進一步背景，圖21A闡明一種傳統半導體裝置之金屬化層的平面視圖及沿著該平面視圖之a-a’軸所取的相應橫斷面視圖。圖21B闡明使用目前已知的處理方案所製造之線端或插塞的橫斷面視圖。圖21C闡明使用目前已知的處理方案所製造之線端或插塞的另一橫斷面視圖。

參考圖21A，金屬化層2100包括形成於電介質層2104中之金屬線2102。金屬線2102可被耦合至下方通孔2103。電介質層2104可包括線端或插塞區2105。參考圖21B，電介質層2104之傳統線端或插塞區2105可藉由圖案化電介質層2104上之硬遮罩層2110並接著蝕刻電介質層2104之暴露部分來製造。電介質層2104之暴露部分可被蝕刻至適以形成線溝槽2106之深度或者被進一步蝕刻至適以形成通孔溝槽2108之深度。參考圖21C，鄰接線端或插塞2105之相反側壁的兩個通孔可被製造於單一大型曝光2116中以最終地形成線溝槽2112及通孔溝槽2114。

然而，再次參考圖21A-21C，保真度問題及/或硬遮罩侵蝕問題可能導致不完美的圖案化狀態。反之，文中所述之一或更多實施例包括一種涉及線端電介質(插塞)之建構(在溝槽及通孔圖案化製程之後)的製程流之實施方式。於一範例處理方案中，圖21D-21J闡明橫斷面視圖，其表示一種用以圖案化後段製程(BEOL)互連之金屬線端的製程中之各個操作，依據本發明之實施例。

參考圖21D，一種製造用於半導體晶粒之互連結構的金屬化層之方法包括形成線溝槽2128於一形成在下方金屬化層2120之上的層間電介質(ILD)材料層2126的上部分(於下部分2130之上)中。下方金屬化層2120包括配置於電介質層2124中之金屬線2122。

參考圖21E，通孔溝槽2132A及2132B被形成於ILD材料層2126之下部分2130中以形成ILD材料層2126之圖案化下部分2130’。當作範例實施例，通孔溝槽2132A係暴露下方金屬化層2120之兩金屬線2122，而通孔溝槽2132B係暴露下方金屬化層2120之一金屬線2122。

參考圖21F，犧牲材料2134(諸如矩陣材料)被形成於ILD材料層(圖21F中所示之部分2130’)之上以及於線溝槽2128與通孔溝槽2132A和2132B中。於一實施例中，圖案化硬遮罩層2136被形成於犧牲材料2134上，如圖21F中所描繪。

參考圖21G，犧牲材料2134被圖案化以形成開口(圖21G之左手邊開口)，其係暴露介於與圖21E之通孔溝槽2132A關聯的下方金屬化層2120之兩金屬線2122間的下金屬化層2120之部分。於所示之範例實施例中，犧牲材料2134被進一步圖案化以形成開口(圖21G之右手邊開口)，其係暴露鄰接圖2E之通孔溝槽2132B的ILD材料層之圖案化下部分2130’的部分。於一實施例中，犧牲材料2134係藉由將圖案化硬遮罩2136之圖案轉移至犧牲材料2134(藉由蝕刻製程)而被圖案化。

參考圖21H，犧牲材料2134(現在顯示為已圖案化及已填充犧牲材料2134’)之開口被填充以電介質材料2138。於一實施例中，犧牲材料2134之開口被填充以電介質材料2138，其係使用一種選自由原子層沈積(ALD)及化學氣相沈積(CVD)所組成之群組的沈積製程。於一實施例中，犧牲材料2134之開口被填充以第一電介質材料組成之電介質材料2138。於一此類實施例中，ILD材料層2126包括由與第一電介質材料組成不同的材料所構成的第二電介質材料。然而，於另一此類實施例中，ILD材料層2126係由第一電介質材料所組成。

參考圖21I，已填充犧牲材料2134’被移除以提供電介質插塞2140A及2140B。於所示之範例實施例中，電介質插塞2140A被配置於下方金屬化層2120的兩金屬線2122之間的下金屬化層2120之部分上。電介質插塞2140A係相鄰於通孔溝槽2132A和線溝槽2128’，以及(於圖21I所示之情況下)介於基本上對稱的通孔溝槽2132A與線溝槽2128’之間。電介質插塞2140B被配置於ILD材料層2126之圖案化下部分2130’的部分上。電介質插塞2140係相鄰於通孔溝槽2142B及相應的線溝槽(電介質插塞2140B之右手邊)。於一實施例中，圖21H之結構係接受一種平坦化製程，其係用以移除電介質材料2138之超載區(於溝槽之任一側上的表面之上及上方的區)、用以移除圖案化硬遮罩2136、及用以減少犧牲材料2134’之高度和其中的電介質材料2138之部分。犧牲材料2134’接著係藉由使用選擇性濕式或乾式處理蝕刻技術而被移除。

參考圖21J，線溝槽2128’及通孔溝槽2132A和2132B被填充以導電材料。於一實施例中，以導電材料填充線溝槽2128’及通孔溝槽2132A和2132B係形成金屬線2142及導電通孔2144於圖案化電介質層2130’中。於範例實施例中，參考插塞2140A，第一金屬線2142及第一導電通孔2144係直接地相鄰於電介質插塞2140A之左手邊側壁。第二金屬線2142及第二導電通孔2144係直接地相鄰於電介質插塞2140A之右手邊側壁。參考插塞2140B，第一金屬線2142係直接地相鄰於電介質插塞2140B之右手邊側壁，而ILD層之圖案化下部分2130’的下方部分係直接地相鄰於第一導電通孔2144。然而，於電介質插塞2140B之左手邊上，僅有金屬線2142(而非相關的導電通孔)與電介質插塞2140B關聯。於一實施例中，金屬填充製程係藉由沈積並接著平坦化一或更多金屬層於圖2I的結構之上來履行。

再次參考圖21J，數個不同的實施例可使用圖示來展示。例如，於一實施例中，圖21J之結構係表示最後金屬化層結構。於另一實施例中，電介質插塞2140A和2140B被移除以提供空氣間隙結構。於另一實施例中，電介質插塞2140A和2140B被替換以另一電介質材料。於另一實施例中，電介質插塞2140A和2140B可為犧牲圖案，其被最終地轉移至另一下方層間電介質材料層。

於範例實施例中，再次參考圖21J(及先前的處理操作)，用於半導體晶粒之互連結構的金屬化層包括金屬線2142，其係配置於層間電介質(ILD)材料層2126之溝槽2128’中。ILD材料層2126係由第一電介質材料所組成。導電通孔2144被配置於ILD2126材料層中，在金屬線2142下方並電連接至金屬線2142。電介質插塞2140A(或2140B)係直接地相鄰於金屬線2142及導電通孔2144。第二金屬線2142及導電通孔2144亦可直接地相鄰於電介質插塞(例如，電介質插塞2140A)。於一實施例中，電介質插塞2140A(或2140B)係由不同於第一電介質材料之第二電介質材料所組成。

應理解：以電介質材料填充犧牲材料2134之開口可導致約略於所得電介質插塞之中心的電介質材料中之接縫的形成。例如，圖21K闡明一種半導體晶粒之互連結構的金屬化層之橫斷面視圖，該半導體晶粒包括具有接縫於其中之電介質線端或插塞，依據本發明之實施例。

參考圖21K，半導體晶粒之互連結構的金屬化層包括金屬線2140，其係配置於層間電介質(ILD)材料層之溝槽中(所示之下部分2130’)。導電通孔2144被配置於ILD材料層2130’中，在金屬線2142下方並電連接至金屬線2142。電介質插塞2152A和2152B係直接地相鄰於金屬線2142及導電通孔2144。電介質插塞2152A和2152B各包括約略於電介質插塞之中心的接縫2150，例如，可有助於藉由化學氣相沈積(CVD)或原子層沈積(ALD)之電介質插塞的沈積形成。

應理解：線端或插塞可與其不具有緊鄰電介質插塞之下方通孔的金屬線相關聯。例如，圖21L闡明一種半導體晶粒之互連結構的金屬化層之橫斷面視圖，該半導體晶粒包括並未緊鄰導電通孔之電介質線端或插塞，依據本發明之實施例。參考圖21L，電介質插塞2152係與其不具有緊鄰電介質插塞2152(且於相關的圖案化電介質層2154’上方)之下方通孔(諸如通孔2144)的金屬線2142相關聯。

所得結構(諸如與圖21J、圖21K或圖21L關聯所述者)可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖21J、圖21K或圖21L之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。於一實施例中，由於傳統微影/雙金屬鑲嵌圖案化(其需另被容許)之偏差係針對文中所述之所得結構而被減輕。亦應理解：於後續製造操作中，電介質層可被移除以提供介於所得金屬線之間的空氣間隙。

依據本發明之實施例，預形成通孔及插塞之自對準蝕刻被描述。文中所述之一或更多實施例係有關自對準通孔及插塞圖案化。文中所述之程序的自對準形態可基於一種定向自聚合(DSA)機制，如底下更詳細地描述者。然而，應理解其選擇性生長機制可被利用以取代(或結合與)DSA為基的方式。於一實施例中，文中所述之程序係致能後段製程特徵製造之自對準金屬化的實現。

文中所述之實施例可有關於預形成通孔或插塞(或兩者)之自對準等向蝕刻處理。例如，處理方案可涉及金屬化層(諸如半導體結構之後段製程金屬化層)中之每一可能通孔及插塞的預形成。微影被接著利用以選擇欲打開/關閉(例如，保存/移除)之特定的通孔及/或插塞位置。文中所述之實施例的實施方式可涉及此一蝕刻方案之使用，以形成針對金屬化堆疊中之每一相應通孔/金屬層的光桶配置中之所有通孔/插塞。如將被理解者：通孔可被形成在不同於插塞所被形成之層的層中(例如，後者被形成於其垂直地於通孔層之間的金屬線層中)，或者插塞及通孔可被形成於相同層中。

文中所述之一或更多實施例係提供針對圖案化之更有效率的方式，藉由最大化重疊製程窗、最小化所需圖案之大小及形狀、及增加用以圖案化孔或插塞之微影製程的效率。於更特定的實施例中，用以打開預形成通孔或插塞位置之圖案可被形成為相當小，致能微影製程之重疊容限的增加。圖案特徵可由均勻大小所製，其可減少直接寫入電子束之掃描時間及/或利用光學微影之光學近似校正(OPC)複雜度。圖案特徵亦可被形成為淺的，其可增進圖案化解析度。後續履行的蝕刻製程可為一種等向化學選擇性蝕刻。此一蝕刻製程減輕了另相關的輪廓及關鍵尺寸，並減輕了通常與乾式蝕刻方式相關的各向異性問題。此一蝕刻製程亦相對便宜得多(從設備及產量之觀點)，相較於其他的選擇性移除方式。

當作範例一般性處理方案，圖22A-22G闡明其表示一種涉及預形成通孔或插塞位置之自對準等向蝕刻的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。於各所述操作之各闡明中，平面視圖被顯示於左手邊，而相應的橫斷面視圖被顯示於右手邊。這些視圖將於文中被稱為相應的橫斷面視圖及平面視圖。

圖22A闡明接續於基底或層2202中之孔/溝槽2204的預圖案化後之開始結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著a-a’軸所取)。於一實施例中，基底或層2202為層間電介質(ILD)材料層。

雖為了簡化而未描繪，應理解：孔/溝槽2204可暴露下方特徵，諸如下方金屬線。再者，於一實施例中，開始結構可被圖案化以一種光柵狀圖案，其具有以恆定節距所間隔並具有恆定寬度的孔/溝槽2204。圖案(例如)可藉由節距減半或節距減為四分之一等等方式來製造。於其通孔層被製造之情況下，某些孔/溝槽2204可與下方較低階金屬化線相關聯。

圖22B闡明接續於以犧牲或永久佔位材料2206填充孔/溝槽2204後圖22A之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著b-b’軸所取)。於其使用永久佔位材料之情況下，ILD材料可被用以填充孔/溝槽2204。於其使用犧牲佔位材料之情況下，可提供在設計選擇上之更多彈性。例如，於一實施例中，可使用一種將不會另適於最後結構中之保留的材料，諸如結構上弱的聚合物或軟的光阻材料。如圖22B之橫斷面視圖中所描繪，於孔/溝槽2204中之犧牲或永久佔位材料2206的少量凹陷2208之形成可被包括以協助後續處理。於一實施例中，犧牲或永久佔位材料2206為一種旋塗式電介質材料。

圖22C闡明接續於圖案化層2210之形成後的圖22B之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著c-c’軸所取)。於一實施例中，圖案化層2210為光敏材料，諸如正色調光阻層。於另一實施例中，圖案化層2210為抗反射塗佈材料。於一實施例中，圖案化層2210包括材料層之堆疊，包括一或更多光敏材料層及/或一或更多抗反射塗佈材料層。

圖22D闡明接續於圖案化層2210之圖案化以形成開口2212於圖案化層2210中後的圖22C之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著d-d’軸所取)。參考圖22D，開口2212係暴露犧牲或永久佔位材料2206之下方部分。特別地，開口2212僅在其中通孔或插塞被選定為待形成之孔/溝槽2204上暴露犧牲或永久佔位材料2206之下方部分。於一實施例中，圖案化層2210中之開口2212係實質上小於已暴露孔/溝槽2204。如上簡短所述，其相對地小於已暴露孔/溝槽2204之開口2212的形成係提供了針對失準問題之顯著增加的容許度。於一實施例中，圖案化層2210為光敏材料，且開口2212係藉由微影製程(諸如正色調微影製程)來形成。

圖22E闡明接續於由開口2212所暴露之位置中的犧牲或永久佔位材料2206之移除以形成再暴露孔/溝槽2214後之圖22D的結構之平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著e-e’軸所取)。於一實施例中，犧牲或永久佔位材料2206係藉由等向蝕刻製程來移除。於一此類實施例中，等向蝕刻製程涉及濕式蝕刻劑之應用。濕式蝕刻劑係透過開口2212以存取及蝕刻犧牲或永久佔位材料2206。蝕刻製程為等向的，由於其並未由開口2212所暴露(但可透過開口2212而存取)的材料可被蝕刻至選擇性地形成的再暴露孔/溝槽2214，於針對通孔或插塞形成之所欲位置中。於一實施例中，濕式蝕刻製程係蝕刻犧牲或永久佔位材料2206而不蝕刻(或者不實質上蝕刻)圖案化層2210。

於一實施例中，犧牲或永久佔位材料2206為一種旋塗式碳硬遮罩材料，而蝕刻製程為一種TMAH為基的蝕刻製程。於另一實施例中，犧牲或永久佔位材料2206為一種旋塗式底部抗反射塗佈(BARC)材料，而蝕刻製程為一種TMAH為基的蝕刻製程。於另一實施例中，犧牲或永久佔位材料2206為一種旋塗式底部玻璃材料，而蝕刻製程為一種根據有機溶劑、酸或鹼之濕式蝕刻製程。於另一實施例中，犧牲或永久佔位材料2206為一種旋塗式金屬氧化物材料，而蝕刻製程為一種根據市面上可買到的清潔化學物之濕式蝕刻製程。於另一實施例中，犧牲或永久佔位材料2206為一種CVD碳材料，而蝕刻製程為一種根據氧電漿灰的蝕刻製程。

圖22F闡明接續於圖案化層2210之移除後的圖22E之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著f-f’軸所取)。於一實施例中，圖案化層2210為光阻層，而該光阻層係藉由濕式去除或電漿灰化製程而被移除。圖案化層2210之移除係完全地暴露該再曝露孔/溝槽2214。

圖22G闡明接續於以材料層2216填充再曝露孔/溝槽2214及後續平坦化後的圖22F之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著g-g’軸所取)。於一實施例中，材料層2216係用以形成插塞且為一種永久ILD材料。於另一實施例中，材料層116係用以形成導電通孔且為一種金屬填充層。於一此類實施例中，金屬填充層為單一材料層，或者被形成自數個層，包括導電襯裡層及填充層。任何適當的沈積製程(諸如電鍍、化學氣相沈積或物理氣相沈積)可被用以形成此一金屬填充層。於一實施例中，金屬填充層係由導電材料所組成，諸如(但不限定於)Al, Ti, Zr, Hf, V, Ru, Co, Ni, Pd, Pt, Cu, W, Ag, Au或其合金。於其材料層116被平坦化(接續於沈積後)之情況下，化學機械拋光製程可被使用。

於一實施例中，材料層2216為一種適於形成導電通孔之材料。於一此類實施例中，犧牲或永久佔位材料2206為一種永久佔位材料，諸如永久ILD材料。於另一此類實施例中，犧牲或永久佔位材料2206為一種犧牲佔位材料，其被後續地移除並以一種材料(諸如永久ILD材料)來替換。於另一實施例中，材料層2216為一種適於形成電介質插塞之材料。於一此類實施例中，犧牲或永久佔位材料2206為一種犧牲佔位材料，其被後續地移除或部分地移除以致能金屬線形成。

應理解：圖22G之所得結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖22G之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。再者，應理解：以上範例並未於圖形中包括蝕刻停止或金屬封蓋層，其可另為用於圖案化所需要的。然而，為了清楚瞭解，此等層未被包括於圖形中，因為其不會影響整體概念。

於另一形態中，實施例係有關於一種實施等向乾式蝕刻(連同孔縮小製程)之製程流。於一此類實施例中，一種圖案化方案係提供針孔圖案化於遮罩層中，接續於以有機聚合物填充所有通孔位置後。當作範例處理方案，圖22H-22J闡明其顯示積體電路層之部分的斜角橫斷面視圖，其表示一種涉及預形成通孔位置之自對準等向蝕刻的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖22H闡明接續於以佔位材料填充所有可能的通孔位置後之開始結構。參考圖22H，金屬化層2252(諸如金屬化層之ILD層)被形成於基底(未顯示)之上且包括複數金屬線2254於其中。ILD材料(其可為二或更多不同的ILD材料2256及2258)係圍繞其中通孔所可能被形成的位置。犧牲佔位材料2260係佔據其中所有可能通孔所可被形成於金屬線2252之上的位置。遮罩層2262(諸如薄低溫氧化物遮罩層)被形成於下方結構上。應理解：犧牲佔位材料2260並未出現於相鄰特徵之上，其可藉由沈積及平坦化或凹陷製程來完成。

圖22I闡明接續於遮罩層2262之圖案化以形成開口2264於遮罩層2262中以後之圖22H的結構。參考圖22I，開口2264係暴露犧牲佔位材料2260之下方部分。特別地，開口2264僅在其中通孔被選定為待形成之位置上暴露犧牲佔位材料2260之下方部分。於一實施例中，遮罩層2262中之開口2264係實質上小於已暴露犧牲佔位材料2260。如上簡短所述，其相對地小於已暴露犧牲佔位材料2260之開口2264的形成係提供了針對失準問題之顯著增加的容許度。該製程有效地將通孔位置「縮小」至「針孔」之大小，針對實際通孔位置之選擇及圖案化。於一實施例中，遮罩層2262係藉由以下方式而被圖案化以開口2262：首先由微影製程(諸如正色調微影製程)形成並圖案化遮罩層2262上之光敏材料、及接著由蝕刻製程來圖案化遮罩層2262。

圖22J闡明接續於將其由開口2264所暴露的位置中之犧牲佔位材料2260移除以形成已暴露通孔位置2266後之圖22I的結構。於一實施例中，犧牲佔位材料2260係藉由等向蝕刻製程而被移除在通孔位置2266上。於一此類實施例中，犧牲佔位材料2260為一種有機聚合物，而等向蝕刻製程為一種等向電漿灰(氧電漿)或濕式清潔製程。

再次參考圖22J，應理解：後續處理可涉及移除遮罩層2262及以導電通孔材料填充孔/溝槽2266。同時，未由開口2264所暴露(亦即，未被選擇為通孔位置)之餘留的犧牲佔位材料2260可被替換以永久ILD材料。所得結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，所得結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。

依據本發明之一或更多實施例，如上所述，文中所述之方式可建立於所謂「光桶」之使用，其中每一可能的特徵(例如，通孔或插塞)被預圖案化入基底中。接著，光抗蝕劑被填充入圖案化特徵而微影操作僅被用以選擇選定通孔以供通孔開口形成。光桶方式可容許較大的關鍵尺寸(CD)及/或重疊時之誤差，而同時留存用以選擇有興趣的通孔或插塞之能力。用以選擇特定光桶之微影方式可包括(但可不限定於)193nm浸入式微影(i193)、極紫外線(EUV)及/或電子束直接寫入(EBDW)微影。

總之，依據本發明之一或更多實施例，DSA方式或減成方式被產生為光敏的。於一觀點中，達成光桶之一種形式，其中微影限制可被放寬且失準容許度可能很高，因為光桶係由非可光解的材料所圍繞。再者，於一實施例中，取代曝光以(例如)30mJ/cm ²，此一光桶可被曝光以(例如)3mJ/cm ²。通常此將導致極差的CD控制及粗糙度。但於此情況下，CD及粗糙度控制將由光桶幾何所界定，其可被極佳地控制及界定。因此，此一光桶方式可被用以防止成像/劑量取捨，其限制了下一代微影製程之產量。於一實施例中，其未被選擇以移除之光桶材料被最終地留存為半導體結構中之永久ILD部分。於另一實施例中，其未被選擇以移除之光桶材料被最終地交換給半導體結構中之永久ILD部分。

於一實施例中，光桶「ILD」組成通常是極不同於標準ILD，且(於一實施例中)是高度地自對準於兩方向。更一般地，於一實施例中，如文中所使用之術語光桶係涉及使用超快光抗蝕劑或電子束抗蝕劑或其他光敏材料，如已蝕刻開口中所形成者。於此一實施例中，進入開口之聚合物的熱回填被使用接續於旋塗施加後。於一實施例中，快速光抗蝕劑係藉由從現有的光抗蝕劑材料移除抑制劑來製造。於另一實施例中，光桶係藉由蝕刻回製程及/或微影/縮小/蝕刻製程來形成。應理解：光桶無須被填充以實際的光抗蝕劑，只要該材料作用為光敏開關。於一實施例中，微影被用以暴露其被選擇以供移除之相應的光桶。然而，微影限制可被放寬且失準容許度可能很高，因為光桶係由非可光解的材料所圍繞。於一實施例中，光桶接受極紫外線(EUV)光之曝光以暴露光桶，其中於特定實施例中，EUV係於5-15奈米之範圍中。雖然文中所述之許多實施例係涉及根據聚合物之光桶材料，但於其他實施例中，根據奈米粒子之光桶材料被類似地實施。

依據本發明之實施例，描述一種光桶方式。文中所述之一或更多實施例係有關用於自對準通孔及插塞圖案化之減成方式，以及由此所得之結構。於一實施例中，文中所述之程序係致能後段製程特徵製造之自對準金屬化的實現。對於下一世代通孔及插塞圖案化所預期的重疊問題可由文中所述之一或更多方式來處理。更明確地，一或更多文中所述之實施例涉及使用一種減成方法以使用已蝕刻的溝槽來預形成每一通孔及插塞。接著使用一額外操作以選擇留存哪些通孔及插塞。此等操作可使用光桶來闡明，雖然亦可使用一種更傳統的抗蝕劑曝光及ILD回填方式來執行選擇程序。

於第一形態中，使用通孔第一、插塞第二方式。當作範例，圖23A-23L闡明其表示一種減成自對準通孔及插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。於各所述操作之各圖示中，顯示橫斷面及/或斜角視圖。這些視圖將於文中被稱為相應的橫斷面視圖及斜角視圖。

圖23A闡明接續於層間電介質(ILD)層2302上所形成之第一硬遮罩材料層2304的沈積後(但在圖案化前)之開始結構2300的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考圖23A，圖案化遮罩2306具有於第一硬遮罩材料層2304上或之上(沿著其側壁)所形成的間隔物2308。

圖23B闡明接續於藉由節距加倍的第一硬遮罩層之圖案化後的圖23A之結構，依據本發明之實施例。參考圖23B，圖案化遮罩2306被移除而間隔物2308之所得圖案被轉移(例如，藉由蝕刻製程)至第一硬遮罩材料層2304以形成第一圖案化硬遮罩2310。於一此類實施例中，第一圖案化硬遮罩2310被形成以光柵圖案，如圖23B中所描繪者。於一實施例中，第一圖案化硬遮罩2310之光柵結構為緊密節距光柵結構。於特定此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成(遮罩2306)，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半，如圖23A及23B中所描繪者。甚至，雖然未顯示，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖23B的第一圖案化硬遮罩2310之光柵狀圖案可具有以恆定節距來分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。

圖23C闡明接續於第二圖案化硬遮罩之形成後的圖23B之結構，依據本發明之實施例。參考圖23C，第二圖案化硬遮罩2312被形成為與第一圖案化硬遮罩2310交錯。於一此類實施例中，第二圖案化硬遮罩2312係藉由第二硬遮罩材料層(具有不同於第一硬遮罩材料層2304之組成)之沈積而被形成。第二硬遮罩材料層被接著平坦化(例如，藉由化學機械拋光(CMP))以提供第二圖案化硬遮罩2312。

圖23D闡明接續於硬遮罩蓋層之沈積後的圖23C之結構，依據本發明之實施例。參考圖23D，硬遮罩蓋層2314被形成於第一圖案化硬遮罩2310及第一圖案化硬遮罩2312上。於一此類實施例中，硬遮罩蓋層2314之材料組成及蝕刻選擇性係不同於第一圖案化硬遮罩2310及第一圖案化硬遮罩2312。

圖23E闡明接續於硬遮罩蓋層之沈積後的圖23D之結構，依據本發明之實施例。參考圖23E，圖案化的硬遮罩蓋層2314被形成於第一圖案化硬遮罩2310及第一圖案化硬遮罩2312上。於一此類實施例中，圖案化的硬遮罩蓋層2314被形成以一正交於第一圖案化硬遮罩2310及第一圖案化硬遮罩2312之光柵圖案的光柵圖案，如圖23E中所示。於一實施例中，由圖案化的硬遮罩蓋層2314所形成之光柵結構為緊密節距光柵結構。於此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半。甚至，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖23E之圖案化的硬遮罩蓋層2314之光柵狀圖案可具有以恆定節距來分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。

圖23F闡明接續於第一圖案化硬遮罩之進一步圖案化及複數光桶之後續形成後的圖23E之結構，依據本發明之實施例。參考圖23F，使用圖案化的硬遮罩蓋層2314為遮罩，第一圖案化硬遮罩2310被進一步圖案化以形成第一圖案化硬遮罩2316。第二圖案化硬遮罩2312未被進一步圖案化於此製程中。之後，圖案化的硬遮罩蓋層2314被移除，且光桶2318被形成於ILD層2302之上的所得開口中。光桶2318(於此階段)代表所得金屬化層中之所有可能的通孔位置。

圖23G闡明接續於光桶曝光和顯影以留下選定的通孔位置、及後續的通孔開口蝕刻入下方ILD後的圖23F之結構，依據本發明之實施例。參考圖23G，選定的光桶2318被暴露並移除以提供選定的通孔位置2320。通孔位置2320接受選擇性蝕刻製程(諸如選擇性電漿蝕刻製程)以延伸通孔開口入下方ILD層2302，形成圖案化的ILD層2302’。蝕刻對於：剩餘的光桶2318、第一圖案化硬遮罩2316、及第二圖案化硬遮罩2312是選擇性的。

圖23H闡明接續於剩餘光桶之移除、硬遮罩材料之後續形成、及第二複數光桶之後續形成後的圖23G之結構，依據本發明之實施例。參考圖23H，剩餘光桶被移除，例如，藉由選擇性蝕刻製程。所有形成的開口(例如，於光桶2318以及通孔位置2320之移除時所形成的開口)被接著填充以硬遮罩材料2322，諸如碳為基的硬遮罩材料。之後，第一圖案化硬遮罩2316被移除(例如，以一種選擇性蝕刻製程)，且所得的開口被填充以第二複數光桶2324。光桶2324(於此階段)代表所得金屬化層中之所有可能的插塞位置。應理解：第二圖案化硬遮罩2312未被進一步圖案化於製程中之此階段。

圖23I闡明接續於插塞位置選擇後的圖23H之結構，依據本發明之實施例。參考圖23I，來自圖23H之光桶2324被移除自其中將不會形成插塞之位置2326。於其中被選來形成插塞之位置中，光桶2324被留存。於一實施例中，為了形成其中將不會形成插塞之位置2326，使用微影以暴露相應的光桶2324。暴露的光桶可接著藉由顯影劑而被移除。

圖23J闡明接續於從通孔及線位置移除最近形成之硬遮罩後的圖23I之結構，依據本發明之實施例。參考圖23J，圖23I中所描繪之硬遮罩材料2322被移除。於一此類實施例中，硬遮罩材料2322係碳為基的硬遮罩材料且係以電漿灰製程來移除。如圖所示，剩餘的特徵包括：圖案化的ILD層2302’、為了插塞形成而留存的光桶2324、及通孔開口2328。雖然未顯示，應理解：於一實施例中，第二硬遮罩層2312亦被留存於此階段。

圖23K闡明接續於未被插塞形成光桶所保護的位置中之圖案化ILD層之凹陷後的圖23J之結構，依據本發明之實施例。參考圖23K，未被光桶2324所保護之圖案化的ILD層2302’之部分被凹陷以提供金屬線開口2330，除了通孔開口2328之外。

圖23L闡明接續於金屬填充後的圖23K之結構，依據本發明之實施例。參考圖23L，金屬化2332被形成於開口2328及2332中。於一此類實施例中，金屬化2332係藉由金屬填充及拋光回製程來形成。參考圖23L之左手邊部分，其結構係顯示為包括下部分，該下部分包括其中形成有金屬線及通孔(集合地顯示為2332)之圖案化的ILD層2302’。結構之上區2334包括第二圖案化硬遮罩2312以及剩餘(插塞位置)光桶2324。於一實施例中，上區2334被移除(例如，藉由CMP或蝕刻回)，在後續製造以前。然而，於一替代實施例中，上區2334被留存於最終結構中。

圖23L之結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖23L之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。應理解其上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。再次參考圖23L，藉由減成方式之自對準製造可被完成於此階段。以類似方式所製造之下一層可能需要再一次完整製程之啟動。替代地，其他方式可被使用於此階段以提供額外互連層，諸如傳統雙或單金屬鑲嵌方式。

於第二形態中，使用插塞第一、通孔第二方式。當作範例，圖23M-23S闡明其表示一種減成自對準通孔及插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之另一實施例。於各所述操作之各闡明中，平面視圖被顯示於頂部，而相應的橫斷面視圖被顯示於底部。這些視圖將於文中被稱為相應的橫斷面視圖及平面視圖。

圖23M闡明形成於基底2351之上的開始正交柵格之平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，開始柵格結構2350包括光柵ILD層2352，具有第一硬遮罩層2354配置於其上。第二硬遮罩層2356被配置於第一硬遮罩層2354上且被圖案化以具有一種正交於下方光柵結構之光柵結構。此外，開口2358保持於第二硬遮罩層2356的光柵結構與由ILD層2352和第一硬遮罩層2354所形成的下方光柵之間。

圖23N闡明接續於開口填充及蝕刻回後的圖23M之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，圖23M之開口2358被填充以電介質層2360(諸如氧化矽層)。此一電介質層2360可被形成有沈積的氧化物膜，諸如藉由化學氣相沈積(CVD)、高密度電漿沈積(HDP)、或電介質上旋塗。沈積的材料可能需要蝕刻回以達成圖23N中所示之相對高度，留下上開口2358’。

圖23O闡明接續於光桶填充、曝光及顯影以留下選定插塞位置後的圖23N之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，光桶被形成於圖23N之上開口2358’中。之後，大部分光桶被暴露並移除。然而，選定光桶2362未被暴露而因此留存以提供選定的插塞位置，如圖23O中所示。

圖23P闡明接續於電介質層2360的部分之移除後的圖23O之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，未被光桶2362所覆蓋之電介質層2360的部分被移除。然而，未被光桶2362所覆蓋之電介質層2360的部分保留於圖23P之結構中。於一實施例中，未被光桶2362所覆蓋之電介質層2360的部分係藉由濕式蝕刻製程而被移除。

圖23Q闡明接續於光桶填充、曝光及顯影以留下選定通孔位置後的圖23P之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，光桶被形成於電介質層2360之部分的移除時所形成的開口中。之後，選定光桶被暴露並移除以提供選定的通孔位置2364，如圖23Q中所示。

圖23R闡明接續於通孔開口蝕刻入下方ILD後的圖23Q之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，圖23Q之通孔位置2364接受選擇性蝕刻製程(諸如選擇性電漿蝕刻製程)以延伸通孔開口2364至開口2364’，其被形成入下方ILD層2352中。

圖23S闡明接續於第二硬遮罩層及剩餘光桶材料之移除後的圖23R之結構的平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考個別沿著軸a-a’及b-b’所取之平面視圖及相應的橫斷面視圖(a)及(b)，第二硬遮罩層2356以及任何剩餘的光桶材料(亦即，尚未被曝光及顯影之光桶材料)被移除。該移除係針對所有其他剩餘特徵有選擇性地被執行。於一此類實施例中，第二硬遮罩層2356為碳基的硬遮罩材料，且該移除係藉由O ₂電漿灰製程來履行。再次參考圖23S，此階段所剩餘者為：其中形成有通孔開口2364’之ILD層2352、以及其被保留給插塞位置之電介質層2360的部分(例如，由上方光桶材料所保留)。因此，於一實施例中，圖23S之結構包括以通孔開口(用於後續的金屬填充)圖案化之ILD層2352，其具有用以產生插塞之電介質層2360的位置。剩餘開口2366可被填充以金屬來形成金屬線。應理解其硬遮罩2354可被移除。

因此，一旦以金屬互連材料填充後，圖23S之結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，一旦以金屬互連材料填充後，圖23S之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。再次參考圖23S，藉由減成方式之自對準製造可被完成於此階段。以類似方式所製造之下一層可能需要再一次完整製程之啟動。替代地，其他方式可被使用於此階段以提供額外互連層，諸如傳統雙或單金屬鑲嵌方式。

應理解：與圖23A-23L及23M-23S關聯所描述的方式不一定被履行為形成對準於下方金屬化層之通孔。如此一來，於某些背景中，這些製程方案可被視為涉及針對任何下方金屬化層以由上而下方向盲目射擊。於第三形態中，減成方式提供與下方金屬化層之對準。舉例而言，圖24A-24I闡明其表示一種減成自對準插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之另一實施例。於各描述操作之各圖示中，提供一斜角三維橫斷面視圖。

圖24A闡明接續於深金屬線製造後之用於減成通孔及插塞製程的開始點結構2400，依據本發明之實施例。參考圖24A，結構2400包括具有中間層間電介質(ILD)線2404之金屬線2402。亦應理解：某些線2402可與下方通孔關聯以便耦合至先前互連層。於一實施例中，金屬線2402係藉由將溝槽圖案化入ILD材料(例如，線2404之ILD材料)來形成。溝槽接著由金屬來填充且(假如需要的話)被平坦化至ILD線2404之頂部。於一實施例中，金屬溝槽及填充製程係涉及高的高寬比特徵。例如，於一實施例中，金屬線高度(h)與金屬線寬度(w)之高寬比約於5-10之範圍中。

圖24B闡明接續於金屬線之凹陷後的圖24A之結構，依據本發明之實施例。參考圖24B，金屬線2402被選擇性地凹陷以提供第一階金屬線2406。凹陷被選擇性地對ILD線2404來執行。該凹陷可藉由透過乾式蝕刻、濕式蝕刻、或其組合之蝕刻來執行。凹陷程度可由第一階金屬線2406之目標厚度來決定，以供使用為後段製程(BEOL)互連結構內之適當的導電互連線。

圖24C闡明接續於層間電介質(ILD)層之形成後的圖24B之結構，依據本發明之實施例。參考圖24C，ILD材料層2408被沈積，且(假如需要的話)被平坦化，至凹陷金屬線2406及ILD線2404之上的位準。

圖24D闡明接續於硬遮罩層之沈積及圖案化後的圖24C之結構，依據本發明之實施例。參考圖24D，硬遮罩層2410被形成於ILD層2408上。於一此類實施例中，硬遮罩層2410被形成以一正交於第一階金屬線2406/ILD線2404之光柵圖案的光柵圖案，如圖24D中所示。於一實施例中，由硬遮罩層2410所形成之光柵結構為緊密節距光柵結構。於此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半。甚至，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖24D的第二硬遮罩層2410之光柵狀圖案可具有以恆定節距來分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。

圖24E闡明接續於使用圖24D之硬遮罩的圖案所界定的溝槽形成後之圖24D的結構，依據本發明之實施例。參考圖24E，ILD層2408之暴露區(亦即，未被2410所保護者)被蝕刻以形成溝槽2412及圖案化的ILD層2414。蝕刻係停止在(且因而暴露)第一階金屬線2406及ILD線2404之頂部表面上。

圖24F闡明接續於所有可能通孔位置中之光桶形成後的圖24E之結構，依據本發明之實施例。參考圖24F，光桶2416被形成於凹陷金屬線2406之暴露部分上方的所有可能通孔位置中。於一實施例中，光桶2416被形成為基本上與ILD線2404之頂部表面共面，如圖24F中所描繪者。此外，再次參考圖24F，硬遮罩層2410可被移除自圖案化的ILD層2414。

圖24G闡明接續於通孔位置選擇後的圖24F之結構，依據本發明之實施例。參考圖24G，在選擇通孔位置2418時來自圖24F之光桶2416被移除。於其中不被選來形成通孔之位置中，光桶2416被留存。於一實施例中，為了形成通孔位置2418，微影被使用以暴露相應的光桶2416。暴露的光桶可接著藉由顯影劑而被移除。

圖24H闡明接續於剩餘光桶之轉換至永久ILD材料後的圖24G之結構，依據本發明之實施例。參考圖24H，光桶2416之材料被修改(例如，藉由在烘烤操作時之交聯)於位置中以形成最後ILD材料2420。於一此類實施例中，交聯係提供烘烤時之溶解度切換。最終的、交聯的材料具有電介質間性質，而因此可被留存於最終金屬化結構中。

再次參考圖24H，於一實施例中，所得結構包括高達三個不同的電介質材料區(ILD線2404+ILD線2414+交聯光桶2420)於金屬化結構之單一平面2450中。於此一實施例中，ILD線2404、ILD線2414、及交聯光桶2420之兩者或全部係由相同材料所組成。於另一此實施例中，ILD線2404、ILD線2414及交聯光桶2420均由不同的ILD材料所組成。於任一情況下，於一特定實施例中，可在最後結構中觀察到諸如介於ILD線2404與ILD線2414的材料之間的垂直接縫(例如，接縫2497)及/或介於ILD線2404與交聯光桶2420之間的垂直接縫(例如，接縫2498)及/或介於ILD線2414與交聯光桶2420之間的垂直接縫(例如，接縫2499)等區別。

圖24I闡明接續於金屬線及通孔形成後的圖24H之結構，依據本發明之實施例。參考圖24I，金屬線2422及通孔2424被形成於圖24H之開口的金屬填充上。金屬線2422係藉由通孔2424而被耦合至下方金屬線2406。於一實施例中，開口被填充以金屬鑲嵌方式或由下而上填充方式以提供圖24I中所示之結構。因此，於上述方式中用以形成金屬線及通孔之金屬(例如，銅及相關的障壁和種子層)沈積可為典型地用於標準後段製程(BEOL)處理者。於一實施例中，於後續製造操作中，ILD線2414可被移除以提供介於所得金屬線2424之間的空氣間隙。

圖24I之結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖24I之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。再次參考圖24I，藉由減成方式之自對準製造可被完成於此階段。以類似方式所製造之下一層可能需要再一次完整製程之啟動。替代地，其他方式可被使用於此階段以提供額外互連層，諸如傳統雙或單金屬鑲嵌方式。

依據本發明之實施例，描述多色光桶。文中所述之一或更多實施例係有關於使用多色光桶為一種用以處理低於微影節距限制之插塞及通孔製造的方式。文中所述之一或更多實施例係有關用於自對準通孔及插塞圖案化之減成方式，以及由此所得之結構。於一實施例中，文中所述之程序係致能後段製程特徵製造之自對準金屬化的實現。對於下一世代通孔及插塞圖案化所預期的重疊問題可由文中所述之一或更多方式來處理。

於範例實施例中，以下所述之方式係建立於使用所謂光桶之方式上，其中每一可能特徵(例如，通孔)被再圖案化入基底中。接著，光抗蝕劑被填充入圖案化特徵而微影操作僅被用以選擇選定通孔以供通孔開口形成。於以下所述之特定實施例中，微影操作被用以界定複數「多色光桶」之上的相當大的孔，其可接著藉由特定波長之大量曝光而被打開。多色光桶方式係容許較大的關鍵尺寸(CD)及/或重疊時之誤差，而同時留存用以選擇有興趣的通孔之能力。於一此類實施例中，溝槽被用以含有抗蝕劑本身，而大量曝光之多數波長被用以選擇性地打開有興趣的通孔。

更明確地，一或更多文中所述之實施例涉及使用一種減成方法以使用已蝕刻的溝槽來預形成每一通孔或通孔開口。接著使用一額外操作以選擇留存哪些通孔及插塞。此等操作可使用光桶來闡明，雖然亦可使用一種更傳統的抗蝕劑曝光及ILD回填方式來執行選擇程序。

於一範例中，可使用自對準通孔開口方式。當作範例處理方案，圖25A-25H闡明其表示一種使用多色光桶之減成自對準通孔圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。於各所述操作之各圖示中，顯示橫斷面視圖。

圖25A闡明接續於層間電介質(ILD)層2502上所形成之第一硬遮罩材料層2504的沈積後(但在圖案化前)之開始結構2500的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考圖25A，圖案化遮罩2506具有於第一硬遮罩材料層2504上或之上(沿著其側壁)所形成的間隔物2508。

圖25B闡明接續於第一硬遮罩層之第一次圖案化及後續第一顏色光桶填充後的圖25A之結構，依據本發明之實施例。參考圖25B，圖案化遮罩2506及相應間隔物2508被一起使用為遮罩，於用以形成溝槽2510通過第一硬遮罩材料層2504且部分地進入ILD層2502的蝕刻期間。溝槽2510被接著填充以第一顏色光桶2512。

圖25C闡明接續於第一硬遮罩層之第二次圖案化及後續第二顏色光桶填充後的圖25B之結構，依據本發明之實施例。參考圖25C，圖案化遮罩2506被移除且第二複數溝槽2514被蝕刻通過第一硬遮罩材料層2504且部分地進入ILD層2502，介於間隔物2508之間。之後，溝槽2514被填充以第二顏色光桶材料層2516。

再次參考圖25C，間隔物2508之負圖案被因此轉移(例如，藉由形成溝槽2510及2514之兩個蝕刻製程)至第一硬遮罩材料層2504。於一此類實施例中，間隔物2508(及因此，溝槽2510及2514)被形成以光柵圖案，如圖25C中所描繪。於一實施例中，光柵圖案為緊密節距光柵圖案。於特定此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被限制於遮罩2506，但該節距可藉由使用負間隔物遮罩圖案化而被減半，如圖25A-25C中所描繪。甚至，雖然未顯示，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，光桶2512及2516之光柵狀圖案(集體地)以恆定節距來分隔並具有恆定寬度。

圖25D闡明接續於用以彼此隔離第一與第二顏色光桶之平坦化後的圖25C之結構，依據本發明之實施例。參考圖25D，第二顏色光桶材料層2516及間隔物2508之頂部部分被平坦化，例如，藉由化學機械拋光(CMP)，直到第一顏色光桶2512之頂部表面被暴露，形成離散的第二顏色光桶2518自光桶材料層2516。於一實施例中，第一顏色光桶2512與第二顏色光桶2518之組合係代表後續形成的金屬化結構中之所有可能的通孔位置。

圖25E闡明接續於第一顏色光桶之曝光及顯影以留下選定通孔位置後的圖25D之結構，依據本發明之實施例。參考圖25E，第二硬遮罩2520被形成並圖案化於圖25D之結構上。圖案化第二硬遮罩2520顯露選定的第一顏色光桶2512A。選定光桶2512A被暴露至光照射並被移除(亦即，顯影)以提供選定的通孔開口2513A。應理解：有關形成及圖案化硬遮罩層之文中描述涉及(於一實施例中)遮罩形成於稍候的覆蓋硬遮罩之上。遮罩形成可涉及使用適於微影處理之一或更多層。於圖案化一或更多微影層時，圖案係藉由蝕刻製程而被轉移至硬遮罩層以提供圖案化硬遮罩層。

再次參考圖25E，可能無法僅顯露選定光桶2512A於第二硬遮罩層2520之圖案化時。例如，一或更多相鄰(或附近)第二顏色光桶2518亦可被顯露。這些額外顯露的光桶可能不是最終通孔形成之想要的位置。然而，任何顯露的第二顏色光桶2518(於一實施例中)未被修改，於曝光至其用以圖案化第一顏色光桶2512之群組的照射時。例如，於一實施例中，第一顏色光桶2512易遭受紅色大量曝光2521並可被顯影以移除第一顏色光桶2512之選擇，如圖25E中所示。於該實施例中，第二顏色光桶2518不易遭受紅色大量曝光，而因此，無法被顯影並移除，即使被顯露於紅色大量曝光期間，如圖25E中所示。於一實施例中，藉由具有不同照射遭受性之相鄰光桶，較大的圖案及/或偏差容許度可被提供以放寬另與圖案化第二硬遮罩層2520相關的限制。

圖25F闡明接續於第二顏色光桶之曝光及顯影以留下額外選定通孔位置後的圖25E之結構，依據本發明之實施例。參考圖25F，第三硬遮罩2522被形成並圖案化於圖25E之結構上。第三硬遮罩2522亦可填充選定通孔開口2513A，如圖25F中所描繪。圖案化第三硬遮罩2522顯露選定的第二顏色光桶2518A及2518B。選定光桶2518A及2518B被暴露至光照射並移除(亦即，顯影)以個別地提供選定的通孔開口2519A及2519B。

再次參考圖25F，可能無法僅顯露選定光桶2518A及2518B於第三硬遮罩層2522之圖案化時。例如，一或更多相鄰(或附近)第一顏色光桶2512亦可被顯露。這些額外顯露的光桶可能不是最終通孔形成之想要的位置。然而，任何顯露的第一顏色光桶2512(於一實施例中)未被修改，於曝光至其用以圖案化第二顏色光桶2518之群組的照射時。例如，於一實施例中，第二顏色光桶2518易遭受綠色大量曝光2523並可被顯影以移除第二顏色光桶2518之選擇，如圖25F中所示。於該實施例中，第一顏色光桶2512不易遭受綠色大量曝光，而因此，無法被顯影並移除，即使被顯露於綠色大量曝光期間，如圖25F中所示。於一實施例中，藉由具有不同照射遭受性之相鄰光桶，較大的圖案及/或偏差容許度可被提供以放寬另與圖案化第三硬遮罩層2522相關的限制。

圖25G闡明接續於第三硬遮罩層之移除及蝕刻以形成通孔位置後的圖25F之結構，依據本發明之實施例。參考圖25G，第三硬遮罩層2522被移除。於一此類實施例中，第三硬遮罩層2522係碳為基的硬遮罩層且係藉由灰化製程來移除。接著，通孔開口2519A、2513A及2519B之圖案係經受選擇性蝕刻製程(諸如選擇性電漿蝕刻製程)以延伸通孔開口入更深入下方ILD層2502，形成具有通孔位置2524之通孔圖案化的ILD層2502’。蝕刻對於剩餘的光桶2512和2518以及對於間隔物2508是選擇性的。

圖25H闡明在金屬填充前的圖25G之結構，依據本發明之實施例。參考圖25H，所有餘留的第一顏色及第二顏色光桶2512及2518被移除。餘留的第一顏色及第二顏色光桶2512及2518可被直接地移除，或者可首先被曝光並顯影以致能移除。餘留的第一顏色及第二顏色光桶2512及2518之移除係提供金屬線溝槽2526，其部分係耦合至圖案化ILD層2502’中之通孔位置2524。後續製程可包括間隔物2508和硬遮罩層2504之移除、以及金屬線溝槽2526和通孔位置2504之金屬填充。於一此類實施例中，金屬化係藉由金屬填充及拋光回製程來形成。

圖25H之結構(於金屬填充時)可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖25H之結構(於金屬填充時)可代表積體電路中之最後金屬互連層。再次參考圖25H，藉由減成方式之自對準製造可被完成於此階段。以類似方式所製造之下一層可能需要再一次完整製程之啟動。替代地，其他方式可被使用於此階段以提供額外互連層，諸如傳統雙或單金屬鑲嵌方式。

再次參考圖25A-25H，可考量數個選項為可用於提供第一顏色光桶2512及第二顏色光桶2518。例如，於一實施例中，兩個不同的正色調有機光抗蝕劑被使用。應理解：於一此類實施例中，具有不同化學結構之材料可被選擇用於第一顏色光桶2512及第二顏色光桶2518以容許待使用之不同的塗佈、光活化及顯影製程。當作範例實施例，傳統193nm微影聚甲基丙烯酸鹽抗蝕劑系統被選擇用於第一顏色光桶2512，而傳統248nm聚羥苯乙烯光抗蝕劑系統被選擇用於第二顏色光桶2518。介於這兩類型樹脂之間的顯著化學差異係容許兩不同的有機鑄造溶劑被使用；此可能是必要的，因為第二顏色光桶2518的材料被塗佈以其已存在之第一顏色光桶2512的材料。用於第一顏色光桶2512之鑄造溶劑不被限制；而針對第二顏色光桶2518，酒精溶劑可被使用，因為其仍可溶解PHS材料但不溶解較無極性的聚甲基丙烯酸鹽。

當作第一顏色光桶2512之材料的聚甲基丙烯酸鹽樹脂與當作第二顏色光桶2518之材料的聚羥苯乙烯樹脂之組合可(於一實施例中)致能待使用之兩不同的曝光波長。典型的193nm微影聚合物係根據具有193nm吸收光酸產生劑(PAG)之聚甲基丙烯酸鹽，因為聚合物不會強烈地吸收於此波長。另一方面，聚羥苯乙烯可能不適當，因為其強烈地吸收193nm且阻止遍及該膜之PAG的活化。接著，於一實施例中，第一顏色光桶2512之材料可被選擇性地活化並顯影於193nm光子之存在下。為了強調介於第一顏色光桶2512與第二顏色光桶2518之間的光速度差異，可針對各者而調諧諸如193nm之PAG吸收性、PAG載入及光酸強度等因素。此外，強的193nm吸收劑可被加至第二顏色光桶2518(或被選擇性地沈積於第二顏色光桶2518之頂部上)以減少大塊膜內之PAG活化。接續於曝光後，於特定實施例中，第一顏色光桶2512之顯影選擇性地被執行以標準TMAH顯影劑，其中第二顏色光桶2518之最少顯影將發生。

於一實施例中，為了選擇性地移除第二顏色光桶2518(在第一顏色光桶2512之存在時)，則使用一種第二較低能量波長，其僅活化第二顏色光桶2518中而非第一顏色光桶2512中之PAG。此可被達成以兩種方式。第一，於一實施例中，使用具有不同吸收性特性之PAG。例如，三烴基鋶鹽具有極低的吸收性於諸如248nm之波長，而三芳基鋶具有極高的吸收性。因此，藉由以下方式以達成選擇性：使用三芳基鋶或其他248nm吸收PAG於第二顏色光桶2518中，而使用三烴基鋶或其他非248nm吸收PAG於第一顏色光桶2512中。替代地，敏化劑可被結合入第二顏色光桶2518，其係吸收選擇性地於第二顏色光桶2518中之低能量光子轉移能量至PAG而無活化發生於第一顏色光桶2512中(因為沒有敏化劑存在)。

於另一實施例中，圖25I闡明針對一種光桶類型的範例雙色調抗蝕劑及針對另一種光桶類型的範例單色調抗蝕劑，依據本發明之實施例。參考圖25I，於一實施例中，雙色調光抗蝕劑系統(PB-1)被用於第一顏色光桶2512之材料。單色調(慢)光抗蝕劑系統(PB-2)被用於第二顏色光桶2518之材料。雙色調光抗蝕劑可被特徵化為具有一種光回應，其係由於系統中所包括之光基產生劑的活化而被有效地關閉於較高劑量。光產生的基係中和了光酸並防止聚合物去保護。於一實施例中，於第一顏色光桶2512之曝光期間，劑量被選擇以致其雙色調抗蝕劑(PB-1)係操作為快速正色調系統，而單色調抗蝕劑(PB-2)尚未接收足夠的光子以供可溶性切換被活化。如此容許PB-1被移除以TMAH顯影劑而不移除PB-2。為了選擇性地移除PB-2而不移除PB-1，較高的劑量被用於第二曝光(亦即，第二顏色光桶2518之曝光)。所選擇的劑量必須活化PB-2中之足夠的PAG以容許TMAH中之溶解並且透過PBG之活化以將PB-2移入負色調回應領域。於此方案中，相同的PAG可被用於PB-1及PB-2且相同的曝光波長可被用於曝光1及2。應理解：PB-1可能需要結合光基產生劑(PBG)；然而，很可能其將需要不同類型的聚合物以容許PB-2之塗佈(一旦PB-1已被塗佈)。如上所述，針對PB-1之聚甲基丙烯酸鹽類型抗蝕劑及針對PB-2之PHS類型的使用可滿足此需求。

應理解：個別地針對第一及第二顏色光桶2512及2518之以上指定的材料可被交換，依據本發明之實施例。同時，上述多顏色光桶方式可被稱為1-D。類似的方式可被應用於使用交叉光柵之2-D系統，雖然光桶材料將必須承受來自上述交叉光柵之蝕刻及清潔。其結果將為一種於垂直方向上具有較小通孔/插塞之棋盤類型的圖案，相對於上述方式中的那些。此外，應理解：與圖25A-25H關聯所述之方式不一定被履行為形成對準至下方金屬化層之通孔，雖然其一定可被如此實施。於其他背景中，這些製程方案可被視為涉及針對任何下方金屬化層以由上而下方向盲目射擊。

依據本發明之實施例，描述用於導電片之光桶。

舉例而言，圖26A闡明傳統後段製程(BEOL)金屬化層之平面視圖。參考圖26A，傳統BEOL金屬化層2600被顯示有導電線或路由2604配置於層間電介質層2602中。金屬線可一般彼此平行地延伸並可包括切割、中斷或插塞2606於導電線2604之一或更多者的連續中。為了電耦合平行金屬線之二或更多者，上或下層路由2608被包括於先前或下一金屬化層中。此上或下層路由2608可包括一耦合導電通孔2612之導電線2610。應理解：因為上或下層路由2608被包括於先前或下一金屬化層中，所以上或下層路由2608可消耗其包括金屬化層之半導體結構的垂直不動產。

反之，圖26B闡明後段製程(BEOL)金屬化層之平面視圖，該金屬化層具有導電片以耦合該金屬化層之金屬線，依據本發明之實施例。參考圖26B，BEOL金屬化層2650被顯示有導電線或路由2654配置於層間電介質層2652中。金屬線可一般彼此平行地延伸並可包括切割、中斷或插塞2656於導電線2654之一或更多者的連續中。為了電耦合平行金屬線之二或更多者，導電片158被包括於金屬化層2650中。應理解：因為導電片2658被包括於如導電線2654之相同金屬化層中，所以其包括金屬化層之半導體結構的垂直不動產之導電片2658消耗可被減少，相對於圖26A之結構。

文中所述之一或更多實施例係有關用於金屬鑲嵌插塞及片圖案化之光桶方式。此等圖案化方案可被實施以致能雙向間隔物為基的互連。實施方式可特別地適於電連接金屬化層之兩平行線，其中兩金屬線係使用一種間隔物為基的方式來製造，該間隔物為基的方式另可限制在相同金屬化層中的兩相鄰線之間的導電連接之包括。通常，一或更多實施例係有關一種方式，其係利用一種金屬鑲嵌技術以形成導電片及介於金屬之間的非導電間隔或中斷(插塞)。

更明確地，文中所述之一或更多實施例涉及使用一種金屬鑲嵌方法以形成片及插塞。一開始，每一可能的片及插塞位置係首先圖案化於硬遮罩層中。接著使用一額外操作以選擇留存哪些片及插塞位置。該些位置被接著轉移入下方層間電介質層。此等操作可使用光桶來闡明。於特定實施例中，一種用於通孔、插塞、及片之金屬鑲嵌圖案化的方法被提供以自對準，使用光桶方式及選擇性硬遮罩。

依據本發明之實施例，光桶圖案化被用於以一種自對準方式來製造插塞及片。一般性概述製程流可涉及(1)交叉光柵之製造，接續以(2)用於插塞界定及改變光抗蝕劑至一種可承受下游處理之「硬」材料的光桶化，接續以(3)藉由以可填充材料背填、凹陷該可填充材料、及移除原始交叉光柵之光柵色調反轉，接續以(4)用於「片」界定之光桶化，接續以(5)將該圖案蝕刻轉移入下方層間電介質(ILD)層並拋光掉額外的硬遮罩材料。應理解：雖然一般性製程流不包括通孔，但是於一實施例中，文中所述之方式可被實施以延伸至使用相同自對準光柵之多通的插塞、通孔、及片。

舉例而言，圖27A-27K闡明斜角橫斷面視圖，其表示一種製造後段製程(BEOL)金屬化層之方法中的各個操作，該金屬化層具有導電片以耦合該金屬化層之金屬線，依據本發明之實施例。

參考圖27A，於交叉光柵圖案化方案中之第一操作被履行於層間電介質(ILD)層2702之上，其被形成於基底2700之上。覆蓋硬遮罩2704被首先形成於ILD層2702上。第一光柵硬遮罩2706被形成沿著覆蓋硬遮罩2704之上的第一方向。於一實施例中，第一光柵硬遮罩2706被形成以光柵圖案，如圖27A中所描繪。於一實施例中，第一光柵硬遮罩2706之光柵結構為緊密節距光柵結構。於特定此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半。甚至，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖27A的第一光柵硬遮罩2706之光柵狀圖案可具有以恆定節距來緊密分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。

參考圖27B，於交叉光柵圖案化方案中之第二操作被履行於層間電介質(ILD)層2702之上。第二光柵硬遮罩2708被形成沿著覆蓋硬遮罩2704之上的第二方向。第二方向係正交於第一方向。第二光柵硬遮罩2708具有上覆硬遮罩2710。於一實施例中，第二光柵硬遮罩2710被製造於一種使用上覆硬遮罩2710之圖案化製程中。第二光柵硬遮罩2708之連續性係由第一光柵硬遮罩2706之線所中斷，而如此一來，第一光柵硬遮罩2706之部分係延伸於上覆硬遮罩2710之下。於一實施例中，第二光柵硬遮罩2708被形成為與第一光柵硬遮罩2706交錯。於一此類實施例中，第二光柵硬遮罩2708係藉由第二硬遮罩材料層(具有不同於第一光柵硬遮罩2706之組成)之沈積而被形成。第二硬遮罩材料層被接著平坦化(例如，藉由化學機械拋光(CMP))，並接著使用上覆硬遮罩2710而被圖案化，以提供第二光柵硬遮罩2708。如同針對第一光柵硬遮罩2706之情況，於一實施例中，第二光柵硬遮罩2708之光柵結構為緊密節距光柵結構。於特定此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半。甚至，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖27A的第二光柵硬遮罩2708之光柵狀圖案可具有以恆定節距來緊密分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。

參考圖27C，插塞光桶圖案化方案被履行為第一光桶化製程。於一實施例中，光桶2712被形成於第一光柵硬遮罩2706與第二光柵硬遮罩2708之間的所有已暴露開口上。於一實施例中，通孔圖案化製程被選擇性地履行在插塞光桶圖案化製程之前。通孔圖案化可為直接圖案化或者可涉及分離的光桶化製程。

參考圖27D，光桶2712之選定者被移除，而同時其他光桶2712被留存，例如，藉由使選定光桶2712不曝光至一種用以打開所有其他光桶2712的微影及顯影製程。圖27A之覆蓋硬遮罩2704的暴露部分被接著蝕刻以提供第一次圖案化硬遮罩2714。留存的光桶2712(於此階段)代表最後金屬化層中之插塞位置。亦即，於第一光桶製程中，光桶被移除自其中所將不形成插塞的位置。於一實施例中，為了形成其中將不會形成插塞之位置，使用微影以暴露相應的光桶。暴露的光桶可接著藉由顯影劑而被移除。

參考圖27E，光柵色調反轉製程被履行。於一實施例中，電介質區2716被形成於圖27D之結構的所有暴露區中。於一實施例中，電介質區2716係藉由電介質層之沈積並蝕刻回而被形成，以形成電介質區2716。

參考圖27F，未由上覆硬遮罩2710所覆蓋的第一光柵硬遮罩2706之部分被接著移除以僅留下在上覆硬遮罩2710下方所餘留的第一光柵硬遮罩2706之部分2706’。

參考圖27G，片光桶圖案化方案被履行為第二光桶化製程。於一實施例中，光桶2718被形成於第一光柵硬遮罩2706之暴露部分的移除時所形成之所有已暴露開口中。

參考圖27H，光桶2718之選定者被移除，而同時其他光桶2718被留存，例如，藉由使光桶2718不曝光至一種用以打開其他光桶的微影及顯影製程。圖27D-27G之第一次圖案化硬遮罩2714的暴露部分被接著蝕刻以提供第二次圖案化硬遮罩2715。留存的光桶2718(於此階段)代表其中導電片所將不會在最後金屬化層中之位置。亦即，於第二光桶製程中，光桶被移除自其中導電片所將最終地被形成的位置。於一實施例中，為了形成其中導電片所將被形成之位置，使用微影以暴露相應的光桶。暴露的光桶可接著藉由顯影劑而被移除。

參考圖27I，上覆硬遮罩2710、第二光柵硬遮罩2708、及電介質區2716被移除。之後，於上覆硬遮罩2710之移除時所暴露的第二次圖案化硬遮罩2715之部分被移除以提供第三次圖案化硬遮罩2720，第二光柵硬遮罩2708、及電介質區2716被移除。於一實施例中，光桶2712及2718之餘留者被首先硬化(例如，藉由烘烤製程)，在移除上覆硬遮罩2710、第二光柵硬遮罩2708、及電介質區2716之前。於此階段，光桶2712之選定者、光桶2718之選定者、及第一光柵硬遮罩2706之留存部分2706’係餘留在第三次圖案化硬遮罩2720之上。於一實施例中，上覆硬遮罩2710、第二光柵硬遮罩2708、及電介質區2716係使用選擇性濕式蝕刻製程而被移除，而於上覆硬遮罩2710之移除時所暴露的第二次圖案化硬遮罩2715之部分係使用乾式蝕刻製程而被移除以提供第三次圖案化硬遮罩2720。

參考圖27J，第三次圖案化硬遮罩2720之圖案被轉移至ILD層2702之上部分以形成圖案化ILD層2722。於一實施例中，接著，第三次圖案化硬遮罩2720之插塞及片圖案被轉移至ILD層2702以形成圖案化ILD層2722。於一實施例中，蝕刻製程被用以將圖案轉移入ILD層2702中。於一此類實施例中，餘留在第三次圖案化硬遮罩2720之上的光桶2712之選定者、光桶2718之選定者、及第一光柵硬遮罩2706之留存部分2706’被移除或損耗於其用以形成圖案化ILD層2722之蝕刻期間。於另一實施例中，餘留在第三次圖案化硬遮罩2720之上的光桶2712之選定者、光桶2718之選定者、及第一光柵硬遮罩2706之留存部分2706’被移除於其用以形成圖案化ILD層2722之蝕刻以前或以後。

參考圖27K，接續於圖案化ILD層2732之形成後，導電線2724被形成。於一實施例中，導電線2724係使用金屬填充及拋光回製程來形成。於導電線2724之形成期間，耦合兩金屬線2724之導電片2728亦被形成。因此，於一實施例中，介於導電線2724之間的導電耦合(片2728)被形成在如導電線2724之相同時刻、在相同ILD層2722中、以及在如導電線2724之相同平面中。此外，插塞2726可被形成為導電線2724之一或更多者中的斷裂或中斷，如圖27K中所描繪。於一此類實施例中，插塞2726為其被保留於用以形成圖案化ILD層2722之圖案轉移期間的ILD層2702之區。於一實施例中，第三次圖案化硬遮罩2720被移除，如圖27K中所描繪。於一此類實施例中，第三次圖案化硬遮罩2720被移除在形成導電線2724及片2728之後，例如，使用後金屬化化學機械平坦化(CMP)製程。

再次參考圖27K，於一實施例中，用於半導體結構之後段製程(BEOL)金屬化層包括配置於基底2700之上的層間電介質(ILD)層2722。複數導電線2724被配置於沿著第一方向之ILD層2722中。導電片2728被配置於ILD層2722中。導電片係耦合複數導電線2724之二者，沿著正交於第一方向之第二方向。

如圖27K中所示之此一配置無法另藉由傳統微影處理(於小節距、小寬度、或兩者)來達成。同時，自對準無法利用傳統製程來達成。再者，如圖27K中所示之配置無法另被達成於其中節距分割方案被用以最終地提供導電線2724之圖案的情況下。

於一實施例中，導電片2728與複數導電線之兩者是連續的，而非鄰接的，如圖27K中所描繪。於一實施例中，導電片2728與複數導電線2724之兩者是共面的，如圖27K中所描繪。於一實施例中，BEOL金屬化層進一步包括電介質插塞2726，其係配置於複數導電線2724之一的末端上，如圖27K中所描繪。於一實施例中，電介質插塞2726與ILD層是連續的，而非鄰接的，如圖27K中所描繪。於一實施例中，雖然未顯示，但BEOL金屬化層進一步包括導電通孔，該導電通孔係配置於複數導電線2724之一底下並與其電耦合。

圖27K之結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖3K之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。參考圖27K，藉由金屬鑲嵌光桶方式之此自對準製造可被繼續以製造下一金屬化層。替代地，其他方式可被使用於此階段以提供額外互連層，諸如傳統雙或單金屬鑲嵌方式。亦應理解：雖然未描繪，導電線2724之一或更多者可被耦合至下方導電通孔，其可使用額外光桶操作而被形成。於一實施例中，當作針對上述二維方式之替代方式，一種一維光柵方式亦可被實施於插塞及片(及可能地通孔)圖案化。此一維方式係提供侷限於僅一方向。如此一來，節距可於一方向為「緊密的」而於一方向為「寬鬆的」。

文中所述之一或更多實施例係有關用於減成插塞及片圖案化之光桶方式。此等圖案化方案可被實施以致能雙向間隔物為基的互連。實施方式可特別地適於電連接金屬化層之兩平行線，其中兩金屬線係使用一種間隔物為基的方式來製造，該間隔物為基的方式另可限制在相同金屬化層中的兩相鄰線之間的導電連接之包括。通常，一或更多實施例係有關一種方式，其係利用一種減成技術以形成導電片及介於金屬(插塞)之間的非導電間隔或中斷。

文中所述之一或更多實施例提供一種用以減成地圖案化具有自對準之通孔、切割、及/或片的方式，其係使用光桶化方式及選擇性硬遮罩。實施例可涉及使用所謂的織物圖案化方式於減成圖案化的自對準互連、插塞、及通孔。織物方式可涉及硬遮罩之織物圖案的實施方式，利用各硬遮罩材料之間的蝕刻選擇性。於文中所述之特定實施例中，織物處理方案被實施以減成地圖案化互連、切割、及通孔。

當作文中所述之一或更多實施例的概要，一般性概要製程流可涉及以下製程序列：(1)使用一種利用彼此間有蝕刻選擇性的四個「顏色」硬遮罩之織物製程流的製造，(2)移除針對通孔之光桶化的硬遮罩類型之第一者，(3)回填第一硬遮罩材料，(4)移除針對切割(或插塞)之光桶化的硬遮罩類型之第二者，(5)回填第二硬遮罩材料，(6)移除針對導電片之光桶化的硬遮罩類型之第三者，(7)減成地蝕刻切割及片之金屬，及(8)硬遮罩移除及以永久ILD材料之後續回填和拋光回。

圖28A-28T闡明斜角橫斷面視圖，其表示一種製造後段製程(BEOL)金屬化層之方法中的各個操作，該金屬化層具有導電片以耦合該金屬化層之金屬線，依據本發明之實施例。

參考圖28A，光柵圖案化方案被履行於覆蓋硬遮罩層2802之上，該覆蓋硬遮罩層2802係形成於金屬層2800之上，該金屬層2800係形成於基底(未顯示)之上。第一光柵硬遮罩2804被形成沿著覆蓋硬遮罩2802之上的第一方向。第二光柵硬遮罩2806被形成沿著第一方向並與第一光柵硬遮罩2804交替。於一實施例中，第一光柵硬遮罩2804被形成自一種材料，該材料具有不同於第二光柵硬遮罩2806之材料的蝕刻選擇性。

於一實施例中，第一及第二光柵硬遮罩2804及2806被形成以光柵圖案，如圖28A中所描繪。於一實施例中，第一及第二光柵硬遮罩2804及2806之光柵結構為緊密節距光柵結構。於特定此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半。甚至，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖28A的第一及第二光柵硬遮罩2804及2806之光柵狀圖案可具有以恆定節距來緊密分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。

參考圖28B，犧牲交叉光柵圖案化製程被履行。上覆硬遮罩2808被形成以光柵圖案，沿著第二方向，正交於第一方向，亦即，正交於第一及第二光柵硬遮罩2804及2806。

於一實施例中，上覆硬遮罩2808被形成以緊密節距光柵結構。於特定此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半。甚至，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖28B的上覆硬遮罩2808之光柵狀圖案可具有以恆定節距來緊密分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。

參考圖28C，織物圖案形成被履行。暴露於上覆硬遮罩2808的光柵之間的第一硬遮罩2804之區被選擇性地蝕刻並替換以第三硬遮罩2810之區。暴露於上覆硬遮罩2808的光柵之間的第二硬遮罩2806之區被選擇性地蝕刻並替換以第四硬遮罩2812之區。於一實施例中，第三光柵硬遮罩2810被形成自一種材料，該材料具有不同於第一硬遮罩2804及第二硬遮罩2806之材料的蝕刻選擇性。於進一步實施例中，第四硬遮罩2812被形成自一種材料，該材料具有不同於第一硬遮罩2804、第二硬遮罩2806、及第三硬遮罩2810之材料的蝕刻選擇性。

參考圖28D，上覆硬遮罩2808被移除。於一實施例中，上覆硬遮罩2808係使用一種對於第一硬遮罩2804、第二硬遮罩2806、第三硬遮罩2810、及第四硬遮罩2812有選擇性的蝕刻、灰化或清潔製程來移除以留下織物圖案，如圖28D中所示。

圖28E-28H係與通孔圖案化製程相關聯。參考圖28E，第三硬遮罩2810被移除，對於第一硬遮罩2804有選擇性、對於第二硬遮罩2806有選擇性、及對於第四硬遮罩2812有選擇性，以提供其暴露覆蓋硬遮罩2802之部分的開口2814。於一實施例中，第三硬遮罩2810被移除，對於第一硬遮罩2804有選擇性、對於第二硬遮罩2806有選擇性、及對於第四硬遮罩2812有選擇性，使用選擇性蝕刻或清潔製程。

參考圖28F，通孔光桶圖案化方案被履行為第一光桶化製程。於一實施例中，光桶被形成於圖28E之所有暴露開口2814中。光桶之選定者被移除以再暴露開口2814而其他光桶2816被留存，例如，藉由不將光桶2816暴露至一種用以打開第一光桶之所有其他者的微影及顯影製程(於所示之特定情況下，三個光桶被留存而一個被移除)。

參考圖28G，覆蓋硬遮罩2802的暴露部分被接著蝕刻以提供第一次圖案化硬遮罩2820。此外，金屬層2800被蝕刻通過該開口以提供蝕刻溝槽2818於第一次圖案化金屬層2822中。第一次圖案化金屬層2822包括導電通孔2824。在減成金屬蝕刻之後，餘留光桶2816被移除以再暴露相關開口2814。

參考圖28H，溝槽2818及開口2814被回填以硬遮罩材料。於一實施例中，類似於或相同於第三硬遮罩2810之材料的材料被形成於圖28G之結構上且被平坦化或蝕刻回以提供深硬遮罩區2826及淺硬遮罩區2828。於一實施例中，深硬遮罩區2826及淺硬遮罩區2828係屬於第三材料類型(亦即，第三硬遮罩2810之材料類型)。

圖28I-28L係與金屬線切割或插塞形成圖案化製程相關。參考圖28I，第一硬遮罩2804被移除，對於第二硬遮罩2806有選擇性、對於第三材料類型之深硬遮罩區2826和淺硬遮罩區2828有選擇性、及對於第四硬遮罩2812有選擇性，以提供其暴露第一次圖案化硬遮罩2820之部分的開口2830。於一實施例中，第一硬遮罩2804被移除，對於第二硬遮罩2806有選擇性、對於第三材料類型之深硬遮罩區2826和淺硬遮罩區2828有選擇性、及對於第四硬遮罩2812有選擇性，使用選擇性蝕刻或清潔製程。

參考圖28J，切割或插塞光桶圖案化方案被履行為第二光桶化製程。於一實施例中，光桶被形成於圖28I之所有暴露開口2830中。光桶之選定者被移除以再暴露開口2830而其他光桶2832被留存，例如，藉由不將光桶2832暴露至一種用以打開第二光桶之所有其他者的微影及顯影製程(於所示之特定情況下，三個光桶被留存而一個被移除)。移除的光桶(於此階段)代表其中切割或插塞所將會在最後金屬化層中之位置。亦即，於第二光桶製程中，光桶被移除自其中插塞或切割所將最終地被形成的位置。

參考圖28K，第一次圖案化硬遮罩2820的暴露部分被接著蝕刻以提供第二次圖案化硬遮罩2834，其具有溝槽2836形成於其中。在該蝕刻之後，餘留光桶2832被移除以再暴露相關開口2830。

參考圖28L，溝槽2834及開口2830被回填以硬遮罩材料。於一實施例中，類似於或相同於第一硬遮罩2804之材料的材料被形成於圖28K之結構上且被平坦化或蝕刻回以提供深硬遮罩區2838及淺硬遮罩區2840。於一實施例中，深硬遮罩區2838及淺硬遮罩區2840係屬於第一材料類型(亦即，第一硬遮罩2804之材料類型)。

參考圖28M，第四硬遮罩2812被移除，對於第一材料類型之深硬遮罩區2838和淺硬遮罩區2840有選擇性、對於第二硬遮罩2806有選擇性、及對於第三材料類型之深硬遮罩區2826和淺硬遮罩區2828有選擇性。於一實施例中，第四硬遮罩2812被移除，對於第一材料類型之深硬遮罩區2838和淺硬遮罩區2840有選擇性、對於第二硬遮罩2806有選擇性、及對於第三材料類型之深硬遮罩區2826和淺硬遮罩區2828有選擇性，使用選擇性蝕刻或清潔製程。深蝕刻製程被履行通過所得開口並完整地通過第二次圖案化硬遮罩2834以形成第三次圖案化硬遮罩2842；及完整地通過第一次圖案化金屬層2822以形成第二次圖案化金屬層2844。雖然未描繪，但於此階段，第二切割或插塞圖案化製程可被履行。

參考圖28N，與圖28M關聯所形成的深開口被回填以硬遮罩材料。於一實施例中，類似於或相同於第四硬遮罩2812之材料的材料被形成於圖28M之結構上且被平坦化或蝕刻回以提供深硬遮罩區2846。於一實施例中，深硬遮罩區2846係屬於第四材料類型(亦即，第四硬遮罩2812之材料類型)。於一選擇性實施例中，如與圖28S之2899關聯所示，描述於下，ILD層(諸如低k電介質層)可首先被填充並蝕刻回至第二次圖案化金屬層2844之位準。第四類型的硬遮罩材料(亦即，2846之淺版本)被接著形成於ILD層上。

圖28O-28R係與導電片形成圖案化製程相關聯。參考圖28O，第二硬遮罩2806被移除，對於第一材料類型之深硬遮罩區2838和淺硬遮罩區2840有選擇性、對於第三材料類型之深硬遮罩區2826和淺硬遮罩區2828有選擇性、及對於第四材料類型之深硬遮罩區2846有選擇性，以提供其暴露第三次圖案化硬遮罩2842之部分的開口2848。於一實施例中，第二硬遮罩2806被移除，對於第一材料類型之深硬遮罩區2838和淺硬遮罩區2840有選擇性、對於第三材料類型之深硬遮罩區2826和淺硬遮罩區2828有選擇性、及對於第四材料類型之深硬遮罩區2846有選擇性，使用選擇性蝕刻或清潔製程。

參考圖28P，導電片光桶圖案化方案被履行為第三光桶化製程。於一實施例中，光桶被形成於圖28O之所有暴露開口2848中。光桶之選定者被移除以再暴露開口2848而其他光桶2850被留存，例如，藉由不將光桶2850暴露至一種用以打開第三光桶之所有其他者的微影及顯影製程(於所示之特定情況下，一個光桶2850被留存而三個被移除)。移除的光桶(於此階段)代表其中導電片所將不會被形成於最後金屬化層中之位置。亦即，於第三光桶製程中，光桶2850被留存於其中導電片所將最終地被形成的位置。

參考圖28Q，第三次圖案化硬遮罩2842的暴露部分被接著蝕刻通過開口2848以提供第四次圖案化硬遮罩2852，其具有溝槽2854形成於其中。在該蝕刻之後，餘留光桶2850被移除。

參考圖28R，第一材料類型之深硬遮罩區2838和淺硬遮罩區2840被移除，對於第三材料類型之深硬遮罩區2826和淺硬遮罩區2828有選擇性及對於第四材料類型之深硬遮罩區2846有選擇性，以進一步暴露第四次圖案化硬遮罩2852之部分。於一實施例中，第一材料類型之深硬遮罩區2838和淺硬遮罩區2840被移除，對於第三材料類型之深硬遮罩區2826和淺硬遮罩區2828有選擇性及對於第四材料類型之深硬遮罩區2846有選擇性，使用選擇性蝕刻或清潔製程。

參考圖28S，深蝕刻製程被履行通過所得開口並完整地通過第二次圖案化金屬層2844以形成第三次圖案化金屬層2856。於此階段，在其ILD層2899被形成於與圖28N關聯的操作時之情況下，如上於選擇性實施例中所述，此一ILD層2899的部分於圖28S之結構中是可觀看的。

參考圖28T之部分(a)，於一實施例中，圖28S之餘留硬遮罩部分2828、2846、2852的硬遮罩移除被履行，且該結構被後續地平坦化。於一實施例中，深硬遮罩區2826之高度被減少，但該區未被全部一起移除，以形成通孔蓋2858及ILD 2860。此外，插塞區2862被形成。於一實施例中，ILD 2899被形成與圖28N相關聯；且於一此類實施例中，插塞區2862包括不同於ILD 2899之材料。於另一實施例中，ILD 2899未被形成與圖28N相關聯；而ILD 2860與插塞2862之整個部分被同時地形成並且以相同的材料，例如，使用ILD回填製程。於一實施例中，該結構之金屬化部分包括金屬線2864、導電通孔2824(具有通孔蓋2858於其上)、及導電片2866，如圖28T之部分(a)中所描繪。

參考圖28T之部分(a)，於一實施例中，ILD回填2861被形成於圖28S之結構上。於一此類實施例中，ILD膜被沈積並接著蝕刻回以提供圖28T之部分(b)的結構。於一實施例中，將圖28S之硬遮罩留在原處，則可履行下一金屬化層之模板化。亦即，具有遺留下的硬遮罩之形貌可被用以模板化下一層圖案化製程。

於任一情況下，無論是圖28T之部分(a)或(b)，文中所述之實施例包括遺留下的硬遮罩材料(2858或2826)於半導體結構中之最後金屬化層的導電通孔2824之上。此外，再次參考圖28A-28T，應理解：針對切割、通孔、及片圖案化之順序可為可交換的。同時，雖然範例製程流顯示一切割、一通孔、及一片通過，但亦可履行各類型圖案化之多數通過。

再次參考圖28T之部分(a)，於一實施例中，用於半導體結構之後段製程(BEOL)金屬化層包括層間電介質(ILD)層2860。複數導電線2864被配置於沿著第一方向之ILD層2860中。導電片2866係耦合複數導電線2864之二者，沿著正交於第一方向之第二方向。

如圖28T中所示之此一配置無法另藉由傳統微影處理(於小節距、小寬度、或兩者)來達成。同時，自對準無法利用傳統處理方案來達成。再者，如圖28T中所示之配置無法另被達成於其中節距分割方案被用以最終地提供導電線2864之圖案的情況下。

於一實施例中，導電片2866與複數導電線2864之兩者是連續的，而非鄰接的。於一實施例中，導電片2866與複數導電線2866之兩者是共面的。於一實施例中，BEOL金屬化層進一步包括電介質材料2862之插塞，其係配置於複數導電線2866之一的末端上。於一實施例中，BEOL金屬化層進一步包括導電通孔。

圖28T之結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖28T之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。再次參考圖28T，藉由減成光桶方式之此自對準製造可被繼續以製造下一金屬化層。替代地，其他方式可被使用於此階段以提供額外互連層，諸如傳統雙或單金屬鑲嵌方式。

依據本發明之實施例，描述針對曝光失準之容許度的抗蝕劑調適。抗蝕劑調適可包括內部抑制、嫁接層抑制、或頂上層抑制之一或更多者。文中所述之一或更多實施例係有關於具有可釋放抑制劑之二階段烘烤光抗蝕劑。應用可指向極紫外線(EUV)微影、一般微影應用、針對重疊問題的解決方式、及一般光抗蝕劑技術之一或更多者。於一實施例中，描述其適於增進光桶為基的方式之性能的材料。於此一方式中，抗蝕劑材料被侷限於預圖案化硬遮罩。光桶之選定者接著係使用高解析度微影工具(例如，EUV微影工具)而被移除。特定實施例可被實施以增進橫跨既定光桶之抗蝕劑材料回應的一致性。

為了提供背景，光桶方式中之一目標可為首先擴散任何橫跨暴露光桶之EUV釋放酸的能力，用以增進其橫跨選定光桶之抗蝕劑回應的一致性。於過去的方法中，此目標已藉由使用特殊材料來達成，該些特殊材料係致能該酸以夠低的溫度擴散橫跨該光桶來避免從這些酸所激發的可溶性切換反應。然而，另一抗蝕劑成分(亦即抑制劑)之活動可能阻止此一優點被完全地實現。特別地，抑制劑可中和該些酸，在其能夠擴散或散佈橫跨既定光桶之前。應付此等問題，依據文中所述之一或更多實施例，標準抑制劑被替換以一種可藉由極紫外線(UV)曝光等等而被釋放的抑制劑，其提供避免過早的酸中和之能力。

更特別地，依據文中所述之一或更多實施例，包括UV釋放抑制劑之光桶抗蝕劑材料被實施以有效地提供「2階段PEB」，其中EUV曝光之效果被有效地平均橫跨既定光桶。此等實施例可致能「數位」桶回應，其中整個光桶清除或者不清除。於特定實施例中，此一回應更能忍受邊緣布局誤差，其中空中影像並未完美地與光桶柵格對準。

為了示範文中所涉及之一或更多概念，圖29A-29C闡明一種使用包括二階段烘烤光抗蝕劑之光桶的圖案化之方法中的各個操作之橫斷面視圖及相應的平面視圖，依據本發明之實施例。

參考圖29A，預圖案化硬遮罩2904被配置於基底2902之上。預圖案化硬遮罩2904具有以二階段烘烤光抗蝕劑2906填充之開口。二階段烘烤光抗蝕劑2906被侷限於預圖案化硬遮罩2904中之開口，例如，以提供潛在通孔位置之柵格。

參考圖29B，光桶之選定者係經受來自微影工具之曝光2907。二階段烘烤光抗蝕劑2906被曝光以一種微影工具(例如，EUV微影工具)來選擇應打開哪些通孔。於一實施例中，介於微影工具與預圖案化硬遮罩2904柵格之間的對準是不完美的，導致目標光桶中之曝光的不對稱及/或相鄰光桶中的部分曝光。如平面視圖中所見，曝光2907是移位的空中影像2908。

參考圖29C，雖然圖29B之曝光可能已涉及非選定光桶之失準及部分曝光，但僅有選定光桶被清除以形成開口2920，留下未選定光桶為封閉光桶2912。於一實施例中，該製程被用以確保僅有選定光桶被最終地打開，接續於二階段烘烤光抗蝕劑2906之選定區的曝光2907後，所有二階段烘烤光抗蝕劑2906被首先烘烤以利酸擴散。極紫外線(UV)抑制釋放被接著履行以利酸中和。第二烘烤被接著履行以利可溶性切換，如以下更詳細地描述。於特定實施例中，從第一烘烤操作所釋放的光酸被擴散遍及該光桶。UV大量曝光係釋放抑制劑且接著最後可溶性切換烘烤被履行。該製程係配合圖30A-30E而被詳述於下。

結果，接收較大曝光之選定位置被最終地清除以提供打開的光桶位置2920，接續於顯影之後。未接受曝光(或僅部分曝光但達到較少的程度，於失準之情況下)之非選定位置維持為封閉光桶位置2912，接續於顯影之後。

為了示範其中使用傳統光抗蝕劑之相反情境，圖1D闡明接續於失準曝光後之光桶顯影後的傳統抗蝕劑光桶結構之橫斷面視圖。光桶區2954被顯示為僅部分地清除2950，餘留某些殘餘光抗蝕劑2952。於其光桶2954為選定光桶之情況下，失準曝光2907僅部分地清除該光桶，其可導致於此等位置中之導電結構的後續不良品質製造。於其光桶2954為非選定光桶之情況下，某不想要的開口2950發生，潛在地導致於不想要位置中之導電結構的後續形成。

於更詳細的製程描述中，圖30A-30E闡明一種使用包括二階段烘烤光抗蝕劑之光桶的圖案化之方法中的各個操作之概略視圖，依據本發明之實施例。

參考圖30A，第一3002及第二3004光桶各包括可光解組成，其包括酸可去保護光抗蝕劑材料、光酸產生(PAG)成分3010、及光基產生成分3012。失準EUV或電子束曝光3006被履行於選定光桶3002及非選定光桶3004，其大量地曝光選定光桶3002且部分地曝光非選定光桶3004(但是達較少的程度)。於特定實施例中，光基產生成分3012為UV可釋放抑制劑。

參考圖30B，第一烘烤被履行。於一實施例中，第一烘烤被履行於太低的溫度而無法造成可溶性切換。於一此類實施例中，該烘烤是唯擴散烘烤，導致光桶3002及3004之已擴散材料3020及3022，個別地。

參考圖30C，抑制劑3014被釋放以個別地形成光桶3002及3004之材料3024及3026。於一實施例中，抑制劑3014為UV釋放的抑制劑。於特定的此類實施例中，UV釋放的抑制劑係藉由UV大量曝光(例如，365nm曝光)而被釋放。於一實施例中，光桶3002及3004兩者被曝光至大量曝光達相同程度。

參考圖30D，第二烘烤被履行以個別地提供光桶3002及3004之材料3028及3030。於一實施例中，第二烘烤係產生可溶性切換，其中次關鍵酸集中抑制。以此方式，基本上沒有局部酸集中。亦即，不欲的僅部分曝光光桶之部分的去保護不會發生。

參考圖30E，光桶3002及3004係經受顯影製程。選定光桶3002被清除於顯影時以提供已清除光桶3032。未選定光桶3004不被清除於顯影時並餘留已阻擋光桶3034。以此方式，即使於失準曝光之事件中，達成了數位光桶回應(僅打開或關閉，無部分打開)。

應理解：並非所有實施例均需要單一組成來達成二階段烘烤光抗蝕劑。於第一替代範例中，圖30A’闡明另一種使用光桶的圖案化之方法中的操作之概略視圖，依據本發明之實施例。參考圖30A’，第一3002’及第二3004’光桶各包括嫁接光基產生成分3050，沿著第一3002’及第二3004’光桶之底部及側壁。可光解組成被形成於嫁接光基產生成分3050內。可光解組成包括酸可去保護光抗蝕劑材料及光酸產生(PAG)成分3010’。曝光3006’及多階段顯影製程可接著被履行，類似於上述的方式。

於第二替代範例中，圖30A”闡明另一種使用光桶的圖案化之方法中的操作之概略視圖，依據本發明之實施例。參考圖30A”，第一3002”及第二3004”光桶各包括可光解組成，其包括酸可去保護光抗蝕劑材料及光酸產生(PAG)成分3010”。在履行第一烘烤之後，包括基產生成分之層3060被形成於第一3002”及第二3004”上。光桶3002”及3004”被接著曝光至紫外線(UV)照射。於此情況下，基成分無須經由光基產生劑來被引入，而可被沈積於稍後的製程操作中，例如，藉由基層之氣相沈積或曝光至基礎大氣NMP。

上述光抗蝕劑組成及方式之應用可被實施以產生其覆蓋所有可能通孔(或插塞)位置之規律結構，接續以僅所欲特徵之選擇性圖案化。為了提供進一步材料細節，於一實施例中，再次參考圖30A-30E，光桶3002及3004包括可光解組成。可光解組成包括一種酸可去保護光抗蝕劑材料，其具有實質上透明度於某波長。可光解組成亦包括光酸產生(PAG)成分，其具有實質上透明度於該波長。可光解組成包括基產生成分，其具有實質上吸收性於該波長。於替代實施例中，酸可去保護光抗蝕劑材料於該波長並非實質上透明的。

於一實施例中，基產生成分是選自包括以下之群組的一者：光基產生成分、電子基產生成分、化學基產生成分、及UV基產生成分。於一實施例中，基產生成分是音振基產生成分。於一實施例中，基產生成分是UV吸收的。於一實施例中，基產生成分包括低能量UV發色團。於一特定此類實施例中，低能量UV發色團被選自由以下所組成的群組：蒽基胺甲酸酯(anthracenylcarbamates)、萘基胺甲酸酯(naphthalenylcarbamates)、2-硝基苯基胺甲酸酯(2-nitrophenylcarbamates)、芳基胺甲酸酯(arylcarbamates)、香豆素(coumarins)、苯甲醯甲酸(phenylglyoxylic acid)、取代苯乙酮(acetophenones)及二苯基酮(benzophenones)。於一實施例中，低能量UV發色團為光釋放的胺。於一實施例中，基產生成分包括選自由以下所組成之群組的材料：N,N-二環己基-2-硝基苯基胺甲酸酯(N,N-dicyclohexyl-2-nitrophenylcarbamate)、N,N-二取代胺甲酸酯(N,N-disubstituted carbamates)及單取代胺甲酸酯(mono-substituted carbamates)。

於一實施例中，PAG成分包括選自由以下所組成之群組的材料：三乙基(triethyl)、三甲基(trimethyl)及其他三烷基磺酸鹽(trialkylsulfonates)，其中磺酸鹽群組係選自由以下所組成之群組：三氟甲基磺酸鹽(trifluoromethylsulfonate)、九氟丁烷磺酸鹽(nonanfluorobutanesulfonate)、及對-甲苯基磺酸鹽(p-tolylsulfonate)、或限於有機群組之含-SO ₃磺酸鹽陰離子的其他範例。於一實施例中，酸可去保護光抗蝕劑材料為一種酸可去保護材料，其係選自由聚合物、分子玻璃、碳矽烷及金屬氧化物所組成的群組。於一實施例中，金屬氧化物被使用且釋放基不需要。於一實施例中，酸可去保護光抗蝕劑材料包括選自由以下所組成之群組的材料：聚羥基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚羥基苯乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯之小分子重量分子玻璃版本(其含有針對羧酸之酸催化去保護為酯功能敏感的)、碳矽烷、及金屬氧化物處理功能(其對於酸催化去保護或交聯為敏感的)。

於一實施例中，該波長約為365nm。於一實施例中，酸可去保護光抗蝕劑材料為實質上吸收的，於約13.5奈米之波長。於一實施例中，酸可去保護光抗蝕劑材料為實質上吸收的，於約5-150keV之範圍中的能量。於一實施例中，PAG成分相對於基產生成分之莫耳比為至少50：1。

再次參考圖30A-30E、30A’及30A”，依據本發明之實施例，一種選擇用於半導體處理之光桶的方法包括提供一結構，其具有相鄰於第二光桶3004之第一光桶3002。該結構被暴露至極紫外線(EUV)或電子束照射3006，其中第一光桶3002被暴露至EUV或電子束照射3006達比第二光桶3004更大的程度。在暴露該結構至EUV或電子束照射3006之後，第一及第二光桶之第一烘烤被履行，如與圖30B關聯所述。在履行第一烘烤之後，暴露該結構至紫外線(UV)照射，其中第一光桶被暴露至UV照射達約如第二光桶之相同程度，如與圖30C關聯所述。在暴露該結構至UV照射之後，第一及第二光桶之第二烘烤被履行，如與圖30D關聯所述。在履行第二烘烤之後，該結構被顯影。該顯影係打開第一光桶並留下第二光桶為關閉，如與圖30E關聯所述。

於一實施例中，暴露該結構至極紫外線(EUV)或電子束照射包括暴露該結構至具有約13.5奈米之波長的能量。於另一實施例中，暴露該結構至極紫外線(EUV)或電子束照射包括暴露該結構至5-150 keV之範圍中的能量。於一實施例中，暴露該結構至UV照射包括暴露該結構至具有約365奈米之波長的能量。於一實施例中，第一烘烤被於履行在大約攝氏50-120度之範圍中的溫度於大約0.5-5分鐘之範圍中的歷時。於一實施例中，第二烘烤被於履行在大約攝氏100-180度之範圍中的溫度於大約0.5-5分鐘之範圍中的歷時。

於一實施例中，明確地參考圖30A，第一及第二光桶各包括可光解組成，其包括酸可去保護光抗蝕劑材料、光酸產生(PAG)成分、及光基產生成分。於一此類實施例中，暴露該結構至極紫外線(EUV)或電子束照射包括活化PAG成分。第一烘烤將其從活化PAG成分所形成的酸擴散遍及第一及第二光桶。暴露該結構至UV照射包括活化光基產生成分。第二烘烤係利用從光基產生成分所產生的基以抑制第二光桶中所形成的酸之總量，但不會抑制第一光桶中所形成的酸之總量。

於另一實施例中，明確地參考圖30A’，第一及第二光桶各包括嫁接光基產生成分(沿著第一及第二光桶之底部及側壁)以及可光解組成(形成於該嫁接光基產生成分內)。可光解組成包括酸可去保護光抗蝕劑材料及光酸產生(PAG)成分。於一此類實施例中，暴露該結構至極紫外線(EUV)或電子束照射包括活化PAG成分。第一烘烤將其從活化PAG成分所形成的酸擴散遍及第一及第二光桶。暴露該結構至UV照射包括活化該嫁接光基產生成分。第二烘烤係利用從光基產生成分所產生的基以抑制第二光桶中所形成的酸之總量，但不會抑制第一光桶中所形成的酸之總量。

於另一實施例中，明確地參考圖30A”，第一及第二光桶各包括可光解組成，其包括酸可去保護光抗蝕劑材料及光酸產生(PAG)成分。該方法進一步包括，在履行第一烘烤之後以及在暴露該結構至紫外線(UV)照射之前，形成一包括基產生成分之層於第一及第二光桶上。於一此類實施例中，暴露該結構至極紫外線(EUV)或電子束照射包括活化PAG成分。第一烘烤將其從活化PAG成分所形成的酸擴散遍及第一及第二光桶。暴露該結構至UV照射包括活化該基產生成分。第二烘烤係利用從該基產生成分所產生的基以抑制第二光桶中所形成的酸之總量，但不會抑制第一光桶中所形成的酸之總量。

於上述情況之任一者中，於一實施例中，顯影該結構包括(於正色調顯影之情況下)以標準水性TMAH顯影劑(例如，於從0.1M-1M之濃度範圍中)或者根據氫氧化四甲銨之其他水性或酒精顯影劑的浸入或塗佈30-120秒，接續以DI水之清洗。於另一實施例中，於負色調顯影之情況下，顯影該結構包括以有機溶劑(諸如環己酮、2-庚酮、丙二醇甲基乙基醋酸鹽或其他)之浸入或塗佈，接續以另一有機溶劑(諸如己烷、庚烷、環己烷等等)之清洗。

於範例實施例中，以上所述之方式係建立於使用所謂光桶之方式上，其中每一可能特徵(例如，通孔)被預圖案化入基底中。接著，光抗蝕劑被填充入圖案化特徵而微影操作僅被用以選擇選定通孔以供通孔開口形成。於特定實施例中，微影操作被用以界定相當大的孔於其包括二階段烘烤光抗蝕劑的複數光桶之上，如上所述。二階段烘烤光抗蝕劑光桶方式係容許較大的關鍵尺寸(CD)及/或重疊時之誤差，而同時留存用以選擇有興趣的通孔之能力。

依據本發明之實施例，抗蝕劑之影像色調反轉(例如，針對光桶)被描述。文中所述之一或更多實施例係有關於一種具有特殊性質以致能圖案反轉(例如，孔反轉至柱)之材料類別、及從該材料類別所得之相關處理方式及結構。該材料類別可為軟材料類別，例如，光抗蝕劑狀材料。當作一般性方式，抗蝕劑狀材料被沈積於預圖案化硬遮罩中。抗蝕劑狀材料可接著利用高解析度微影工具(例如，極紫外線(EUV)處理工具)而被選出。另一方面，抗蝕劑狀材料可替代地被留下以永久地餘留在最後製造的結構中，例如，其形成介於金屬線間之斷裂的層間電介質(ILD)材料或結構(「插塞」)。對於下一世代插塞圖案化所預期的重疊(邊緣布局)問題可由文中所述之一或更多方式來解決。

更明確地，文中所述之一或更多實施例係有關於使用一種旋塗式電介質(例如，ILD)，其具有致能圖案化光抗蝕劑層中之孔(「桶」)的填充而不破壞該光抗蝕劑層圖案之特殊性質。首先，旋塗式電介質材料被引入一種溶劑，其不會溶解或造成光抗蝕劑與電介質材料之互混。應理解：孔之良好可填充性是需要的。旋塗式電介質膜之初始交聯(或設定)被完成於其中光抗蝕劑與旋塗式電介質不互混而失去圖案資訊的條件之下。一旦該圖案被反轉，則該桶內之材料被接著轉換(透過烘烤/硬化)至具有所欲性質(諸如k值、模數、蝕刻選擇性，等等)之電介質。雖然不限於此類材料，但根據1,3,5-三矽雜環己烷(1,3,5-trisilacyclohexane)建立區塊之旋塗式電介質材料可被實施以滿足上述準則。具有此一材料(或其他矽基的電介質)之可溶性損失的交聯可被起始(熱地、或者以較低的溫度)，藉由使用酸、鹼或路易斯酸催化劑製程。於一實施例中，此低溫催化對於文中所述之方式的實施方式是關鍵的。

於一實施例中，文中所述之方式係涉及採用最佳成像性能(例如，其來自正色調材料)以產生負色調圖案，其中最後膜製程係追求材料性質。最後材料性質對於那些高性能低k電介質/ILD材料可為近似的。反之，用於電介質膜之直接圖案化的最先進選項是有限的且不預期能展現必要的微影性能以便可製造於未來的縮小科技世代。

如以下配合圖31及32A-32H所更詳細地描述，依據文中所述之實施例，ILD材料中之溝槽預圖案化被填充以化學放大的光抗蝕劑。使用高解析度微影(例如，EUV)，則該些溝槽內之選定孔係經由傳統正色調處理而被暴露並移除。於此階段，空的孔被處置以預催化劑層。於一此類實施例中，預催化劑層為一含有附加催化劑層之自聚合單層(SAM)。所得的裝飾孔被接著填充以電介質先質，具有伴隨的超載。該些孔中之催化劑的局部化(或接近)導致僅於該些孔中之電介質的選擇性交聯及設定。超載及光抗蝕劑被移除，接續於電介質(假如需要的話)及金屬化製程之最後硬化後。

依據本發明之實施例，文中所述之方式的關鍵特徵涉及超載之變化圖案密度與變化厚度的調適。於一實施例中，此調適被致能，因為交聯僅發生於該孔之中/附近且超載最終地藉由平坦化(例如，藉由化學機械拋光)而被移除。於一實施例中，孔中之電介質材料的選擇性交聯被達成而不招致超載之區中的選擇性交聯。於特定實施例中，接續於正色調微影圖案化及顯影後，親水Si-OH終止表面被暴露於該些孔中以及光抗蝕劑已被移除之任何位置。親水表面可存在於光抗蝕劑塗佈之前或者被產生於(例如)氫氧化四甲銨(TMAH)顯影或後續清洗期間。應理解：尚未被曝光及顯影之光抗蝕劑將維持特性上溫和地或強烈地疏水本質，而因此，圖案化製程有效地產生親水及疏水域。

於一實施例中，暴露的親水表面被功能化以一種表面嫁接劑，其係攜載用以交聯電介質材料所需的催化劑或預催化劑。電介質之後續塗佈係導致利用超載之孔的填充，如上所述，以及如以下更詳細地闡明。於利用(例如)低溫烘烤之預催化劑的活化及受控制擴散時，電介質材料被選擇性地交聯於該孔中，具有最少交聯發生於超載中，亦即，直接地在該孔之上。超載電介質材料可接著使用鑄造溶劑或另一溶劑中的溶解而被移除。應理解：移除製程亦可移除光抗蝕劑，或者光抗蝕劑可利用另一溶劑或藉由灰化製程而被移除。於一實施例中，隨著色調被反轉，電介質材料可被烘烤/硬化於相對較高的溫度，在金屬化或其他處理之前。

文中所述之一或更多實施例，有數種方式以將催化劑或預催化劑安置於孔中。針對某些電介質材料，需要強的布氏酸。於其他情況下，可利用強的路易斯酸。為了文中之描述的簡便，術語「酸」被用以指稱兩種情境。於一實施例中，催化劑或預催化劑之直接吸收被利用。於此情境中，催化劑被塗佈至親水表面上並經由H接合或其他靜電交互作用而被牢固地固持。電介質材料之後續塗佈導致酸及電介質先質被局部化於該孔中，其中熱或其他活化起始了所欲的交聯化學。於範例實施例中，富含Si-OH的表面與強的路易斯酸B(C ₆F ₅) ₃之反應係導致Si-O-B(C ₆F ₅) ₃H ⁺之形成。此所得的路易斯酸被用以催化氫矽烷(hydrosilane)先質分子之交聯，在比非催化製程相對更低的溫度。於一實施例中，所利用的大型催化劑係將擴散最小化入超載區內。

於另一實施例中，方式係涉及經由矽烷化學物之催化劑或預催化劑的共價黏合，諸如氯、烷氧基、及胺矽烷或其他的表面嫁接群組，其可包括矽氧烷、矽基氯化物、烯、炔、胺、膦、硫醇、膦酸或羧酸。於此情境中，催化劑或預催化劑被共價地鏈結至嫁接劑。例如，根據鎓鹽之眾所周知的酸產生劑(例如，光或熱)可被黏附至矽氧烷(例如，[(MeO) ₃Si-CH ₂CH ₂CH ₂SR ₂][X]，其中R=烷基或芳基群組而X=弱配位陰離子，諸如三氟甲烷磺酸鹽、九氟丁烷磺酸鹽(nonaflate)、H-B(C ₆F ₅) ₃，BF ₄，等等)。催化劑或預催化劑可被選擇性地黏附至感興趣ILD、或選擇性地移除自抗蝕劑，使用熱、乾式蝕刻、或濕式蝕刻製程。於又另一實施例中，催化劑或預催化劑係使用類似技術而被引入在光抗蝕劑塗佈之前。於此情境中，為了使其有效，嫁接材料不得妨礙微影且必須耐受後續處理。

當作用以展示文中所述之概念的範例手段，圖31闡明層間電介質(ILD)線與抗蝕劑線之交替型態的斜角視圖，其具有形成於該些抗蝕劑線之一中的孔，依據本發明之實施例。參考圖31，圖案3100包括交替的ILD線3102及抗蝕劑線3104。孔3106被形成於抗蝕劑線3104之一中，例如，藉由傳統微影。如以下所述，與圖32A-32H相關聯，諸如圖案3100之圖案可經受色調反轉。

於範例製程流中，圖32A-32H闡明一種涉及使用由下而上交聯之具有電介質的影像色調反轉之製造程序中的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。

圖32A闡明接續於ILD材料3202中之溝槽3204的預圖案化後之開始結構的橫斷面視圖。溝槽3204之選定者被填充以化學放大的光抗蝕劑3206，而其他者已被處理以提供未填充溝槽(或未填充溝槽部分，如圖31中所示)。例如，於一實施例中，使用高解析度微影(例如，極紫外線(EUV)微影)，則該些溝槽3204內之選定孔係經由傳統正色調處理而被暴露並移除。

雖為了簡化而未描繪，應理解：未填充溝槽(或已填充溝槽內所形成之孔)可暴露下方特徵，諸如下方金屬線，於區3208中。再者，於一實施例中，開始結構可被圖案化以一種光柵狀圖案，其具有以恆定節距所間隔並具有恆定寬度的溝槽。圖案(例如)可藉由節距減半或節距減為四分之一方式來製造。某些溝槽可與下方通孔或更低階金屬化線關聯。

圖32B闡明接續於具有預催化劑層3210(其，於一實施例中，為含有催化劑材料之自聚合單層(SAM))之空白溝槽或孔的處置後之圖32A的結構之橫斷面視圖。於一此類實施例中，如圖所示，預催化劑層3210被形成於ILD 3202之暴露部分上，但並非於抗蝕劑3206之暴露部分或任何暴露金屬上(諸如於區3208之上)。於一實施例中，預催化劑層3210係藉由以下方式來形成：將圖32A之結構暴露至氣相中之預催化劑形成分子、或溶劑中所溶解之分子。於一實施例中，預催化劑層為藉由直接吸附所形成之催化劑或預催化劑的層，如上所述。於另一實施例中，預催化劑層3210為藉由共價黏附所形成之催化劑或預催化劑的層。

圖32C闡明接續於利用電介質材料3212以填充所得的裝飾孔後之圖32B的結構之橫斷面視圖。應理解：電介質材料3212具有填充該些溝槽或孔的部分3212A以及位於該些溝槽或孔之上的部分3212B。部分3212B於文中被稱為超載。於一實施例中，電介質材料3212為一種旋塗式電介質材料。

於一實施例中，電介質材料3212被選自根據氫矽烷先質分子之材料類別，其中催化劑係調解Si-H鍵與交聯劑(諸如水、四乙氧基矽烷(TEOS)、六乙氧基三矽環己烷(hexaethoxytrisilacyclohexane)或類似的多功能交聯劑)的反應。於一此類實施例中，電介質材料3212包括三矽環己烷，其可後續地藉由O群組而被鏈結在一起。於其他實施例中，烷氧基矽烷為基的電介質先質或半矽氧烷(SSQ)被用於電介質材料3212。

圖32D闡明接續於電介質材料3212之部分3212A的交聯後之圖32C的結構之橫斷面視圖。於一實施例中，未填充溝槽或孔中之催化劑(例如，預催化劑層3210)的局部化(或接近)係導致選擇性交聯以形成交聯區3214以及電介質材料3212的部分3212A之設定，僅於該些孔中。亦即，於一實施例中，電介質材料3212之部分3212B未被交聯。於一實施例中，用以形成區3214之交聯係藉由熱硬化製程(亦即，藉由加熱)來實現。

於一實施例中，電介質材料3212包括三矽環己烷，而用以形成區3214之交聯包括藉由O群組以將三矽環己烷交聯在一起。參考圖33A，三矽環己烷3300被闡明。參考圖33B，兩個交聯(XL)三矽環己烷分子3300形成交聯材料3320。圖33C闡明鏈結三矽環己烷結構3340之理想化表示。應理解：實際上，結構3340被用以表示寡聚物之複合物混合，但共同點是H封蓋的三矽環己烷環。

圖32E闡明接續於電介質材料3212之超載區3212B的移除後之圖32D的結構之橫斷面視圖。圖32F闡明接續於對交聯區3214有選擇性之抗蝕劑3206的移除後之圖32E的結構之橫斷面視圖。於一實施例中，如所描繪，抗蝕劑3206被移除於後續且不同的處理操作(諸如第二濕式化學顯影操作)中，相對於用以移除電介質材料3212之超載區3212B的處理操作(諸如第一濕式化學顯影操作)。然而，於另一實施例中，抗蝕劑3206被移除於用以移除電介質材料3212之超載區3212B的相同處理操作(諸如濕式化學顯影操作)中。於一實施例中，餘留的交聯區3214係經受額外硬化製程(例如，接續於交聯硬化製程後之額外加熱)。於一實施例中，額外硬化被履行接續於抗蝕劑3206及超載區3212B之移除後。

圖32G闡明接續於金屬填充層3216之形成後的圖32F之結構的橫斷面視圖。金屬填充層3216可被形成於來自圖32F之打開的溝槽(或孔)中，以及於超載區中。金屬填充層可為單一材料層，或者可被形成自數個層，包括導電襯裡層及填充層。任何適當的沈積製程(諸如電鍍、化學氣相沈積或物理氣相沈積)可被用以形成金屬填充層3216。於一實施例中，金屬填充層3216係由導電材料所組成，諸如(但不限定於)Al, Ti, Zr, Hf, V, Ru, Co, Ni, Pd, Pt, Cu, W, Ag, Au或其合金。

圖32H闡明接續於用以形成金屬特徵3218(例如，金屬線或通孔)之金屬填充層的平坦化後之圖32G的結構之橫斷面視圖。於一實施例中，用以形成金屬特徵3218之金屬填充層3216的平坦化係使用化學機械拋光製程而被履行。範例所得結構被顯示於圖32H中，其中金屬特徵3218係與ILD材料3202中之交聯(電介質)區3214交替配置。

應理解：圖32H之所得結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖32H之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。再者，應理解：以上範例並未於圖形中包括蝕刻停止或金屬封蓋層，其可另為用於圖案化所需要的。然而，為了清楚瞭解，此等層未被包括於圖形中，因為其不會影響整體由下而上填充概念。

再次參考圖32A-32H，此一圖案化方案可被實施為一種集成圖案化方式，其涉及產生覆蓋所有可能位置之規律結構，接續以僅所欲特徵之選擇性圖案化。交聯區3214表示一種材料，其可餘留在最後結構中而成為介於金屬線的末端之間的ILD(例如，成為插塞)。

依據本發明之實施例，描述一種對角線遮罩圖案化。文中所述之一或更多實施例係針對用於重疊改良之對角線硬遮罩圖案化，特別於半導體積體電路之後段製程(BEOL)特徵的製造中。根據對角線硬遮罩之圖案化的應用可包括(但不限定於)以下實施方式：193nm浸入式微影、極紫外線(EUV)微影、互連製造、重疊改良、重疊預算、插塞圖案化、通孔圖案化。實施例可特別地用於BEOL結構之自對準製造。

於一實施例中，文中所述之方式涉及一種集成方案，其係容許相對於現存方式之增加的通孔及插塞重疊容限。於一此類實施例中，所有潛在通孔及插塞被預圖案化並填充以抗蝕劑來形成複數光桶。之後，於特定實施例中，EUV或193nm微影被用以選擇某些通孔及插塞位置以供實際的(最終的)通孔及插塞製造。於一實施例中，對角線圖案化被用以增加最接近相鄰距離，其導致重疊預算之二的平方根之因數的增加。更明確地，一或更多文中所述之實施例涉及使用一種減成方法以使用已蝕刻的溝槽來預形成每一通孔及插塞。接著使用一額外操作以選擇留存哪些通孔及插塞。此等操作係使用光桶來闡明，雖然亦可使用一種更傳統的抗蝕劑曝光及ILD回填方式來履行選擇製程。

於一形態中，對角線硬遮罩方式可被實施。當作範例，圖34A-34X闡明其表示一種使用對角線硬遮罩之自對準通孔及插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。於各所述操作之各圖示中，顯示橫斷面及/或平面及/或有斜角視圖。這些視圖將於文中被稱為相應的橫斷面視圖、平面視圖及斜角視圖。

圖34A闡明接續於層間電介質(ILD)層3402上所形成之第一硬遮罩材料層3404的沈積後(但在圖案化前)之開始結構3400的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34A，圖案化遮罩3406具有於第一硬遮罩材料層3404上或之上(沿著其側壁)所形成的間隔物3408。

圖34B闡明接續於藉由節距加倍的第一硬遮罩層之圖案化後的圖34A之結構的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34B，圖案化遮罩3406被移除而間隔物3408之所得圖案被轉移(例如，藉由蝕刻製程)至第一硬遮罩材料層3404以形成第一圖案化硬遮罩3410。於一此類實施例中，第一圖案化硬遮罩3410被形成以光柵圖案，如圖34B中所描繪者。於一實施例中，第一圖案化硬遮罩3410之光柵結構為緊密節距光柵結構。於特定此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成(遮罩3406)，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半，如圖34A及34B中所描繪者。甚至，雖然未顯示，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖34B的第一圖案化硬遮罩3410之光柵狀圖案可具有以恆定節距來分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。

圖34C闡明接續於第二圖案化硬遮罩之形成後的圖34B之結構的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34C，第二圖案化硬遮罩3412被形成為與第一圖案化硬遮罩3410交錯。於一此類實施例中，第二圖案化硬遮罩3412係藉由第二硬遮罩材料層(例如，具有不同於第一硬遮罩材料層3404之組成)之沈積而被形成。第二硬遮罩材料層被接著平坦化(例如，藉由化學機械拋光(CMP))以提供第二圖案化硬遮罩3412。

圖34D闡明接續於硬遮罩蓋層(第三硬遮罩層)之沈積後的圖34C之結構的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34D，硬遮罩蓋層3414被形成於第一圖案化硬遮罩3410及第一圖案化硬遮罩3412上。於一此類實施例中，硬遮罩蓋層3414之材料組成及蝕刻選擇性係不同於第一圖案化硬遮罩3410及第一圖案化硬遮罩3412。

圖34E闡明接續於硬遮罩蓋層之圖案化後的圖34D之結構的斜角視圖，依據本發明之實施例。參考圖34E，圖案化的硬遮罩蓋層3414被形成於第一圖案化硬遮罩3410及第一圖案化硬遮罩3412上。於一此類實施例中，圖案化的硬遮罩蓋層3414被形成以一正交於第一圖案化硬遮罩3410及第一圖案化硬遮罩3412之光柵圖案的光柵圖案，如圖34E中所示。於一實施例中，由圖案化的硬遮罩蓋層3414所形成之光柵結構為緊密節距光柵結構。於此一實施例中，緊密節距無法直接透過傳統微影來獲得。例如，根據傳統微影之圖案可首先被形成，但該節距可藉由使用間隔物遮罩圖案化而被減半。甚至，原始節距可藉由第二輪間隔物遮罩圖案化而被減為四分之一。因此，圖34E之圖案化的硬遮罩蓋層3414之光柵狀圖案可具有以恆定節距來分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。應理解：有關形成及圖案化硬遮罩層(或硬遮罩蓋層，諸如硬遮罩蓋層3414)之文中描述涉及(於一實施例中)遮罩形成於覆蓋硬遮罩或硬遮罩蓋層之上。遮罩形成可涉及使用適於微影處理之一或更多層。於圖案化一或更多微影層時，圖案係藉由蝕刻製程而被轉移至硬遮罩或硬遮罩蓋層以提供圖案化硬遮罩或硬遮罩蓋層。

圖34F闡明接續於第一圖案化硬遮罩之進一步圖案化後的圖34E之結構的斜角視圖及相應平面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34F，使用圖案化的硬遮罩蓋層3414為遮罩，第一圖案化硬遮罩3410被進一步圖案化以形成第一圖案化硬遮罩3416。第二圖案化硬遮罩3412未被進一步圖案化於此製程中。於一實施例中，第一圖案化硬遮罩3410被圖案化至足以暴露ILD層3402之區的深度，如圖34F中所描繪。

圖34G闡明接續於硬遮罩蓋層之移除及第四硬遮罩層之形成後的圖34F之結構的平面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34G，硬遮罩蓋層(第三硬遮罩層)3414被移除，例如，藉由濕式蝕刻製程、乾式蝕刻製程、或CMP製程。第四硬遮罩層3418被形成於所得結構上，藉由(於一實施例中)一種沈積及CMP製程。於一此類實施例中，第四硬遮罩層3418係藉由一種不同於第二圖案化硬遮罩層3412及第一圖案化硬遮罩層3416之材料的材料層之沈積來形成。

圖34H闡明接續於第一對角線硬遮罩層之沈積及圖案化後的圖34G之結構的平面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34H，第一對角線硬遮罩層3420被形成於圖34G之第四硬遮罩層3418、第二圖案化硬遮罩層3412、及第一圖案化硬遮罩層3416配置上。於一實施例中，第一對角線硬遮罩層3420具有基本上或高度對稱地對角線之圖案(例如，以相對於第二圖案硬遮罩層3412之光柵結構的45度)以覆蓋第四硬遮罩層3418之交替線。於一實施例中，第一對角線硬遮罩層3420之對角線圖案被印製以最小關鍵尺寸(CD)，亦即，不使用節距減半或節距減為四分之一。應理解：單獨線可被印製為甚至大於最小CD，只要第四硬遮罩層3418之相鄰列的某區域保持顯露的。無論如何，圖34H的第一對角線硬遮罩層3420之光柵狀圖案可具有以恆定節距來分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。應理解：有關形成及圖案化對角線硬遮罩層(諸如第一對角線硬遮罩層3420)之文中描述涉及(於一實施例中)遮罩形成於覆蓋硬遮罩層之上。遮罩形成可涉及使用適於微影處理之一或更多層。於圖案化一或更多微影層時，圖案係藉由蝕刻製程而被轉移至硬遮罩層以提供對角線圖案化的硬遮罩層。於特定實施例中，第一對角線硬遮罩層為碳基的硬遮罩層。

圖34I闡明接續於第四硬遮罩層的顯露區之移除後的圖34H之結構的平面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34I，使用第一對角線硬遮罩層3420為遮罩，則第四硬遮罩層3418之顯露區被移除。於一此類實施例中，第四硬遮罩層3418之顯露區係藉由一種等向蝕刻製程(例如，濕式蝕刻製程或非各向異性電漿蝕刻製程)而被移除，以致任何部分曝光係導致第四硬遮罩材料之部分顯露區塊的完全移除。於一實施例中，其中第四硬遮罩層3418已被移除之區係顯露了ILD層3402之部分，如圖34I中所描繪。

圖34J闡明接續於第一對角線硬遮罩層之移除後的圖34I之結構的平面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34J，第一對角線硬遮罩層3420被移除以顯露第一圖案化硬遮罩層3416及第二圖案化硬遮罩層3412。亦顯露者為第四硬遮罩層3418之部分，其被保護自藉由第一對角線硬遮罩層3420之等向蝕刻。因此，沿著圖34J之所得柵格狀圖案的各交替列或朝圖34J之所得柵格狀圖案的各交替行向下，第四硬遮罩層3418之區係與下方ILD層3402之顯露區交替配置。亦即，其結果為ILD層3402區與第四硬遮罩層區3418之棋盤狀圖案。如此一來，二之平方根的因數之增加被達成於最接近相鄰距離3422(顯示為方向b上之距離)。於特定實施例中，第一對角線硬遮罩層3420係碳基的硬遮罩材料且係以電漿灰化製程來移除。

圖34K闡明接續於第一複數光桶形成後的圖34J之結構的平面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34K，第一複數光桶3424被形成於ILD層3402之上的開口中以致其並無ILD層3402之部分餘留為顯露的。光桶3424(於此階段)代表所得金屬化層中之所有可能的通孔位置之第一半。

圖34L闡明接續於光桶曝光和顯影以形成選定的通孔位置、及後續的通孔開口蝕刻入下方ILD後的圖34K之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著a-a’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34L，選定光桶3424被暴露並移除以提供選定通孔位置3426。通孔位置3426經受選擇性蝕刻製程(諸如選擇性電漿蝕刻製程)以延伸通孔開口入下方ILD層3402，形成圖案化的ILD層3402’。蝕刻對於以下各者是有選擇性的：餘留的(未暴露的)光桶3424、第一圖案化硬遮罩層3416、第二圖案化硬遮罩層3412、及第四硬遮罩層3418。

圖34M闡明接續於餘留光桶之移除及第五硬遮罩材料之後續形成後的圖34L之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著b-b’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34M，第一複數光桶3424之剩餘者被移除，例如，藉由選擇性蝕刻或灰製程。所有顯露的開口(例如，於光桶3424連同通孔位置3426之移除時所形成的開口)被接著填充以硬遮罩材料3428，諸如碳基的硬遮罩材料。

圖34N闡明接續於第四硬遮罩層的餘留區之移除後的圖34M之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著c-c’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34N，第四硬遮罩層3418之所有餘留區被移除，例如，藉由選擇性蝕刻或灰製程。於一實施例中，其中第四硬遮罩層3418已被移除之區係顯露了圖案化ILD層3402’之部分，如圖34N中所描繪。

圖34O闡明接續於第二複數光桶形成後的圖34N之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著d-d’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34O，第二複數光桶3430被形成於圖案化ILD層3402’之上的開口中以致其並無圖案化ILD層3402’之部分餘留為顯露的。光桶3430(於此階段)代表所得金屬化層中之所有可能的通孔位置之第二半。

圖34P闡明接續於光桶曝光和顯影以形成選定的通孔位置、及後續的通孔開口蝕刻入下方ILD後的圖34O之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著e-e’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34P，選定光桶3430被暴露並移除以提供選定通孔位置3432。通孔位置3432經受選擇性蝕刻製程(諸如選擇性電漿蝕刻製程)以延伸通孔開口入下方圖案化ILD層3402’，形成進一步圖案化的ILD層3402”。蝕刻對於以下各者是有選擇性的：餘留的(未暴露的)光桶3430、第一圖案化硬遮罩層3416、第二圖案化硬遮罩層3412、及硬遮罩材料3428。

圖34Q闡明接續於第五硬遮罩材料之移除、溝槽蝕刻、及後續犧牲層形成後的圖34P之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著f-f’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34Q，硬遮罩材料層3428被移除，顯露潛在通孔位置之所有原始的第一和第二半。圖案化ILD層3402”被接著圖案化以形成ILD層3402’’’，其包括通孔開口3432和3426，連同其中通孔開口未被形成之溝槽3436。溝槽3436將最終地被用於金屬線製造，如以下所描述。於溝槽蝕刻之完成時，所有開口(包括通孔開口3426和3432及溝槽3436)被填充以犧牲材料3434。於一此類實施例中，硬遮罩材料層3428係碳基的硬遮罩材料且係以電漿灰化製程來移除。於一實施例中，犧牲材料3434為可流動的有機或無機材料，諸如犧牲光吸收材料(SLAM)。犧牲材料3434被形成至(或者被平坦化至)第一圖案化硬遮罩3416及第二圖案化硬遮罩3412之位準，如圖34Q中所描繪。

圖34R闡明接續於第二對角線硬遮罩層之沈積及圖案化後的圖34Q之結構的平面視圖，依據本發明之實施例。參考圖34R，第二對角線硬遮罩層3438被形成於圖34Q之犧牲材料3434、第二圖案化硬遮罩層3412、及第一圖案化硬遮罩層3416配置上。於一實施例中，第二對角線硬遮罩層3438具有基本上或高度對稱地對角線之圖案(例如，以相對於第二圖案硬遮罩層3412之光柵結構的45度)以覆蓋第一圖案化硬遮罩層3416之交替線。於一實施例中，第二對角線硬遮罩層3438之對角線圖案被印製以最小關鍵尺寸(CD)，亦即，不使用節距減半或節距減為四分之一。應理解：單獨線可被印製為甚至大於最小CD，只要第一硬遮罩層3416之相鄰列的某區域保持顯露的。無論如何，圖34R的第二對角線硬遮罩層3438之光柵狀圖案可具有以恆定節距來分隔並具有恆定寬度之硬遮罩線。應理解：有關形成及圖案化對角線硬遮罩層(諸如第二對角線硬遮罩層3438)之文中描述涉及(於一實施例中)遮罩形成於覆蓋硬遮罩層之上。遮罩形成可涉及使用適於微影處理之一或更多層。於圖案化一或更多微影層時，圖案係藉由蝕刻製程而被轉移至硬遮罩層以提供對角線圖案化的硬遮罩層。於特定實施例中，第二對角線硬遮罩層3438為碳基的硬遮罩層。

圖34S闡明接續於第一圖案化硬遮罩層的顯露區之移除、第二對角線硬遮罩層之移除後、以及接續於第三複數光桶形成後的圖34R之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著g-g’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34S，使用第二對角線硬遮罩層3438為遮罩，則第一硬遮罩層3416之顯露區被移除。於一此類實施例中，第一圖案化硬遮罩層3416之顯露區係藉由一種等向蝕刻製程(例如，濕式蝕刻製程或非各向異性電漿蝕刻製程)而被移除，以致任何部分顯露係導致第一圖案化硬遮罩層3416之部分顯露區塊的完全移除。再次參考圖34S，第二對角線硬遮罩層3438被移除以顯露犧牲材料3434及第二圖案化硬遮罩層3412。亦顯露者為第一硬遮罩層3416之部分，其被保護自藉由第二對角線硬遮罩層3438之等向蝕刻。於特定實施例中，第二對角線硬遮罩層3438係碳基的硬遮罩材料且係以電漿灰化製程來移除。再次參考圖34S，第三複數光桶3440被形成於圖案化ILD層3402’’’之上的所得開口中以致其並無圖案化ILD層3402’’’之部分餘留為顯露的。光桶3440(於此階段)代表所得金屬化層中之所有可能的插塞位置之第一半。因此，沿著圖34S之所得柵格狀圖案的各交替列或朝圖34S之所得柵格狀圖案的各交替行向下，第一圖案化硬遮罩層3416之區係與光桶3440交替配置。亦即，其結果為光桶3440區與第一圖案化硬遮罩層3416區之棋盤狀圖案。如此一來，二之平方根的因數之增加被達成於最接近相鄰距離3442(顯示為方向b上之距離)。

圖34T闡明接續於插塞位置選擇及溝槽蝕刻後的圖34S之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著h-h’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34T，來自圖34S之光桶3440被移除自其中將不會形成插塞之位置3442。於其中被選來形成插塞之位置中，光桶3440被留存。於一實施例中，為了形成其中將不會形成插塞之位置3442，使用微影以暴露相應的光桶3440。暴露的光桶可接著藉由顯影劑而被移除。圖案化ILD層3402’’’被接著圖案化以形成ILD層3402’’’’，其包括形成於位置3442上之溝槽3444。溝槽3444將最終地被用於金屬線製造，如以下所描述。

圖34U闡明接續於餘留的第三光桶之移除及後續硬遮罩形成後的圖34T之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著i-i’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34U，所有剩餘光桶3440被移除，例如，藉由灰化製程。於所有餘留光桶3440之移除時，所有開口(包括溝槽3444)被填充以硬遮罩材料層3446。於一實施例中，硬遮罩材料層3446係碳基的硬遮罩材料。

圖34V闡明接續於第一圖案化硬遮罩移除及第四複數光桶形成後的圖34V之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著j-j’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34V，第一圖案化硬遮罩層3416被移除(例如，藉由選擇性乾式或濕式蝕刻製程)，而第四複數光桶3448被形成於圖案化ILD層3402’’’’之上的所得開口中以致其並無圖案化ILD層3402’’’’之部分餘留為顯露的。光桶3448(於此階段)代表所得金屬化層中之所有可能的插塞位置之第二半。

圖34W闡明接續於插塞位置選擇及溝槽蝕刻後的圖34V之結構的平面視圖及相應橫斷面視圖(沿著k-k’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34W，來自圖34V之光桶3448被移除自其中將不會形成插塞之位置3450。於其中被選來形成插塞之位置中，光桶3448被留存。於一實施例中，為了形成其中將不會形成插塞之位置3450，使用微影以暴露相應的光桶3448。暴露的光桶可接著藉由顯影劑而被移除。圖案化ILD層3402’’’’被接著圖案化以形成ILD層3402’’’’’，其包括形成於位置3450上之溝槽3452。溝槽3452將最終地被用於金屬線製造，如以下所描述。

圖34X闡明接續於餘留第四光桶、硬遮罩材料層和犧牲材料之移除、以及後續金屬填充後的圖34W之結構的平面視圖及相應第一橫斷面視圖(沿著l-l’軸所取)及第二橫斷面視圖(沿著m-m’軸所取)，依據本發明之實施例。參考圖34X，餘留第四光桶3448、硬遮罩材料層3446及犧牲材料3434被移除。於一此類實施例中，硬遮罩材料層3446為一種碳基的硬遮罩材料，而硬遮罩材料層3446及餘留第四光桶3448兩者被移除以一種電漿灰化製程。於一實施例中，犧牲材料3434被移除以一種不同的蝕刻製程。參考圖34X之平面視圖，金屬化3454被形成為與第二圖案化硬遮罩層3412交錯且共面的。參考沿著圖34X之平面視圖的l-l’軸所取的第一橫斷面視圖，金屬化3454係填充其形成於圖案化層間電介質層3402’’’’’中之溝槽3452及3454(亦即，如相應於沿著圖34W之k-k’軸所取的橫斷面視圖)。參考沿著圖34X之平面視圖的m-m’軸所取的第二橫斷面視圖，金屬化3454亦填充其形成於圖案化層間電介質層3402’’’’’中之溝槽3436及通孔開口3432和3426(亦即，如相應於沿著圖34Q之f-f’軸所取的橫斷面視圖)。因此，金屬化3454被用以形成複數導電線及導電通孔於針對金屬化結構(諸如BEOL金屬化結構)之層間電介質層中。

於一實施例中，金屬化3454係藉由金屬填充及拋光回製程來形成。於一此類實施例中，第二圖案化硬遮罩層3412被減少其厚度於該拋光回製程期間。於特定此類實施例中，雖然減少其厚度，但第二圖案化硬遮罩3412之一部分被留存，如圖34X中所描繪。因此，金屬特徵3456(其並不是圖案化層間電介質層3402’’’’’中所形成的導電線或導電通孔)係保持為與第二圖案化硬遮罩層交錯且位於層間電介質層3402’’’’’上或上方(但非於其中)，如亦於圖34X中所描繪。於一替代特定實施例(未顯示)中，第二圖案化硬遮罩3412被完全地移除於拋光回期間。因此，金屬特徵3456(其不是導電線也不是導電通孔)不被留存於最後結構中。於任一情況下，圖34X之所述結構可接著被使用為用以形成後續金屬線/通孔及ILD層之基礎。替代地，圖34X之結構可代表積體電路中之最後金屬互連層。

應理解其上述製程操作可被施行以替代的順序，不是每一操作均需被執行及/或額外的製程操作可被執行。再次參考圖34X，藉由使用對角線硬遮罩之金屬化層製造可被完成於此階段。以類似方式所製造之下一層可能需要再一次完整製程之啟動。替代地，其他方式可被使用於此階段以提供額外互連層，諸如傳統雙或單金屬鑲嵌方式。

於一實施例中，如遍及本說明書所使用者，層間電介質(ILD)材料係由(或包括)電介質或絕緣材料之層所組成。適當的電介質材料之範例包括(但不限定於)矽之氧化物(例如，二氧化矽(SiO ₂))、矽之摻雜的氧化物、矽之氟化氧化物、矽之碳摻雜的氧化物、本技術中所已知的各種低k電介質材料、以及其組合。此層間電介質材料可由傳統技術來形成，諸如(例如)化學氣相沈積(CVD)、物理氣相沈積(PVD)、或藉由其他沈積方法。

於一實施例中，如亦遍及本說明書所使用者，金屬線或互連線材料(及通孔材料)係由一或更多金屬或其他導電結構所組成。一種常見的範例為使用銅線以及其可或可不包括介於銅與周圍ILD材料之間的障壁層之結構。如文中所使用者，術語金屬係包括數個金屬之合金、堆疊、及其他組合。例如，金屬互連線可包括障壁層(例如，包括Ta、TaN、Ti或TiN之一或更多者的層)、不同金屬或合金之堆疊，等等。因此，互連線可為單一材料層、或可被形成自數個層，包括導電襯裡層及填充層。任何適當的沈積製程(諸如電鍍、化學氣相沈積或物理氣相沈積)可被用以形成互連線。於一實施例中，互連線係由導電材料所組成，諸如(但不限定於)Cu, Al, Ti, Zr, Hf, V, Ru, Co, Ni, Pd, Pt, W, Ag, Au或其合金。互連線有時亦(於本技術中)被稱為軌線、佈線、線、金屬、或僅為互連。

於一實施例中，如亦遍及本說明書所使用者，硬遮罩材料係由不同於層間電介質材料的電介質材料所組成。於一實施例中，不同的硬遮罩材料可被使用於不同的區以提供彼此不同且不同於下方電介質及金屬層的生長或蝕刻選擇性。於某些實施例中，硬遮罩層包括矽之氮化物(例如氮化矽)的層或矽之氧化物的層、或兩者、或其組合。其他適當的材料可包括碳基的材料。於另一實施例中，硬遮罩材料包括金屬類。例如硬遮罩或其他上方材料可包括鈦或其他金屬之氮化物(例如，氮化鈦)的層。潛在地較少量之其他材料(諸如氧)可被包括於這些層之一或更多者中。替代地，本技術中所已知的其他硬遮罩層可根據特定實施方式而被使用。硬遮罩層可藉由CVD、PVD、或藉由其他沈積方法而被形成。

於一實施例中，如亦遍及本說明書所使用，微影操作係使用193nm浸入式微影(i193)、EUV及/或EBDW微影等等來履行。正色調或負色調抗蝕劑可被使用。於一實施例中，微影遮罩是一種由地形遮蔽部分、抗反射塗層(ARC)、及光抗蝕劑層所組成的三層遮罩。於一特定此類實施例中，地形遮蔽部分為碳硬遮罩(CHM)層而抗反射塗層為矽ARC層。

依據文中所述之實施例，用於光桶之光學及SEM度量衡被描述。應理解：用以界定微影圖案之預圖案化硬遮罩的使用可使得重疊測量變為有挑戰性，因為針對此類圖案化之曝光的回應是數位的(二元的)且特徵大小是量化的。因此，下方遮罩圖案之大小變為重疊之最小可測量單位，其對於有效的製程控制而言是太大的。以下所述之方式不僅致能一種甚小於下方預圖案化硬遮罩大小的重疊測量，同時亦提供一種被放大為重疊移位之多倍的信號回應，其致能了極準確的重疊測量。

為了提供針對文中所述之概念的結構性框架，圖35A-35D闡明橫斷面視圖及相應的由上而下視圖，其表示一種使用預圖案化硬遮罩之圖案化處理方案中之各個操作，依據本發明之實施例。

參考圖35A，第一預圖案化硬遮罩3502及第二預圖案化硬遮罩3504被形成於下方層3506之上。所有可能的通孔或插塞位置被暴露為預圖案化硬遮罩3502及第二預圖案化硬遮罩3504中之開口3508。

參考圖35B，複數光抗蝕劑層部分3510被形成於圖35A之開口3508中。

參考圖35C，複數光抗蝕劑層部分3510之選定者3512係藉由微影曝光3514而被暴露。由微影曝光3514所暴露的複數光抗蝕劑層部分3510之選定者3512可代表其將最終地被打開或選擇的通孔或插塞位置。

然而，依據本發明之實施例，微影曝光3514具有重疊誤差於圖35C之X方向上。例如，於橫斷面視圖之左手邊上的暴露光抗蝕劑層3512被向右移位至其光抗蝕劑之一部分不會被微影曝光3514所暴露的程度。由上而下視圖之所有暴露光抗蝕劑層3512被向右移位至其光抗蝕劑之一部分不會被微影曝光3514所暴露的程度。再者，該移位可為實質上足以部分地暴露相鄰位置，如圖35C中所描繪。

參考圖35D，選定位置3512已清除了暴露的光抗蝕劑以提供開口3516。開口3516可被用於後續通孔或插塞製造，根據半導體結構之特定層。

然而，於其位置3512之不足暴露係由於重疊誤差而被履行的情況下，某些開口3516可災難性地未被完全打開。通常，曝光3514需提供關鍵數目的電子或光子以完全地清除複數光抗蝕劑層部分3510之選定者3512來提供開口3516。某些重疊誤差可被容許，但顯著重疊誤差無法被容許。此外，如以下更詳細地描述，即使於所有開口3516均被完全地打開的情況下，下一層之成功製造可能需要至少某程度地根據開口3516之重疊測量。

文中所述之一或更多實施例係有關於涉及使用多節距光柵結構於一層上以提取相對於下方層之重疊資訊的方式。文中所述之實施例可被實施以藉由使用一種光學度量衡工具來解決有關介於預圖案化硬遮罩(例如，通孔或插塞)之頂部上所圖案化的層與下方預圖案化硬遮罩層(例如，光桶)之間的的測量重疊之問題。於一實施例中，光柵被圖案化以二或更多節距，其係不同於下方預圖案化光柵、但是平行於下方光柵之一。目前層相對於硬遮罩圖案之重疊的移位係導致一光學信號，其係隨著該重疊而移動且正比於重疊誤差。相較之下，光學重疊通常涉及真實特徵，因此提供類比回應。於此，移動被量化而不同於類比動作中之移動。亦即，該回應是數位的(例如，數位化的且放大的動作)，由於其係根據步階。於一實施例中，「邊緣」圖案被測量。

以下所述之圖36A-36E係展示使用光桶(其回應於重疊之改變)之光學信號的產生。應理解：傳統光學度量衡工具係測量相當大的目標(例如，20-30微米)。針對文中所述之實施例，結構被產生自線/空間之陣列，其係低於檢視工具之解析度限制且其係利用光桶概念以產生可利用傳統重疊測量演算法來檢測/測量的移動邊緣。由度量衡工具所見之最後圖案係顯示可測量的光學邊緣，由於來自其隨著重疊而移動之次解析度圖案的光之繞射及散射。圖36F顯示配合圖36A-36E所使用之可能的光學度量衡標記。

圖36A闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層被重疊在下方預圖案化硬遮罩柵格上，依據本發明之實施例。

參考圖36A，下方層包括第一預圖案化硬遮罩3602及第二預圖案化硬遮罩3604。複數光抗蝕劑層部分3610及複數開口3616(已被曝光並顯影)係位於第一預圖案化硬遮罩3602與第二預圖案化硬遮罩3604結構之間。目前層係由重疊影像3650A所表示。重疊影像3650A具有零之重疊移位及P/4之節距差量。目前層之重疊影像3650A的節距係顯示為25%較大(於上半區3652A中)及25%較小(於下半區3654A中)，當作範例實施例。寬未暴露特徵3656A及3658A被包括於目前層中，如圖36A中所描繪。

圖36B闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的正重疊，依據本發明之實施例。

參考圖36B，下方層包括第一預圖案化硬遮罩3602及第二預圖案化硬遮罩3604。複數光抗蝕劑層部分3610及複數開口3616(已被曝光並顯影)係位於第一預圖案化硬遮罩3602與第二預圖案化硬遮罩3604結構之間。目前層係由重疊影像3650B所表示。重疊影像3650B具有P/4之正(+ve)重疊移位。寬未暴露特徵3656B及3658B被包括於目前層中，以該些寬未暴露特徵3656B及3658B之移動如圖36B中所描繪。

圖36C闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於下方預圖案化硬遮罩柵格之半節距的正重疊，依據本發明之實施例。

參考圖36C，下方層包括第一預圖案化硬遮罩3602及第二預圖案化硬遮罩3604。複數光抗蝕劑層部分3610及複數開口3616(已被曝光並顯影)係位於第一預圖案化硬遮罩3602與第二預圖案化硬遮罩3604結構之間。目前層係由重疊影像3650C所表示。重疊影像3650C具有P/2之正(+ve)重疊移位。寬未暴露特徵3656C及3658C被包括於目前層中，以該些寬未暴露特徵3656C及3658C之移動如圖36C中所描繪。

圖36D闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於下方預圖案化硬遮罩柵格之任意值Δ的正重疊，依據本發明之實施例。

參考圖36D，下方層包括第一預圖案化硬遮罩3602及第二預圖案化硬遮罩3604。複數光抗蝕劑層部分3610及複數開口3616(已被曝光並顯影)係位於第一預圖案化硬遮罩3602與第二預圖案化硬遮罩3604結構之間。目前層係由重疊影像3650D所表示。重疊影像3650D具有零之重疊移位及P+Δ之節距差量。寬未暴露特徵3656D及3658D被包括於目前層中，如圖36D中所描繪。

圖36E闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於下方預圖案化硬遮罩柵格之任意值Δ的正重疊，其中可測量Δ係藉由改變抗蝕劑敏感度及/或已描繪特徵大小而被變為如所需般小，依據本發明之實施例。

參考圖36E，下方層包括第一預圖案化硬遮罩3602及第二預圖案化硬遮罩3604。複數光抗蝕劑層部分3610及複數開口3616(已被曝光並顯影)係位於第一預圖案化硬遮罩3602與第二預圖案化硬遮罩3604結構之間。目前層係由重疊影像3650E所表示。重疊影像3650E具有+Δ之重疊移位及P+Δ之節距差量。寬未暴露特徵3656E及3658E被包括於目前層中，以該些寬未暴露特徵3656E及3658E之移動如圖36E中所描繪。於一實施例中，針對Δ之小重疊移位，測量信號被放大至P之等級，且Δ可為如所需般小。

圖36F闡明適於以上相關於圖36A-36E所述之方式的範例度量衡結構，依據本發明之實施例。參考圖36F，度量衡結構3697包括層1特徵3698(例如，下方層)及層2特徵3699(例如，目前層)。於一實施例中，該些特徵之各者的寬度是約20-30微米，如圖36F中所描繪。此一結構可被包括於切割道中或者於插入式單元中之晶粒上，舉例而言。於一實施例中，完成晶粒可包括一區，其具有由窄特徵之集合中的通孔或插塞之陣列所形成的寬特徵之拍頻。於任何方向上之兩不同拍頻的存在可暗示使用上述技術來測量重疊。上述方式可致能針對其使用該技術之每一通孔或插塞圖案化層的光桶中之重疊的準確測量。實施例可提升科技之未來世代的準確度而使用當前科技的重疊測量工具。

文中所述之一或更多實施例係有關於涉及使用關鍵尺寸掃描電子顯微鏡(CDSEM)技術以測量預圖案化硬遮罩(例如，光桶)上之重疊的方式。文中所述之實施例可被實施以藉由使用一種掃描電子顯微鏡(例如，CDSEM)來解決有關介於預圖案化硬遮罩(例如，光桶層)之頂部上所圖案化的通孔及/或插塞層與下方預圖案化硬遮罩層之間的的測量重疊之問題。於一實施例中，通孔或插塞位置被圖案化於其稍微不同於下方預圖案化硬遮罩節距的節距。由於重疊失配，其清除之光桶的位置係取決於重疊失配的量。

圖37A闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層被重疊在下方預圖案化硬遮罩上，依據本發明之實施例。

參考圖37A，下方層包括第一預圖案化硬遮罩3702及第二預圖案化硬遮罩3704。複數光抗蝕劑層部分3710及複數開口3716(已被曝光並顯影)係位於第一預圖案化硬遮罩3702與第二預圖案化硬遮罩3704結構之間。目前層係由重疊影像3750A所表示。重疊影像3750A具有於零之X以及於零之Y的重疊移位。目前層之重疊影像3750A的節距為25%更大，相對於當作範例實施例之下方層，亦即，圖案化於+Δ之節距，其中Δ=P/4。區3760A係強調「光桶叢集」之位置，於零重疊移位(PB _0,0)。

圖37B闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於X方向上的下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的正重疊移位，依據本發明之實施例。

參考圖37B，下方層包括第一預圖案化硬遮罩3702及第二預圖案化硬遮罩3704。複數光抗蝕劑層部分3710及複數開口3716(已被曝光並顯影)係位於第一預圖案化硬遮罩3702與第二預圖案化硬遮罩3704結構之間。目前層係由重疊影像3750B所表示。重疊影像3750B具有於P _X/4之X以及於零之Y的重疊移位。目前層之重疊影像3750B的節距為25%更大，相對於當作範例實施例之下方層，亦即，圖案化於節距+Δ，其中Δ=P/4。區3760B係強調用於針對PB _0,0之光桶叢集的X=-2P _X及Y=0的位置。區3760B及相應打開的/封閉的垂直行係向左移動以一等於該節距之兩倍的量。應理解：打開的/封閉的行將具有與其他行不同的對比，由於其已暴露的光桶密度係不同於該區中之其他行的事實。

圖37C闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於X方向上的下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的負重疊，依據本發明之實施例。

參考圖37C，下方層包括第一預圖案化硬遮罩3702及第二預圖案化硬遮罩3704。複數光抗蝕劑層部分3710及複數開口3716(已被曝光並顯影)係位於第一預圖案化硬遮罩3702與第二預圖案化硬遮罩3704結構之間。目前層係由重疊影像3750C所表示。重疊影像3750C具有於 -P _X/4之X以及於零之Y的重疊移位。目前層之重疊影像3750C的節距為25%更大，相對於當作範例實施例之下方層，亦即，圖案化於節距+Δ，其中Δ=P/4。區3760C係強調用於針對PB _0,0之光桶叢集的X=+2P _X及Y=0的位置。區3760C及相應打開的/封閉的垂直行係向右移動以一等於該節距之兩倍的量。

圖37D闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於Y方向上的下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的正重疊，依據本發明之實施例。

參考圖37D，下方層包括第一預圖案化硬遮罩3702及第二預圖案化硬遮罩3704。複數光抗蝕劑層部分3710及複數開口3716(已被曝光並顯影)係位於第一預圖案化硬遮罩3702與第二預圖案化硬遮罩3704結構之間。目前層係由重疊影像3750D所表示。重疊影像3750D具有於零之X以及於P _Y/4之Y的重疊移位。目前層之重疊影像3750D的節距為25%更大，相對於當作範例實施例之下方層，亦即，圖案化於節距+Δ，其中Δ=P/4。區3760D係強調用於針對PB _0,0之光桶叢集的X=0及Y=-2P _Y的位置。區3760D及相應打開的/封閉的水平列係向下移動以一等於該節距之兩倍的量。

圖37E闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於X方向上的下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的正重疊且具有相對於Y方向上的下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的正重疊，依據本發明之實施例。

參考圖37E，下方層包括第一預圖案化硬遮罩3702及第二預圖案化硬遮罩3704。複數光抗蝕劑層部分3710及複數開口3716(已被曝光並顯影)係位於第一預圖案化硬遮罩3702與第二預圖案化硬遮罩3704結構之間。目前層係由重疊影像3750E所表示。重疊影像3750E具有於P _X/4之X以及於P _Y/4之Y的重疊移位。目前層之重疊影像3750E的節距為25%更大，相對於當作範例實施例之下方層，亦即，圖案化於節距+Δ，其中Δ=P/4。區3760E係強調用於針對PB _0,0之光桶叢集的X=-2P _X及Y=-2P _Y的位置。區3760E及相應打開的/封閉的水平列係向下移動以一等於該節距之兩倍的量。此外，區3760E及相應打開的/封閉的垂直行係向左移動以一等於該節距之兩倍的量。

再次參考圖37A-37E，應理解：半導體晶片之橫斷面分析可顯露對準標記，其包括於複數具柵格通孔及插塞之中的通孔及/或插塞之垂直及水平陣列，如指示文中所述之一或更多實施例的應用。此等結構可被包括於切割道中或者於插入式單元中之晶粒上，舉例而言。此一方式之應用可致能針對其意欲配合CDSEM度量衡而使用之每一通孔及/或插塞圖案化層的光桶中之重疊的準確測量。亦應理解：傳統重疊技術無法配合此式樣圖案化而工作。

依據本發明之實施例，描述針對用於微影(諸如極紫外線微影(EUV))之高解析度移相遮罩(PSM)製造的新結構。此等PSM遮罩可被用於一般(直接)微影或互補式微影。

光微影常被用於製造程序以形成圖案於光抗蝕劑之層中。於光微影製程中，光抗蝕劑層被沈積於其將被蝕刻的下方層之上。通常，下方層為半導體層，但可為任何類型的硬遮罩或電介質材料。光抗蝕劑層被接著透過光遮罩或標線片而選擇性地暴露至照射。光抗蝕劑被接著顯影且其暴露至照射之光抗蝕劑的那些部分被移除，於「正」光抗蝕劑之情況下。

用以圖案化晶圓之光遮罩或標線片被置於光微影曝光工具內，通常已知為「步進器」或「掃描器」。於步進器或掃描器機器中，光遮罩或標線片被置於照射源與晶圓之間。光遮罩或標線片通常被形成自圖案化色度(吸收劑層)，其被置於石英基底上。該照射係實質上未衰減地通過光遮罩或標線片之石英區段，於其中並無色度之位置中。相對地，該照射不會通過該遮罩之色度部分。因為入射於該遮罩上之照射不是完全地通過石英區段就是由色度區段所完全地阻擋，所以此類型的遮罩被稱為二元遮罩。在該照射選擇性地通過該遮罩之後，該遮罩上之圖案被轉移至該光抗蝕劑，藉由透過一連串透鏡以將該遮罩之影像投射入該光抗蝕劑。

隨著光遮罩或標線片上之特徵變得越來越接近在一起，繞射效應開始作用(當遮罩上之該些特徵的大小係相當於光源之波長時)。繞射使得光抗蝕劑上所投射的影像變模糊，導致不良的解析度。

一種防止繞射圖案干擾光抗蝕劑之所欲圖案化的最先進方法是以透明層(已知為移位器)覆蓋該光遮罩或標線片中之選定開口。該移位器係將該些組曝光射線中的一組移位成與另一相鄰組不同相，其係抵銷來自繞射之干擾圖案。此方式被稱為移相遮罩(PSM)方式。然而，其在遮罩生產時減少缺陷並增加產量的替代遮罩製造方案是微影製程發展的重要焦點領域。

本發明之一或更多實施例係有關於用以製造微影遮罩之方法及所得的微影遮罩。為了提供背景，滿足由半導體工業所提出之積極裝置擴縮目標的需求係取決於其以高保真度來圖案化較小特徵之微影遮罩的能力。然而，用以圖案化越來越小特徵之方式係造成了針對遮罩製造之巨大的挑戰。在這方面，當今所廣泛使用之微影遮罩係仰賴用以圖案化特徵之移相遮罩(PSM)技術的概念。然而，減少缺陷而同時產生越來越小的圖案仍是遮罩製造中的最大障礙之一。移相遮罩之使用可具有數個缺點。第一，移相遮罩之設計是相當複雜的程序，其需要極多的資源。第二，由於移相遮罩之本質，難以檢查是否沒有缺陷出現在該移相遮罩中。移相遮罩中之此等缺陷係來自其用以產生該遮罩本身所利用的當前集成方案。傳統的移相遮罩係採用一種麻煩且多少有缺陷傾向的方式來圖案化厚的光吸收材料並接著將該圖案轉移至其協助移相的次要層。使事情複雜化，吸收劑層係接受電漿蝕刻兩次，而因此，電漿蝕刻之不利的效應(諸如負載效應、反應性離子蝕刻延遲、充電和可再生效應)係導致遮罩生產時之缺陷。

用以製造無缺陷微影遮罩之材料的創新及新穎的集成技術仍是欲致能裝置擴縮之高優先性。因此，為了利用移相遮罩技術之全部優點，可能需要一種利用以下各者之新穎的集成方案：(i)以高保真度圖案化移位器層及(ii)圖案化吸收劑僅一次且於製造之最後階段期間。此外，此一製造方案亦可提供其他優點，諸如材料選擇之彈性、於製造期間之減少的基底損害、及遮罩製造時之增加的產量。

圖38闡明微影遮罩結構3801之橫斷面視圖，依據本發明之實施例。微影遮罩3801包括晶粒中區3810、框區3820及晶粒框介面區3830。晶粒框介面區3830包括晶粒中區3810及框區3820之相鄰部分。晶粒中區3810包括直接地配置於基底3800上之圖案化移位器層3806，其中該圖案化移位器層具有包括側壁之特徵。框區3820係圍繞晶粒中區3810並包括直接地配置於基底3800上之圖案化吸收劑層3802。

晶粒框介面區3830(配置於基底3800上)包括雙層堆疊3840。雙層堆疊3840包括上層3804，配置於下圖案化移位器層3806上。雙層堆疊3840之上層3804係由如框區3820之圖案化吸收劑層3802的相同材料所組成。

於一實施例中，圖案化移位器層3806之特徵的最上表面3808具有一高度，該高度不同於晶粒框介面區之特徵的最上表面3812且不同於框區中之特徵的最上表面3814。再者，於一實施例中，晶粒框介面區之特徵的最上表面3812之高度係不同於框區之特徵的最上表面3814之高度。圖案化移位器層3806之典型厚度的範圍係從40至100nm，而吸收劑層之典型厚度的範圍係從30至100nm。於一實施例中，框區3820中之吸收劑層3802的厚度為50nm，其配置於晶粒框介面區3830中之移位器層3806上的吸收劑層3804之結合厚度為120nm而框區中之吸收劑的厚度為70nm。於一實施例中，基底3800為石英，圖案化移位器層包括諸如(但不限定於)矽化鉬、氧氮化鉬矽、氮化鉬矽、氧氮化矽、或氮化矽等材料，而吸收劑材料為鉻。

依據本發明之實施例，描述互補式電子束微影。文中所述之一或更多實施例係有關微影方式及工具，其係涉及或適於互補式電子束微影(CEBL)，包括當實施此類方式及工具時之半導體處理考量。

互補式微影利用兩種微影技術之能力(互相合作)來降低以20nm半節距及以下圖案化邏輯裝置中之關鍵層的成本，於大量製造(HVM)時。用以實施互補式微影之最成本效率高的方式是結合光學微影與電子束微影(EBL)。將積體電路(IC)設計轉移至晶圓之程序係詳述如下：光學微影，用來以預定義節距印刷單向線(嚴格單向或主要單向)；節距分割技術，用來增加線密度；及EBL，用來「切割」線。EBL亦用來圖案化其他關鍵層，特別是接點及通孔。光學微影可被單獨用來圖案化其他層。當用來補充光學微影時，EBL被稱為CEBL，或互補式EBL。CEBL係針對切割線及孔洞。藉由不嘗試圖案化所有層，CEBL扮演互補但關鍵的角色以滿足工業上之圖案化需求，在先進的(較小的)科技節點(例如，10nm或更小，諸如7nm或5nm科技節點)上。CEBL亦延伸當前光學微影技術、工具及設施之使用。

文中所揭露之實施例可被用以製造多種不同類型的積體電路及/或微電子裝置。此等積體電路之範例包括(但不限定於)處理器、晶片組組件、圖形處理器、數位信號處理器、微控制器，等等。於其他實施例中，半導體記憶體可被製造。此外，積體電路或其他微電子裝置可被用於本技術中所已知的多種電子裝置。例如，於電腦系統(例如，桌上型、膝上型、伺服器)、行動電話、個人電子裝置，等等。積體電路可被耦合與系統中之匯流排或其他組件。例如，處理器可藉由一或更多匯流排而被耦合至記憶體、晶片組，等等。每一處理器、記憶體、晶片組可潛在地使用文中所揭露之方式來製造。

如上所述，電子束(ebeam)微影可被實施來補充標準微影技術，以獲得積體電路製造之特徵的所欲定標。電子束微影工具可被用以執行電子束微影。於一範例實施例中，圖39為一種電子束微影設備之電子束行(column)的橫斷面概略圖示。

參考圖39，電子束行3900包括用以提供電子之束3904的電子源3902。電子之束3904通過限制孔徑3906，而接著，通過高高寬比照明光學裝置3908。輸出束3910接著通過狹縫3912並可由薄透鏡3914(例如，其可為磁性的)所控制。最後，束3904通過成型孔徑3916(其可為一維(1-D)成型孔徑)並接著通過消除器孔徑陣列(BAA)3918。BAA 3918包括複數物理孔徑於其中，諸如矽之薄片中所形成的開口。有可能其於既定時刻BAA 3918之僅一部分被暴露至電子束。替代地，或結合地，僅有通過BAA 3918之電子束3904的一部分3920被容許通過最後孔徑3922(例如，束部分3921被顯示為阻擋)以及(可能地)級回饋偏轉器3924。

再次參考圖39，所得的電子束3926最終撞擊為晶圓3930(諸如用於IC製造之矽晶圓)之表面上的一點3928。明確地，所得的電子束可撞擊於晶圓上之光阻層上，但實施例不限於此。級掃描3932相對於束3926而移動晶圓3930，沿著圖39中所示之箭號3934的方向。應理解電子束工具完整地可包括圖39中所示之類型的數個行3900。同時，電子束工具可具有相關的基礎電腦，且各行可進一步具有相應的行電腦。

於一實施例中，當以下參考消除器孔徑陣列(BAA)中之開口或孔徑時，BAA之所有或部分開口或孔徑可被切換為開或「關」(例如，藉由束偏轉)，隨著晶圓/晶粒於底下沿著晶圓行進或掃描方向而移動。於一實施例中，BAA可被獨立地控制，針對各開口是否通過電子束而至樣本或者將電子束偏轉入(例如)法拉第杯或遮沒孔徑。包括此一BAA之電子束行或設備可被建立以偏轉整體束覆蓋至BAA之僅一部分，且接著BAA中之個別開口被電氣地組態成使電子束通過(「開」)或不通過(「關」)。例如，未偏轉的電子通過至晶圓並暴露抗蝕劑層，同時偏轉的電子被捕集於法拉第杯或遮沒孔徑中。應理解其對於「開口」或「開口高度」之參考指的是撞擊在接收晶圓上之點尺寸而非BAA中之實體開口，因為實體開口是實質上大於(例如，微米等級)最終從BAA所產生之點尺寸(例如，奈米等級)。因此，當文中描述為BAA之節距或者BAA中之開口行被說成「相應於」金屬線之節距時，此描述實際上指的是介於如從BAA所產生之撞擊點的節距與被切割之線的節距之間的關係。如以下所提供之範例，從BAA 4310所產生的點具有如線4300之節距的相同節距(當BAA開口之兩行被一起考量時)。同時，從BAA 4310之交錯式陣列的僅一行所產生的點具有如線4300之節距兩倍的節距。

於一實施例中，交錯式束孔徑陣列被實施以解決電子束機器之通量而同時亦致能最小佈線節距。若無交錯，則邊緣布局誤差(EPE)之考量表示佈線寬度兩倍之最小節距無法被切割，因為不可能垂直地堆疊於單疊中。例如，圖40闡明相對於待切割或具有置於目標位置中之通孔的線4002之BAA的孔徑4000，當線係沿著箭號4004之方向而被掃描於孔徑4000下方時。參考圖40，針對待切割的既定線4002或待放置的通孔，切割器開口(孔徑)之EPE 4006導致其為線之節距的BAA柵格中的矩形開口。

圖41闡明個別地相對於待切割或具有置於目標位置中之通孔的兩條線4104和4106之BAA的兩個非交錯式孔徑4100和4102，當線係沿著箭號4108之方向而被掃描於孔徑4100和4102下方時。參考圖41，當圖40之矩形開口4000被置於具有其他此類矩形開口(例如，現在為4100和4102)之垂直單行中時，則待切割線之容許的節距係由以下所限制：2x EPE 4110加上介於BAA開口4100與4102間之距離需求4112加上一佈線4104或4106之寬度。所得間隔4114係由圖41之極右側上的箭號所顯示。此一線陣列可能嚴重地限制佈線之節距為實質上大於佈線之寬度的3-4倍，其可能是無法接受的。另一可能無法接受的替代方式將是以具有稍微偏移佈線位置之兩(或更多)通路來切割更緊密節距的佈線；此方式可能嚴重地限制電子束機器之通量。

相對於圖41，圖42闡明相對於待切割或具有置於目標位置中之通孔的複數線4208之BAA 4200的兩行4202和4204交錯孔徑4206，當線4208沿著方向4210而被掃描於孔徑4206下方時，以掃描方向由箭號所顯示，依據本發明之實施例。參考圖41，交錯BAA 4200包括二條線性陣列4202和4204，空間上交錯的如圖所示。兩交錯式陣列4202和4204切割(或放置通孔於)交替的線4208。線4208(於一實施例中)被置於緊密柵格上以兩倍佈線寬度。如遍及本發明所使用者，術語「交錯式陣列」可指稱開口4206之交錯，其係於一方向(例如，垂直方向)上交錯且任一者不具有重疊或者具有某些重疊，當隨著於正交方向(例如，水平方向)上掃描而觀看時。於後者情況下，有效重疊提供了失準之容許度。

應理解：雖然交錯式陣列於文中被顯示為兩垂直行以利簡化，但單一「行」之開口或孔徑於垂直方向上無須為行狀的。例如，於一實施例中，只要第一陣列集合地具有垂直方向上之節距，且於掃描方向上與該第一陣列交錯之第二陣列集合地具有垂直方向上之節距，則獲得交錯式陣列。因此，文中之垂直行的參照或描述可實際上由一或更多行所組成，除非指明為開口或孔徑之單行。於一實施例中，於其一「行」開口不是單一行開口的情況下，該「行」內之任何偏移可用選通(strobe)時序來補償。於一實施例中，關鍵點在於其BAA之交錯式陣列的開口或孔徑位於第一方向之特定節距上，但於第二方向被偏移以容許其放置切割或通孔而無任何間隙於第一方向上的切割或通孔之間。

因此，一或更多實施例係有關一種交錯束孔徑陣列，其中開口被交錯以容許滿足EPE切割及/或通孔需求，不同於一種無法顧及EPE技術需求之順序佈置(inline arrangement)。相反地，若無交錯，則邊緣布局誤差(EPE)之問題表示佈線寬度兩倍之最小節距無法被切割，因為不可能垂直地堆疊於單疊中。取代地，於一實施例中，交錯BAA之使用致能較獨立地電子束寫入各佈線位置更快速超過4000倍。再者，交錯式陣列容許佈線節距成為佈線寬度之兩倍。於特定實施例中，陣列具有4096個交錯開口於兩行之上以致針對切割和通孔位置之每一者的EPE可被進行。應理解：交錯式陣列(如文中所思及者)可包括二或更多行的交錯開口。

於一實施例中，交錯式陣列之使用保留了空間以包括金屬於其含有一或二電極之BAA的孔徑周圍，以供傳遞或引導電子束至晶圓或者引導至法拉第杯或者遮沒孔徑。亦即，各開口可由電極所分離的控制以通過或偏轉電子束。於一實施例中，BAA具有4096個開口，而電子束設備涵蓋4096個開口之完整陣列，其各開口被電地控制。藉由於開口底下掃過晶圓(如由粗黑箭號所示)以致能通量增進。

於特定實施例中，交錯BAA具有兩列交錯BAA開口。此一陣列允許緊密節距佈線，其中佈線節距可為佈線寬度之2倍。再者，所有佈線可被切割於單一通過(或者通孔可被形成於單一通過)，藉此致能電子束機器上之通量。圖21A闡明相對於具有切割(水平線中之斷裂)或使用交錯BAA而圖案化之通孔(填入方盒)的複數線(右)之BAA的兩行交錯孔徑(左)，以掃描方向由箭號所顯示，依據本發明之實施例。

參考圖43A，從單一交錯式陣列所得之線可為如前所述者，其中線為單一節距的，以其切割及通孔被圖案化。特別地，圖43A描繪複數線4300或其中無線存在之開線位置4302。通孔4304及切割4306可沿著線4300而被形成。線4300被顯示為相對於一具有掃描方向4312之BAA 4310。因此，圖43A可被視為由單一交錯式陣列所產生之典型圖案。虛線顯示切割發生於已圖案化線中之何處(包括用以移除完整線或線部分之總切割)。通孔位置4304為落在佈線4300之頂部上的圖案化通孔。

應理解：包括如上所述之交錯束孔徑陣列(交錯BAA)的電子束行亦可包括除了配合圖39所述的那些以外的其他特徵。例如，於一實施例中，樣本級可被旋轉90度以容納交替的金屬化層，其可被相互正交地印刷(例如，旋轉於X與Y掃描方向之間)。於另一實施例中，電子束工具能夠在將晶圓載至該級上之前旋轉晶圓90度。

圖43B闡明積體電路中之金屬化層4352的堆疊4350的橫斷面視圖，根據圖43A中所示之類型的金屬線佈局，依據本發明之實施例。參考圖43B，於範例實施例中，互連堆疊4350之金屬橫斷面被取得自下方八個匹配金屬層4354，4356，4358，4360，4362，4364，4366及4368之單一BAA陣列。應理解：上方較粗/較寬的金屬線4370及4372將不以單一BAA來形成。通孔位置4374被描繪為連接下方八個匹配金屬層4354，4356，4358，4360，4362，4364，4366及4368。

總之，於一實施例中，如文中所述之互補式微影涉及藉由習知或最先進微影，諸如193nm浸入微影(193i)，以首先製造具柵格的佈局。節距分割可被實施以增加具柵格佈局中之線的密度以n之因數。利用193i微影加上以n之因數的節距分割之具柵格佈局形成可被指定為193i+P/n節距分割。節距分割的具柵格佈局之圖案化可接著使用電子束直接寫入(EBDW)「切割」而被圖案化。於一此類實施例中，193nm浸入定標可利用成本效益高的節距分割而被延伸於許多世代。於一實施例中，互補式EBL被用以中斷光柵連續性並將通孔圖案化。於另一實施例中，互補式EUV被用以中斷光柵連續性並將通孔圖案化。

圖44闡明一計算裝置4400，依據本發明之一實施方式。計算裝置4400含有電路板4402。電路板4402可包括數個組件，包括(但不限定於)處理器4404及至少一通訊晶片4406。處理器4404被實體地及電氣地耦合至電路板4402。於某些實施方式中，至少一通訊晶片4406亦被實體地及電氣地耦合至電路板4402。於進一步實施方式中，通訊晶片4406為處理器4404之部分。

根據其應用，計算裝置4400可包括其他組件，其可被或可不被實體地及電氣地耦合至電路板4402。這些其他組件包括(但不限定於)揮發性記憶體(例如，DRAM)、非揮發性記憶體(例如，ROM)、快閃記憶體、圖形處理器、數位信號處理器、密碼處理器、晶片組、天線、顯示、觸控螢幕顯示、觸控螢幕控制器、電池、音頻編碼解碼器、視頻編碼解碼器、功率放大器、全球定位系統(GPS)裝置、羅盤、加速計、迴轉儀、揚聲器、相機、及大量儲存裝置(諸如硬碟機、光碟(CD)、數位光碟(DVD)，等等)。

通訊晶片4406致能無線通訊，以供資料之轉移至及自計算裝置4400。術語「無線」及其衍生詞可被用以描述電路、裝置、系統、方法、技術、通訊頻道，等等，其可經由使用透過非固體媒體之經調變的電磁輻射來傳遞資料。該術語並未暗示其相關裝置不含有任何佈線，雖然於某些實施例中其可能不含有。通訊晶片4406可實施數種無線標準或協定之任一者，包括(但不限定於)Wi-Fi (IEEE 802.11家族)、WiMAX(IEEE 802.16家族)、IEEE 802.20、長期演進(LTE)、Ev-DO、HSPA+、HSDPA+、HSUPA+、EDGE、GSM、GPRS、CDMA、TDMA、DECT、藍牙、其衍生物，以及其被指定為3G、4G、5G、及以上的任何其他無線協定。計算裝置4400可包括複數通訊晶片4406。例如，第一通訊晶片4406可專用於較短距離無線通訊，諸如Wi-Fi及藍牙；而第二通訊晶片4406可專用於較長距離無線通訊，諸如GPS、EDGE、GPRS、CDMA、WiMAX、LTE、Ev-DO及其他。

計算裝置4400之處理器4404包括封裝於處理器4404內之積體電路晶粒。於本發明之實施例的一些實施方式中，處理器之積體電路晶粒包括一或更多裝置，諸如依據本發明之實施方式而建造的MOS-FET電晶體。術語「處理器」可指稱任何裝置或裝置之部分，其處理來自暫存器及/或記憶體之電子資料以將該電子資料轉變為其可被儲存於暫存器及/或記憶體中之其他電子資料。

通訊晶片4406亦包括封裝於通訊晶片4406內之積體電路晶粒。依據本發明之另一實施方式，通訊晶片之積體電路晶粒係依據本發明之實施方式而被建造。

於進一步實施例中，計算裝置4400內所包括之另一組件可含有依據本發明之實施例的實施方式所建造的積體電路晶粒。

於各種實施方式中，計算裝置4400可為膝上型電腦、小筆電、筆記型電腦、輕薄型筆電、智慧型手機、輸入板、個人數位助理(PDA)、超輕行動PC、行動電話、桌上型電腦、伺服器、印表機、掃描器、監視器、機上盒、娛樂控制單元、數位相機、可攜式音樂播放器、或數位錄影機。於進一步實施方式中，計算裝置4400可為處理資料之任何其他電子裝置。

圖45闡明其包括本發明之一或更多實施例的插入器4500。插入器4500為中間基底，用以橋接第一基底4502至第二基底4504。第一基底4502可為(例如)積體電路晶粒。第二基底4504可為(例如)記憶體模組、電腦主機板、或其他積體電路晶粒。通常，插入器4500之目的係為了將連接延伸至較寬的節距或者將連接重新路由至不同連接。例如，插入器4500可將積體電路晶粒耦合至球柵陣列(BGA)506，其可後續地被耦合至第二基底4504。於某些實施例中，第一及第二基底4502/4504被安裝至插入器4500之相反側。於其他實施例中，第一及第二基底4502/4504被安裝至插入器4500之相同側。以及於進一步實施例中，三或更多基底係經由插入器4500而被互連。

插入器4500可由以下所形成：環氧樹脂、玻璃纖維強化環氧樹脂、陶瓷材料、或聚合物材料(諸如聚醯亞胺)。於進一步實施方式中，插入器可被形成以替代的堅硬或彈性材料，其可包括用於半導體基底之上述的相同材料，諸如矽、鍺、及其他III-V族或IV族材料。

插入器可包括金屬互連4508及通孔4510，包括(但不限定於)穿越矽通孔(TSV)4512。插入器4500可進一步包括嵌入式裝置4514，包括被動和主動裝置兩者。此等裝置包括(但不限定於)電容、解耦電容、電阻、電感、熔絲、二極體、變壓器、感應器、及靜電放電(ESD)裝置。諸如射頻(RF)裝置、功率放大器、功率管理裝置、天線、陣列、感應器、及MEMS裝置等更複雜的裝置亦可被形成於插入器4500上。依據本發明之實施例，文中所揭露之設備或製程可被用於插入器4500之製造。

因此，本發明之實施例包括次10nm節距圖案化及自聚合裝置。

範例實施例1：一種積體電路結構包括複數從半導體基底之表面突出的半導體本體，該些複數半導體本體具有由部分本體部分所中斷的光柵圖案。溝槽隔離層係介於該些複數半導體本體之間並相鄰於該些複數半導體本體之下部分，但不相鄰於該些複數半導體本體之上部分，其中該溝槽隔離層位於該部分本體部分之上。一或更多閘極電極堆疊係於該些複數半導體本體之該些上部分的頂部表面上且側面地相鄰於該些複數半導體本體之該些上部分的側壁，以及於該溝槽隔離層之部分上。後段製程(BEOL)金屬化層係於該些一或更多閘極電極堆疊上方，該BEOL金屬化層包括沿著相同方向之複數交替的第一與第二導電線類型，其中該第一導電線類型之總組成係不同於該第二導電線類型之總組成。

範例實施例2：範例實施例1之積體電路結構，其中第一導電線類型之線被隔離以一節距，而其中第二導電線類型之線被隔離以該節距。

範例實施例3：範例實施例1或2之積體電路結構，其中該些複數交替的第一與第二導電線類型係位於層間電介質(ILD)層中。

範例實施例4：範例實施例1或2之積體電路結構，其中該些複數交替的第一與第二導電線類型之該些線係由空氣間隙所分離。

範例實施例5：範例實施例1、2、3或4之積體電路結構，其中該第一導電線類型之該總組成實質上包括銅，及其中該第二導電線類型之該總組成實質上包括選自由Al、Ti、Zr、Hf、V、Ru、Co、Ni、Pd、Pt、Cu、W、Ag、Au及其合金所組成之群組的材料。

範例實施例6：範例實施例1、2、3、4或5之積體電路結構，其中該些複數交替的第一與第二導電線類型之該些線各包括沿著該線之底部及側壁的障壁層。

範例實施例7：範例實施例1、2、3、4或5之積體電路結構，其中該些複數交替的第一與第二導電線類型之該些線各包括沿著該線之底部但非沿著該線之側壁的障壁層。

範例實施例8：範例實施例1、2、3、4、5、6或7之積體電路結構，其中該些複數交替的第一與第二導電線類型之該些線的一或更多者被連接至下方通孔，其被連接至下方金屬化層，該下方金屬化層係介於該些一或更多閘極電極堆疊與該BEOL金屬化層之間，及其中該些複數交替的第一與第二導電線類型之該些線的一或更多者係由電介質插塞所中斷。

範例實施例9：範例實施例1、2、3、4、5、6、7或8之積體電路結構，其中該光柵圖案具有恆定節距。

範例實施例10：範例實施例1、2、3、4、5、6、7、8或9之積體電路結構，進一步包括該些一或更多閘極電極堆疊之兩側上的源極或汲極區，其中該些源極或汲極區係相鄰於該些複數半導體本體之該些上部分並包括不同於該些半導體本體之該半導體材料的半導體材料。

範例實施例11：範例實施例1、2、3、4、5、6、7、8或9之積體電路結構，進一步包括該些一或更多閘極電極堆疊之兩側上的源極或汲極區，其中該些源極或汲極區係位於該些複數半導體本體之該些上部分內。

範例實施例12：範例實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10或11之積體電路結構，其中該些一或更多閘極電極堆疊之各者包括高k閘極電介質層及金屬閘極電極。

範例實施例13：範例實施例1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11或12之積體電路結構，其中該些第一導電線類型具有上表面，其具有不同於該第二導電線類型之上表面的金屬組成之金屬組成。

範例實施例14：一種積體電路結構包括複數從半導體基底之表面突出的半導體本體，該些複數半導體本體具有由部分本體部分所中斷的光柵圖案。溝槽隔離層係介於該些複數半導體本體之間並相鄰於該些複數半導體本體之下部分，但不相鄰於該些複數半導體本體之上部分，其中該溝槽隔離層位於該部分本體部分之上。一或更多閘極電極堆疊係於該些複數半導體本體之該些上部分的頂部表面上且側面地相鄰於該些複數半導體本體之該些上部分的側壁，以及於該溝槽隔離層之部分上。後段製程(BEOL)金屬化層係於該些一或更多閘極電極堆疊上方，該BEOL金屬化層包括沿著相同方向之複數交替的第一與第二導電線類型，其中該些複數交替的第一與第二導電線類型之線各包括沿著該線之底部但非沿著該線之側壁的障壁層。

範例實施例15：範例實施例14之積體電路結構，其中第一導電線類型之線被隔離以一節距，而其中第二導電線類型之線被隔離以該節距。

範例實施例16：範例實施例14或15之積體電路結構，其中該些複數交替的第一與第二導電線類型係位於層間電介質(ILD)層中。

範例實施例17：範例實施例14或15之積體電路結構，其中該些複數交替的第一與第二導電線類型之該些線係由空氣間隙所分離。

範例實施例18：範例實施例14、15、16或17之積體電路結構，其中該第一導電線類型之總組成係相同於該第二導電線類型之總組成。

範例實施例19：範例實施例14、15、16或17之積體電路結構，其中該第一導電線類型之總組成實質上包括銅，及其中該第二導電線類型之總組成實質上包括選自由Al、Ti、Zr、Hf、V、Ru、Co、Ni、Pd、Pt、Cu、W、Ag、Au及其合金所組成之群組的材料。

範例實施例20：範例實施例14、15、16、17、18或19之積體電路結構，其中該些複數交替的第一與第二導電線類型之該些線的一或更多者被連接至下方通孔，其被連接至下方金屬化層，該下方金屬化層係介於該些一或更多閘極電極堆疊與該BEOL金屬化層之間，及其中該些複數交替的第一與第二導電線類型之該些線的一或更多者係由電介質插塞所中斷。

範例實施例21：範例實施例14、15、16、17、18、19或20之積體電路結構，其中該光柵圖案具有恆定節距。

範例實施例22：範例實施例14、15、16、17、18、19、20或21之積體電路結構，進一步包括該些一或更多閘極電極堆疊之兩側上的源極或汲極區，其中該些源極或汲極區係相鄰於該些複數半導體本體之該些上部分並包括不同於該些半導體本體之該半導體材料的半導體材料。

範例實施例23：範例實施例14、15、16、17、18、19、20或21之積體電路結構，進一步包括該些一或更多閘極電極堆疊之兩側上的源極或汲極區，其中該些源極或汲極區係位於該些複數半導體本體之該些上部分內。

範例實施例24：範例實施例14、15、16、17、18、19、20、21、22或23之積體電路結構，其中該些一或更多閘極電極堆疊之各者包括高k閘極電介質層及金屬閘極電極。

範例實施例25：一種積體電路結構包括複數從半導體基底之表面突出的半導體本體，該些複數半導體本體具有由部分本體部分所中斷的第一光柵圖案。溝槽隔離層係介於該些複數半導體本體之間並相鄰於該些複數半導體本體之下部分，但不相鄰於該些複數半導體本體之上部分，其中該溝槽隔離層位於該部分本體部分之上。一或更多閘極電極堆疊係於該些複數半導體本體之該些上部分的頂部表面上且側面地相鄰於該些複數半導體本體之該些上部分的側壁，以及於該溝槽隔離層之部分上。第一後段製程(BEOL)金屬化層係於該些一或更多閘極電極堆疊上方，該第一BEOL金屬化層包括於第一方向之交替金屬線與電介質線的第二光柵。第二BEOL金屬化層係於該第一BEOL金屬化層上方，該第二BEOL金屬化層包括於第二方向之交替金屬線與電介質線的第三光柵。該第二方向係正交於該第一方向。該第二BEOL金屬化層之該第三光柵的各金屬線係於電介質層上，該電介質層包括相應於該第一BEOL金屬化層的交替金屬線與電介質層線之第一電介質材料與第二電介質材料的交替不同區。該第二BEOL金屬化層之該第三光柵的各電介質線包括第三電介質材料之連續區，其係不同於該第一電介質材料與該第二電介質材料的該些交替不同區。

範例實施例26：範例實施例25之積體電路結構，其中該第二BEOL金屬化層之金屬線係藉由通孔而被電耦合至該第一BEOL金屬化層之金屬線，該通孔具有一與該第一BEOL金屬化層之該金屬線的中心以及與該第二BEOL金屬化層之該金屬線的中心直接對準的中心。

範例實施例27：範例實施例25或26之積體電路結構，其中該第二BEOL金屬化層之金屬線係藉由插塞而被中斷，該插塞具有與該第一BEOL金屬化層之電介質線的中心直接對準的中心。

範例實施例28：範例實施例25、26或27之積體電路結構，其中該第一電介質材料、該第二電介質材料、及該第三電介質材料均非相同材料。

範例實施例29：範例實施例25、26或27之積體電路結構，其中該第一電介質材料、該第二電介質材料、及該第三電介質材料之僅兩者為相同材料。

範例實施例30：範例實施例25、26、27、28或29之積體電路結構，其中該第一電介質材料與該第二電介質材料之該些交替不同區係由接縫所分離，及其中該第三電介質材料之該連續區係藉由接縫而與該第一電介質材料和該第二電介質材料之該些交替不同區分離。

範例實施例31：範例實施例25、26、27或30之積體電路結構，其中該第一電介質材料、該第二電介質材料、及該第三電介質材料均為相同材料。

範例實施例32：範例實施例25、26、27、28、29、30或31之積體電路結構，其中該第一光柵圖案具有恆定節距。

範例實施例33：範例實施例25、26、27、28、29、30、31或32之積體電路結構，進一步包括該些一或更多閘極電極堆疊之兩側上的源極或汲極區，其中該些源極或汲極區係相鄰於該些複數半導體本體之該些上部分並包括不同於該些半導體本體之該半導體材料的半導體材料。

範例實施例34：範例實施例25、26、27、28、29、30、31或32之積體電路結構，進一步包括該些一或更多閘極電極堆疊之兩側上的源極或汲極區，其中該些源極或汲極區係位於該些複數半導體本體之該些上部分內。

範例實施例35：範例實施例25、26、27、28、29、30、31、32、33或34之積體電路結構，其中該些一或更多閘極電極堆疊之各者包括高k閘極電介質層及金屬閘極電極。

範例實施例36：範例實施例25、26、27、28、29、30、31、32、33、34或35之積體電路結構，其中蝕刻停止層或額外電介質層係分離該第一BEOL金屬化層與該第二BEOL金屬化層。

範例實施例37：一種製造積體電路結構之方法包括形成複數骨幹特徵於基底上方，沿著該些複數骨幹特徵之各者的側壁形成第一組間隔物，該些第一組間隔物具有不同於該些複數骨幹特徵之材料組成的第一材料組成，沿著該些第一組間隔物之各者的側壁形成第二組間隔物，該些第二組間隔物具有不同於該第一材料組成且不同於該些複數骨幹特徵之該材料組成的第二材料組成，沿著該些第二組間隔物之各者的側壁形成第三組間隔物，該些第三組間隔物具有不同於該第一材料組成、不同於該第二材料組成、且不同於該些複數骨幹特徵之該材料組成的第三材料組成，沿著該些第三組間隔物之各者的側壁形成第四組間隔物，該些第四組間隔物具有該第二材料組成，形成側面地相鄰於該些第四組間隔物之各者的側壁之第五組間隔物，該第五組間隔物具有該第一材料組成，在形成該些第五組間隔物後移除該些複數骨幹特徵，在移除該些複數骨幹特徵後沿著該些第一組間隔物之各者的側壁及沿著該些第五組間隔物之各者的側壁形成第六組間隔物，該第六組間隔物具有該第二材料組成，形成最後特徵於該些第六組間隔物的相鄰對間隔物之間的各開口中，平坦化該些第一組間隔物、該些第二組間隔物、該些第三組間隔物、該些第四組間隔物、該些第五組間隔物、該些第六組間隔物、及該些最後特徵以形成目標基礎層，及使用該目標基礎層以形成半導體結構之金屬化層。

範例實施例38：範例實施例37之方法，其中形成該些複數骨幹特徵包括使用標準微影操作。

範例實施例39：範例實施例37或38之方法，其中形成該些複數骨幹特徵包括形成包括一材料之複數特徵，該材料係選自由氮化矽、氧化矽及碳化矽所組成之群組。

範例實施例40：範例實施例37、38或39之方法，其中形成該些第一組間隔物包括使用原子層沈積(ALD)製程以沈積與該些複數骨幹特徵共形之該些第一組間隔物的材料，各向異性地蝕刻該些第一組間隔物的該材料以沿著該些複數骨幹特徵之各者的該些側壁形成該些第一組間隔物。

範例實施例41：範例實施例37、38或39之方法，其中形成該些第一組間隔物包括沿著該些複數骨幹特徵之各者的該些側壁選擇性地生長該些第一組間隔物的材料。

範例實施例42：範例實施例37、38、39、40或41之方法，其中各最後特徵具有大於來自該些第一組間隔物、該些第二組間隔物、該些第三組間隔物、該些第四組間隔物、該些第五組間隔物、及該些第六組間隔物之各間隔物的側面寬度之側面寬度。

範例實施例43：範例實施例37、38、39、40、41或42之方法，其中各最後特徵係藉由沿著該些第六組間隔物之相鄰對間隔物所形成的材料生長之合併來形成。

範例實施例44：範例實施例37、38、39、40、41、42或43之方法，其中各最後特徵包括該第三材料組成。

範例實施例45：範例實施例37、38、39、40、41、42、43或44之方法，其中使用該目標基礎層以形成該半導體結構之該金屬化層包括移除該第一材料組成之所有部分以形成第一複數溝槽，及形成第一複數導電線於該些第一複數溝槽中。

範例實施例46：範例實施例45之方法，其中使用該目標基礎層以形成該半導體結構之該金屬化層進一步包括移除該第三材料組成之所有部分以形成第二複數溝槽，及形成第二複數導電線於該些第二複數溝槽中。

範例實施例47：範例實施例46之方法，其中該些第一複數導電線與該些第二複數導電線為相同組成。

範例實施例48：範例實施例46之方法，其中該些第一複數導電線與該些第二複數導電線為不同組成。

範例實施例49：範例實施例37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47或48之方法，進一步包括形成額外20-200組間隔物在形成該些第五組間隔物與該些第六組間隔物之間，且在移除該些複數骨幹特徵之前。

範例實施例50：一種用以製造積體電路結構之目標結構包括基底上方之硬遮罩層上方的第一組間隔物，該些第一組間隔物具有第一材料組成。第二組間隔物係沿著該些第一組間隔物之各者的外側壁，該些第二組間隔物具有不同於該第一材料組成之第二材料組成。第三組間隔物係沿著該些第二組間隔物之各者的側壁，該些第三組間隔物具有不同於該第一材料組成、且不同於該第二材料組成之第三材料組成。第四組間隔物係沿著該些第三組間隔物之各者的側壁，該些第四組間隔物具有該第二材料組成。第五組間隔物係側面地相鄰於該些第四組間隔物之各者的側壁，該些第五組間隔物具有該第一材料組成。第六組間隔物係沿著該些第一組間隔物之各者的內側壁且沿著該些第五組間隔物之各者的側壁，該些第六組間隔物具有該第二材料組成。最後特徵係於該些第六組間隔物的相鄰對間隔物之間的各開口中。

範例實施例51：範例實施例50之目標結構，其中該些第一組間隔物、該些第二組間隔物、該些第三組間隔物、該些第四組間隔物、該些第五組間隔物、該些第六組間隔物、與該些最後特徵係實質上彼此共面的。

範例實施例52：範例實施例50或51之目標結構，其中各最後特徵具有大於來自該些第一組間隔物、該些第二組間隔物、該些第三組間隔物、該些第四組間隔物、該些第五組間隔物、及該些第六組間隔物之各間隔物的側面寬度之側面寬度。

範例實施例53：範例實施例52之目標結構，其中各最後特徵之該側面寬度係於6-12奈米之範圍中。

範例實施例54：範例實施例50、51、52或53之目標結構，其中各最後特徵具有大約集中於該最後特徵內之接縫。

範例實施例55：範例實施例50、51、52、53或54之目標結構，其中各最後特徵包括該第三材料組成。

100:開始結構 102:層間電介質(ILD)層 104:硬遮罩材料層 106:圖案化遮罩 108:間隔物 110:圖案化硬遮罩 402:大塊半導體基底 404:第一圖案化硬遮罩 406:節距 408:第二硬遮罩層 410:選擇性刷材料層 414:第一聚合物區塊 416:第二聚合物區塊 416A:部分 416B:部分 418,418’,418”:鰭片 420:圖案化基底 422:表面 424:第二圖案化硬遮罩層 426:所得節距 428,428’,428”:層間電介質(ILD)層 430:圖案化遮罩 432:開口 434:邊緣布局誤差(EPE) 436:切割尺寸 438:位置 440:位準 442:位準 444:位準 446:突出部分 448:凹陷 450:圖案化遮罩 452:開口 454:位置 456:位準 458:位準 460:位準 462:位準 464:突出部分 466:凹陷 468,468’,468”:層間電介質(ILD)層 472:突出部分 474:下鰭片部分 476:凹陷高度 600:半導體結構或裝置 602:基底 604:突出鰭片部分 604A,604B:源極和汲極區 605:子鰭片區 606:隔離區 608:閘極線 614:閘極接點 616:上方閘極接點通孔 650:閘極電極 652:閘極電介質層 654:電介質層蓋層 660:上方金屬互連 670:層間電介質堆疊或層 680:介面 699:殘餘突出部分 700:目標基礎層 702:圖案化層 704:硬遮罩層 706:轉移層 708:基底 710:骨幹特徵 712:中間群組 714:第二材料類型的小特徵 716:第一材料類型的小特徵 718:第三材料類型的小特徵 750:目標基礎層 752:圖案化層 754:硬遮罩層 756:轉移層 758:基底 760:骨幹特徵 762:中間群組 764:第一材料類型的小特徵 766:第二材料類型的小特徵 768:第三材料類型的小特徵 802:基底 804:轉移層 806:硬遮罩層 808:骨幹特徵 810:第一組小特徵 812:第二組小特徵 814:第三組小特徵 816:第四組小特徵 818:額外間隔物層 820:開口 822:開口 824:間隔物 826:間隔物 828:最後寬特徵 830:金屬線圖案化特徵 830’:金屬線 832:下方通孔圖案化特徵 834:層 836:上覆硬遮罩蓋層 838:第二金屬線圖案化特徵 840:下方第二通孔圖案化特徵 842:上覆硬遮罩蓋層 850:插塞材料 900:開始點結構 902:硬遮罩層 904:犧牲層 906:層間電介質(ILD)層 908:圖案化硬遮罩層 910:圖案化犧牲層 912:第一線開口 914:線端區 916:通孔開口 918:圖案化ILD層 920:互連線 922:導電通孔 924:線端開口 926:間隔物材料層 928:間隔物 930:線端佔位部分 932:插塞佔位層 934:插塞佔位 936:互連線 938:導電通孔 940:圖案化ILD層 942:線端開口 946/948:層間電介質(ILD)層 999:半導體結構 1000:開始結構 1002:金屬線 1002’:線 1004:層間電介質線(ILD) 1006:額外膜 1008:額外膜 1010:層間電介質(ILD)線 1012:硬遮罩 1014:表面修飾層 1016:中間線 1016A:聚合物 1016B:聚合物 1018:永久層間電介質(ILD)層 1020:硬遮罩層 1022A,1022B,1022C:通孔位置 1024A,1024B,1024C:通孔 1026:ILD層 1026’:凹陷的ILD層 1028A,1028B,1028C:插塞位置 1030:金屬線 1032:通孔 1090:第一材料類型 1092:第二材料類型 1097:接縫 1099:接縫 1100:開始結構 1102:金屬線 1102’:線 1104:層間電介質線(ILD) 1106:額外膜 1108:額外膜 1110:結構 1112:結構 1114:結構 1116:共形層 1118:結構 1119:ILD材料層 1120:永久層間電介質(ILD)線 1120’:凹陷的ILD線 1122:結構 1123:共形材料層 1124:硬遮罩層 1126:結構 1128:永久ILD線 1128’:凹陷的ILD線 1130:結構 1132:溝槽 1134:材料層 1136:遮罩 1136A:光抗蝕劑層 1136B:抗反射塗層(ARC) 1136C:地形遮蔽部分 1137:開口 1138:第二遮罩 1140:金屬線 1142,1144:保留的插塞 1199:接縫 1200:半導體結構層 1202:金屬線 1204:層間電介質(ILD)線 1206:第一分子物種 1208:第二分子物種 1210:A/B表面 1212:C表面 1214:三區塊共聚物 1220:分離結構 1222:第一區 1224:第二區 1226:第三區 1250:分離三區塊BCP 1252:軸 1260:開始結構 1262:金屬線 1262’:線 1264:層間電介質線 1266:額外膜 1268:額外膜 1270:三區塊共聚物層 1272:區 1274:第二區 1276:第三區 1280:層 1282:層 1290:微影 1292:某些 1294:區 1302:金屬線 1304:電介質層 1306:範例 1308,1310:插塞 1314:電介質線 1400:開始點結構 1402:金屬線 1404:中間層間電介質(ILD)線 1406:插塞蓋層 1408:第一階金屬線 1410:硬遮罩層 1412:第二硬遮罩層 1414:溝槽 1416:第二ILD線 1418:開口 1420:光桶 1422:通孔位置 1424:區 1426:硬遮罩層 1428:光桶 1430:非插塞位置 1432:區 1434:通孔開口 1436:金屬線 1438:通孔 1496:接縫 1497:接縫 1498:接縫 1499:接縫 1500:開始插塞柵格結構 1502:ILD層 1504:第一硬遮罩層 1506:第三硬遮罩層 1508:第二硬遮罩層 1510:開口 1512:光桶 1514:插塞位置 1516:插塞 1600:開始點結構 1602:層間電介質(ILD)層 1604:硬遮罩層 1606:第一金屬線 1607:導電通孔 1608:溝槽 1608A:側壁 1608B:底部 1610:非共形電介質蓋層 1610A:第一部分 1610B:第二部分 1612:第二金屬線 1613:通孔 1614:第一硬遮罩層 1616:第二硬遮罩層 1630:開始點結構 1632:層間電介質(ILD)層 1634:硬遮罩層 1636:第一金屬線 1636A:突出部分 1637:導電通孔 1638:電介質間隔物 1640:犧牲硬遮罩層 1642:溝槽 1644:犧牲材料 1646:非共形電介質蓋層 1648:犧牲蓋層 1650:位置 1652:通孔位置 1654:第二金屬線 1656:導電通孔 1658:第一佔位材料 1660:第二佔位材料 1662:第一硬遮罩層 1664:第二硬遮罩層 1666:上ILD層 1668:開口 1670:導電通孔 1672:部分 1700:開始點結構 1702:層間電介質(ILD)層 1704:硬遮罩層 1706:第一金屬線 1706A:突出部分 1707:導電通孔 1708:電介質間隔物 1710:犧牲硬遮罩層 1712:溝槽 1714:犧牲材料 1715:凹陷犧牲材料 1716:非共形電介質蓋層 1716A:上部分 1722:通孔位置 1724:第二金屬線 1726:導電通孔 1728:第一佔位材料 1730:第二佔位材料 1732:第一硬遮罩層 1734:第二硬遮罩層 1736:上ILD層 1738:開口 1740:導電通孔 1742:部分 1800:開始點結構 1802:金屬線 1804:電介質線 1806:蝕刻停止層 1808:層間電介質層 1810:圖案化硬遮罩 1812:圖案化的層間電介質層 1814:金屬線區 1816:硬遮罩層 1818:蝕刻停止層 1820:圖案累積層 1822:圖案化硬遮罩 1824:硬遮罩 1826:一次圖案化記憶體層 1828:阻擋線 1830:絕緣間隔物形成材料層 1832:間隔物 1834:二次圖案化記憶體層 1836:圖案化蝕刻停止層 1838:圖案化硬遮罩層 1840:二次圖案化層間電介質層 1842:圖案化蝕刻停止層 1844:通孔位置 1846:位置 1848:金屬通孔 1850:金屬線 1900:開始點結構 1900’:結構 1900”:結構 1902:金屬線 1904:電介質線 1906:硬遮罩層 1908:下一圖案化層 1910:蝕刻停止層 1912:電介質層 1914:光柵結構 1916:圖案化電介質層 1918:圖案化蝕刻停止層 1920:通孔位置 1922:圖案化硬遮罩 1924:區 1926:圖案化微影遮罩 1928:區 1930:下方結構 1932:金屬通孔 1934:金屬線 1936:金屬線 1938:金屬線 1940:硬遮罩層 2000:開始點結構 2002:層間電介質(ILD)材料層 2004:第一硬遮罩層 2006:第二硬遮罩層 2008:第三硬遮罩層 2010:微影圖案化遮罩 2012:圖案化硬遮罩層 2014:圖案化ILD層 2016:圖案化硬遮罩層 2018:金屬線 2020:導電通孔 2100:金屬化層 2102:金屬線 2103:下方通孔 2104:電介質層 2105:線端或插塞區 2106:線溝槽 2108:通孔溝槽 2110:硬遮罩層 2112:線溝槽 2114:通孔溝槽 2120:下方金屬化層 2122:金屬線 2124:電介質層 2126:層間電介質(ILD)材料層 2128,2128’:線溝槽 2130:下部分 2130’:圖案化下部分 2132A,2132B:通孔溝槽 2134:犧牲材料 2134’:已圖案化及已填充犧牲材料 2136:圖案化硬遮罩層 2138:電介質材料 2140A,2140B:電介質插塞 2142:金屬線 2144:導電通孔 2150:接縫 2152:電介質插塞 2152A,2152B:電介質插塞 2154’:圖案化電介質層 2202:基底或層 2204:孔/溝槽 2206:佔位材料 2208:少量凹陷 2210:圖案化層 2212:開口 2214:再暴露孔/溝槽 2216:材料層 2252:金屬化層 2254:金屬線 2256,2258:ILD材料 2260:犧牲佔位材料 2262:遮罩層 2264:開口 2266:通孔位置 2300:開始結構 2302:層間電介質(ILD)層 2302’:圖案化的ILD層 2304:第一硬遮罩材料層 2306:圖案化遮罩 2308:間隔物 2310:第一圖案化硬遮罩 2312:第二圖案化硬遮罩 2314:硬遮罩蓋層 2316:第一圖案化硬遮罩 2318:光桶 2320:通孔位置 2322:硬遮罩材料 2324:光桶 2326:位置 2328:通孔開口 2330:金屬線開口 2332:金屬化 2334:上區 2350:開始柵格結構 2351:基底 2352:光柵ILD層 2354:第一硬遮罩層 2356:第二硬遮罩層 2358:開口 2358’:上開口 2360:電介質層 2362:光桶 2364:通孔位置 2364’:開口 2366:剩餘開口 2400:開始點結構 2402:金屬線 2404:中間層間電介質(ILD)線 2406:第一階金屬線 2408:ILD材料層 2410:硬遮罩層 2412:溝槽 2414:圖案化的ILD層 2416:光桶 2418:通孔位置 2420:最後ILD材料 2422:金屬線 2424:通孔 2450:單一平面 2497:接縫 2498:接縫 2499:接縫 2500:開始結構 2502:層間電介質(ILD)層 2502’:圖案化的ILD層 2504:第一硬遮罩材料層 2506:圖案化遮罩 2508:間隔物 2510:溝槽 2512:第一顏色光桶 2512A:選定的第一顏色光桶 2513A:選定的通孔開口 2514:溝槽 2516:第二顏色光桶材料層 2518:第二顏色光桶 2518A,2518B:選定的第二顏色光桶 2519A,2519B:通孔開口 2520:第二硬遮罩 2521:紅色大量曝光 2522:第三硬遮罩 2523:綠色大量曝光 2524:通孔位置 2526:金屬線溝槽 2600:傳統BEOL金屬化層 2602:層間電介質層 2604:導電線或路由 2606:切割、中斷或插塞 2608:上或下層路由 2610:導電線 2612:導電通孔 2650:BEOL金屬化層 2652:層間電介質層 2654:導電線或路由 2656:切割、中斷或插塞 2658:導電片 2700:基底 2702:層間電介質(ILD)層 2704:覆蓋硬遮罩 2706:第一光柵硬遮罩 2706’:部分 2708:第二光柵硬遮罩 2710:上覆硬遮罩 2712:光桶 2714:第一次圖案化硬遮罩 2715:第二次圖案化硬遮罩 2716:電介質區 2718:光桶 2720:第三次圖案化硬遮罩 2722:圖案化ILD層 2724:導電線 2726:插塞 2728:導電片 2800:金屬層 2802:覆蓋硬遮罩層 2804:第一光柵硬遮罩 2806:第二光柵硬遮罩 2808:上覆硬遮罩 2810:第三硬遮罩 2812:第四硬遮罩 2814:開口 2816:光桶 2818:蝕刻溝槽 2820:第一次圖案化硬遮罩 2822:第一次圖案化金屬層 2824:導電通孔 2826:深硬遮罩區 2828:淺硬遮罩區 2830:開口 2832:光桶 2834:第二次圖案化硬遮罩 2836:溝槽 2838:深硬遮罩區 2840:淺硬遮罩區 2842:第三次圖案化硬遮罩 2844:第二次圖案化金屬層 2846:深硬遮罩區 2848:開口 2850:光桶 2852:第四次圖案化硬遮罩 2854:溝槽 2856:第三次圖案化金屬層 2858:通孔蓋 2860:ILD 2861:ILD回填 2862:插塞區 2864:導電線 2866:導電片 2899:ILD層 2902:基底 2904:預圖案化硬遮罩 2906:二階段烘烤光抗蝕劑 2907:曝光 2908:移位的空中影像 2912:封閉光桶 2920:開口 2950:部分地清除 2952:殘餘光抗蝕劑 2954:光桶 3002,3002’,3002”:第一光桶 3004,3004’,3004”:第二光桶 3006,3006’:曝光 3010,3010’,3010”:光酸產生(PAG)成分 3012:光基產生成分 3014:抑制劑 3020,3022:已擴散材料 3024,3026:材料 3028,3030:材料 3032:已清除光桶 3034:已阻擋光桶 3050:嫁接光基產生成分 3060:層 3100:圖案 3102:ILD線 3104:抗蝕劑線 3106:孔 3202:ILD材料 3204:溝槽 3206:化學放大的光抗蝕劑 3208:區 3210:預催化劑層 3212:電介質材料 3212A,3212B:部分 3214:交聯區 3216:金屬填充層 3218:金屬特徵 3300:三矽雜環己烷 3320:交聯材料 3340:鏈結三矽雜環己烷結構 3400:開始結構 3402:層間電介質(ILD)層 3402’,3402”,3402’’’,3402’’’’,3402’’’’’:圖案化ILD層 3404:第一硬遮罩材料層 3406:圖案化遮罩 3408:間隔物 3410:第一圖案化硬遮罩 3412:第二圖案化硬遮罩 3414:硬遮罩蓋層 3416:第一圖案化硬遮罩 3418:第四硬遮罩層 3420:第一對角線硬遮罩層 3422:最接近相鄰距離 3424:光桶 3426:通孔位置 3428:硬遮罩材料 3430:光桶 3432:通孔位置 3434:犧牲材料 3436:溝槽 3438:第二對角線硬遮罩層 3440:光桶 3442:最接近相鄰距離 3444:溝槽 3446:硬遮罩材料層 3448:光桶 3450:位置 3452:溝槽 3454:金屬化 3456:金屬特徵 3502:第一預圖案化硬遮罩 3504:第二預圖案化硬遮罩 3506:下方層 3508:開口 3510:光抗蝕劑層部分 3512:選定者 3514:微影曝光 3516:開口 3602:第一預圖案化硬遮罩 3604:第二預圖案化硬遮罩 3610:光抗蝕劑層部分 3616:開口 3650A,3650B,3650C,3650D,3650E:重疊影像 3652A:上半區 3654A:下半區 3656A,3656B,3656C,3656D,3656E:寬未暴露特徵 3658A,3658B,3658C,3658D,3658E:寬未暴露特徵 3697:度量衡結構 3698:層1特徵 3699:層2特徵 3702:第一預圖案化硬遮罩 3704:第二預圖案化硬遮罩 3710:光抗蝕劑層部分 3716:開口 3750A,3750B,3750C,3750D,3750E:重疊影像 3760A,3760B,3760C,3760D,3760E:區 3800:基底 3801:微影遮罩結構 3802:圖案化吸收劑層 3804:上層 3806:圖案化移位器層 3808:最上表面 3810:晶粒中區 3812:最上表面 3814:最上表面 3820:框區 3830:晶粒框介面區 3840:雙層堆疊 3900:電子束行 3902:電子源 3904:電子之束 3906:限制孔徑 3908:照明光學裝置 3910:輸出束 3912:狹縫 3914:薄透鏡 3916:成型孔徑 3918:消除器孔徑陣列(BAA) 3920:部分 3921:束部分 3922:最後孔徑 3924:級回饋偏轉器 3926:所得的電子束 3928:點 3930:晶圓 3932:級掃描 3934:箭號 4000:孔徑 4002:線 4004:箭號 4006:邊緣布局誤差(EPE) 4100,4102:孔徑 4104,4106:線 4108:箭號 4110:EPE 4112:距離需求 4114:間隔 4200:BAA 4202,4204:行 4206:孔徑 4208:線 4210:方向 4300:線 4302:開線位置 4304:通孔 4306:切割 4310:BAA 4312:掃描方向 4350:堆疊 4352:金屬化層 4354,4356,4358,4360,4362,4364,4366,4368:金屬層 4370,4372:金屬線 4374:通孔位置 4400:計算裝置 4402:電路板 4404:處理器 4406:通訊晶片 4500:插入器 4502:第一基底 4504:第二基底 4506:球柵陣列(BGA) 4508:金屬互連 4510:通孔 4512:穿越矽通孔(TSV) 4514:嵌入式裝置

圖1A闡明接續於層間電介質(ILD)層上所形成之硬遮罩材料層的沈積後(但在圖案化前)之開始結構的橫斷面視圖。

圖1B闡明接續於藉由節距減半的硬遮罩層之圖案化後的圖1A之結構的橫斷面視圖。

圖2闡明在一種涉及六之因數的節距分割之間隔物為基的六倍圖案化(SBSP)處理方案中之橫斷面視圖。

圖3闡明在一種涉及九之因數的節距分割之間隔物為基的九倍圖案化(SBNP)處理方案中之橫斷面視圖。

圖4A-4N闡明一種製造非平面半導體裝置的方法中之各種操作的橫斷面視圖，依據本發明之實施例，其中：

圖5闡明接續於複數鰭片之上部分的暴露後之圖4N的結構，依據本發明之實施例。

圖6A闡明一非平面半導體裝置的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。

圖6B闡明沿著圖6A之半導體裝置的a-a’軸所取的平面視圖，依據本發明之實施例。

圖7A及7B闡明用以致能半導體層之極緊密節距最後圖案的目標基礎結構之橫斷面視圖，依據本發明之實施例。

圖8A-8H闡明橫斷面視圖，其表示一種製造用以致能半導體層之極緊密節距最後圖案的目標基礎結構之方法中的各個操作，依據本發明之實施例。

圖8H’及8H”闡明接續於通孔及插塞圖案化後之範例結構的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。

圖9A-9L闡明積體電路層之部分的斜角橫斷面視圖，其表示一種涉及用於後段製程(BEOL)互連製造之增加重疊容限的節距分割圖案化之方法中的各個操作，依據本發明之實施例。

圖10A-10M闡明其表示一種自對準通孔及金屬圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。

圖11A-11M闡明其表示一種自對準通孔及金屬圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。

圖12A-12C闡明斜角橫斷面視圖，其表示一種使用三區塊共聚物以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖12D闡明斜角橫斷面視圖，其表示一種使用三區塊共聚物以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的方法中之操作，依據本發明之實施例。

圖12E闡明斜角橫斷面視圖，其表示另一種使用三區塊共聚物以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的方法中之操作，依據本發明之另一實施例。

圖12F闡明一種用以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的三區塊共聚物，依據本發明之實施例。

圖12G及12H闡明平面視圖及相應的橫斷面視圖，其表示一種使用三區塊共聚物以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖12I-12L闡明平面視圖及相應的橫斷面視圖，其表示一種使用三區塊共聚物以形成後段製程(BEOL)互連之自對準通孔或接點的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖13闡明接續於金屬線、通孔及插塞形成後的自對準通孔結構之平面視圖及相應的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。

圖14A-14N闡明其表示一種減成自對準通孔及插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。

圖15A-15D闡明其表示一種減成自對準插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之另一實施例。

圖16A-16D闡明積體電路層之部分的橫斷面視圖，其表示一種涉及用於後段製程(BEOL)互連製造之電介質盔形成的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖16E-16P闡明積體電路層之部分的橫斷面視圖，其表示另一種涉及用於後段製程(BEOL)互連製造之電介質盔形成的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖17A-17J闡明積體電路層之部分的橫斷面視圖，其表示另一種涉及用於後段製程(BEOL)互連製造之電介質盔形成的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖18A-18W闡明平面視圖及相應的斜角和橫斷面視圖，其表示一種用於後段製程(BEOL)互連之金屬通孔處理方案中的各個操作，依據本發明之實施例。

圖19A-19L闡明平面視圖及相應的斜角橫斷面視圖，其表示一種用於後段製程(BEOL)互連之柵格自對準金屬通孔處理方案中的各個操作，依據本發明之實施例。

圖20A-20G闡明平面視圖及相應的橫斷面視圖，其表示一種製造光柵為基的插塞及切割以供後段製程(BEOL)互連之特徵端形成的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖21A闡明沿著一種目前已知的半導體裝置之金屬化層的平面視圖之a-a’軸所取的平面視圖及相應的橫斷面視圖。

圖21B闡明使用目前已知的處理方案所製造之線端或插塞的橫斷面視圖。

圖21C闡明使用目前已知的處理方案所製造之線端或插塞的另一橫斷面視圖。

圖21D-21J闡明橫斷面視圖，其表示一種用以圖案化後段製程(BEOL)互連之金屬線端的程序中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖21K闡明一種半導體晶粒之互連結構的金屬化層之橫斷面視圖，該半導體晶粒包括具有接縫於其中之電介質線端或插塞，依據本發明之實施例。

圖21L闡明一種半導體晶粒之互連結構的金屬化層之橫斷面視圖，該半導體晶粒包括並未緊鄰導電通孔之電介質線端或插塞，依據本發明之實施例。

圖22A-22G闡明其表示一種涉及預形成通孔或插塞位置之自對準等向蝕刻的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。

圖22H-22J闡明其顯示積體電路層之部分的斜角橫斷面視圖，其表示一種涉及預形成通孔位置之自對準等向蝕刻的方法中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖23A-23L闡明其表示一種減成自對準通孔及插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。

圖23M-23S闡明其表示一種減成自對準通孔圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。

圖24A-24I闡明其表示一種減成自對準通孔及插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。

圖25A-25H闡明其表示一種使用多色光桶之減成自對準通孔圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。

圖25I闡明針對一種光桶類型的範例雙色調抗蝕劑及針對另一種光桶類型的範例單色調抗蝕劑，依據本發明之實施例。

圖26A闡明傳統後段製程(BEOL)金屬化層之平面視圖。

圖26B闡明後段製程(BEOL)金屬化層之平面視圖，該金屬化層具有導電片以耦合該金屬化層之金屬線，依據本發明之實施例。

圖27A-27K闡明斜角橫斷面視圖，其表示一種製造後段製程(BEOL)金屬化層之方法中的各個操作，該金屬化層具有導電片以耦合該金屬化層之金屬線，依據本發明之實施例。

圖28A-28T闡明斜角橫斷面視圖，其表示一種製造後段製程(BEOL)金屬化層之方法中的各個操作，該金屬化層具有導電片以耦合該金屬化層之金屬線，依據本發明之實施例。

圖29A-29C闡明一種使用包括二階段烘烤光抗蝕劑之光桶的圖案化之方法中的各個操作之橫斷面視圖及相應的平面視圖，依據本發明之實施例。

圖29D闡明接續於失準曝光後之光桶顯影後的傳統抗蝕劑光桶結構之橫斷面視圖。

圖30A-30E闡明一種使用包括二階段烘烤光抗蝕劑之光桶的圖案化之方法中的各個操作之概略視圖，依據本發明之實施例。

圖30A’闡明另一種使用光桶的圖案化之方法中的操作之概略視圖，依據本發明之實施例。

圖30A’’闡明另一種使用光桶的圖案化之方法中的操作之概略視圖，依據本發明之實施例。

圖31闡明層間電介質(ILD)線與抗蝕劑線之交替型態的斜角視圖，其具有形成於該些抗蝕劑線之一中的孔，依據本發明之實施例。

圖32A-32H闡明一種涉及使用由下而上交聯之具有電介質的影像色調反轉之製造程序中的橫斷面視圖，依據本發明之實施例。

圖33A闡明三矽雜環己烷(trisilacyclohexane)分子，依據本發明之實施例。

圖33B闡明用以形成交聯材料之兩個交聯(XL)三矽雜環己烷分子，依據本發明之實施例。

圖33C闡明鏈結三矽雜環己烷結構之理想化表示，依據本發明之實施例。

圖34A-34X闡明其表示一種使用對角線硬遮罩之自對準通孔及插塞圖案化的方法中之各個操作的積體電路層之部分，依據本發明之實施例。

圖35A-35D闡明橫斷面視圖及相應的由上而下視圖，其表示一種使用預圖案化硬遮罩之圖案化處理方案中之各個操作，依據本發明之實施例。

圖36A闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層被重疊在下方預圖案化硬遮罩柵格上，依據本發明之實施例。

圖36B闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的正重疊，依據本發明之實施例。

圖36C闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於下方預圖案化硬遮罩柵格之半節距的正重疊，依據本發明之實施例。

圖36D闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於下方預圖案化硬遮罩柵格之任意值Δ的正重疊，依據本發明之實施例。

圖36E闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於下方預圖案化硬遮罩柵格之任意值Δ的正重疊，其中可測量Δ係藉由改變抗蝕劑敏感度及/或已描繪特徵大小而被變為如所需般小，依據本發明之實施例。

圖36F闡明適於以上相關於圖36A-36E所述之方式的範例度量衡結構，依據本發明之實施例。

圖37A闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層被重疊在下方預圖案化硬遮罩上，依據本發明之實施例。

圖37B闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於X方向上的下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的正重疊，依據本發明之實施例。

圖37C闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於X方向上的下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的負重疊，依據本發明之實施例。

圖37D闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於Y方向上的下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的正重疊，依據本發明之實施例。

圖37E闡明重疊情境之由上而下視圖，其中目前層具有相對於X方向上的下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的正重疊且具有相對於Y方向上的下方預圖案化硬遮罩柵格之四分之一節距的正重疊，依據本發明之實施例。

圖38闡明微影遮罩結構之橫斷面視圖，依據本發明之實施例。

圖39為一種電子束微影設備之電子束行(column)的橫斷面概略圖示。

圖40闡明相對於待切割或具有置於目標位置中之通孔的線(右)之遮沒孔徑陣列(BAA)的孔徑(左)，當線被掃描於孔徑下方時。

圖41闡明相對於待切割或具有置於目標位置中之通孔的兩條線(右)之BAA的兩個非交錯孔徑(左)，當線被掃描於孔徑下方時。

圖42闡明相對於待切割或具有置於目標位置中之通孔的複數線(右)之BAA的兩行交錯孔徑(左)，當線被掃描於孔徑下方時，以掃描方向由箭號所顯示，依據本發明之實施例。

圖43A闡明相對於具有切割(水平線中之斷裂)或使用交錯BAA而圖案化之通孔(填入方盒)的複數線(右)之BAA的兩行交錯孔徑(左)，以掃描方向由箭號所顯示，依據本發明之實施例。

圖43B闡明積體電路中之金屬化層堆疊的橫斷面視圖，根據圖21A中所示之類型的金屬線佈局，依據本發明之實施例。

圖44闡明一計算裝置，依據本發明之一實施方式。

圖45闡明其包括本發明之一或更多實施例的插入器。

100:開始結構

102:層間電介質(ILD)層

104:硬遮罩材料層

106:圖案化遮罩

108:間隔物

Claims (19)

1. 一種製造積體電路結構之方法，該方法包含： 形成複數骨幹特徵於基底上方； 沿著該些複數骨幹特徵之各者的側壁形成第一組間隔物，該些第一組間隔物具有不同於該些複數骨幹特徵之材料組成的第一材料組成； 沿著該些第一組間隔物之各者的側壁形成第二組間隔物，該些第二組間隔物具有不同於該第一材料組成且不同於該些複數骨幹特徵之該材料組成的第二材料組成； 在形成該些第二組間隔物後，移除該些複數骨幹特徵； 在移除該些複數骨幹特徵後，沿著該些第一組間隔物之各者的側壁形成第三組間隔物，該些第三組間隔物具有該第二材料組成； 形成最後特徵於該些第三組間隔物的相鄰對間隔物之間的各開口中； 平坦化該些第一組間隔物、該些第二組間隔物、該些第三組間隔物、及該些最後特徵以形成目標基礎層；及 使用該目標基礎層以形成半導體結構之金屬化層。
2. 如請求項1之方法，其中形成該些複數骨幹特徵包含使用標準微影操作。
3. 如請求項1之方法，其中形成該些複數骨幹特徵包含形成包含一材料之複數特徵，該材料係選自由氮化矽、氧化矽及碳化矽所組成之群組。
4. 如請求項1之方法，其中形成該些第一組間隔物包含： 使用原子層沈積(ALD)製程以沈積與該些複數骨幹特徵共形之該些第一組間隔物的材料；及 各向異性地蝕刻該些第一組間隔物的該材料以沿著該些複數骨幹特徵之各者的該些側壁形成該些第一組間隔物。
5. 如請求項1之方法，其中形成該些第一組間隔物包含沿著該些複數骨幹特徵之各者的該些側壁選擇性地生長該些第一組間隔物的材料。
6. 如請求項1之方法，其中各最後特徵具有大於來自該些第一組間隔物、該些第二組間隔物、及該些第三組間隔物之各間隔物的側面寬度之側面寬度。
7. 如請求項1之方法，其中各最後特徵係藉由沿著該些第三組間隔物之相鄰對間隔物所形成的材料生長之合併來形成。
8. 如請求項1之方法，其中各最後特徵包含該第三材料組成。
9. 如請求項1之方法，其中使用該目標基礎層以形成該半導體結構之該金屬化層包含： 移除該第一材料組成之所有部分以形成第一複數溝槽；及 形成第一複數導電線於該些第一複數溝槽中。
10. 如請求項9之方法，其中使用該目標基礎層以形成該半導體結構之該金屬化層進一步包含： 形成第二複數溝槽；及 形成第二複數導電線於該些第二複數溝槽中。
11. 如請求項10之方法，其中該些第一複數導電線與該些第二複數導電線為相同組成。
12. 如請求項10之方法，其中該些第一複數導電線與該些第二複數導電線為不同組成。
13. 如請求項1之方法，進一步包含形成額外組間隔物在形成該些第二組間隔物與該些第三組間隔物之間，且在移除該些複數骨幹特徵之前。
14. 一種用以製造積體電路結構之目標結構，該目標結構包含： 基底上方之硬遮罩層上方的第一組間隔物，該些第一組間隔物具有第一材料組成； 沿著該些第一組間隔物之各者的外側壁之第二組間隔物，該些第二組間隔物具有不同於該第一材料組成之第二材料組成； 沿著該些第一組間隔物之各者的內側壁之第三組間隔物，該些第三組間隔物具有該第二材料組成；及 於該些第三組間隔物的相鄰對間隔物之間的開口中之最後特徵。
15. 如請求項14之目標結構，其中該些第一組間隔物、該些第二組間隔物、該些第三組間隔物、與該些最後特徵係實質上彼此共面的。
16. 如請求項14之目標結構，其中各最後特徵具有大於來自該些第一組間隔物、該些第二組間隔物、及該些第三組間隔物之各間隔物的側面寬度之側面寬度。
17. 如請求項16之之目標結構，其中各最後特徵之該側面寬度係於6-12奈米之範圍中。
18. 如請求項14之目標結構，其中各最後特徵具有大約集中於該最後特徵內之接縫。
19. 如請求項14之目標結構，其中各最後特徵包含第三材料組成。

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