用于形成集成无源器件的技术制造技术

公开了用于使用下一代光刻(NGL)工艺(例如，电子束直写技术(EBDW)和极紫外光刻法(EUVL)来形成集成无源器件(例如，电感器和电容器)的技术。该技术可以用于形成各种不同的集成无源器件，例如电感器(例如，螺旋电感器)和电容器(例如，金属指状物电容器)，这比在这样的器件使用193nm光刻法而形成的情况下具有更高的密度、精度和质量因数(Q)值。所形成的高Q且密集的无源器件可以在射频(RF)和模拟电路中使用以提高这样的电路的性能。可以基于在例如线边缘粗糙度(LER)、可实现的分辨率/临界尺寸、角的锐度和/或所形成的结构的密度中的改进来实现增加的精度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
在任何电路设计中，集成无源器件的特性明显影响整体电路性能。与有源器件不同，无源器件不需要能量的外部源来运行。替代地，无源器件例如阻止穿过外部电阻的电流，存储穿过电容的电荷，或响应于穿过电感的电流中的变化而产生电压。电感器、电容器、和电感器-电容器电路(LC电路)的质量因数常常用于给出在例如射频(RF)和模拟电路中的部件的性能的指示。Q指示相对于存储在系统内的能量的量的能量损耗。因此，Q越高，能量损耗的速率越低。附图说明图1A和1B示出了用于形成图1C中所示的结构的示例性双重图案化光刻掩模。图1C示出了使用193nm光刻法而形成的结构。图2示出了具有两个边缘(左边缘和右边缘)的单个抗蚀剂特征线，以帮助说明线边缘粗糙度(LER)的概念。图3A示出了根据本公开内容的实施例的形成在衬底上的示例性电感器。图3B示出了根据本公开内容的实施例的形成在衬底上的示例性电容器。图4示出了根据示例性实施例的利用使用本文中所公开的技术而形成的集成电路结构或器件(例如，集成无源器件(例如，电感器和/或电容器))来实施的计算系统。具体实施方式公开了用于使用下一代光刻(NGL)工艺(例如，电子束直写技术(EBDW)和极紫外光刻法(EUVL))来形成集成无源器件(例如，电感器和电容器)的技术。这些技术可以用于形成各种不同的集成无源器件，例如电感器(例如，螺旋电感器)和电容器(例如，金属指状物电容器)，这比在这样的器件使用193nm光刻法而形成的情况下具有更高的密度、精度、和质量因数(Q)值。所形成的高Q且密集的无源器件可以在射频(RF)和模拟电路中使用以提高这样的电路的性能。可以基于在例如线边缘粗糙度(LER)、可实现的分辨率/临界尺寸、角的锐度和/或所形成的结构的密度中的改进来实现增加的精度。鉴于本公开内容，许多构造和变化将是显而易见的。一般概述如先前所述，电感器、电容器、和电感器-电容器电路(LC电路)的品质因数常常用于给出例如射频(RF)和模拟电路中的部件的性能的指示。通常，高Q电感器、电容器、和LC电路是可取的。特别是对于需要高Q电感器和电容器的高频电路就是这种情况。可以以多种方式提高Q，包括提高所涉及的部件的密度、精度和线锐度。常规地，193nm光刻法用于形成RF和模拟电路的集成电感器和电容器。然而，193nm光刻法具有很多限制，特别是对于亚100nm分辨率应用。这样的限制包括需要多个光刻工艺、需要多个掩模、需要额外的材料、缺乏精度、缺乏形成密集的部件的能力、缺乏形成尖锐角度的能力、以及缺乏在整个所形成的结构中的一致性，仅指出几个限制。例如，图1A和1B示出了用于形成图1C中所示的结构的示例性双重图案化光刻掩模。将图1A和1B中的掩模图案与图1C中所产生的结构进行比较，可以看到，在所产生的结构中没有保持掩模图案中的线的平直度和90度角的锐度。换句话说，使用常规193nm光刻法而形成的图1C中所产生的结构包括不期望的线粗糙度和角圆化(cornerrounding)。这导致无法创建具有高精度、准确度和密度的器件，特别是对于亚100nm应用。这样的限制减小了所形成的器件的Q值，因为当器件的精度、准确度和密度降低时，器件的Q值降低。当在抗蚀剂特征线的长度范围内出现该线的宽度上的变化时，该变化被称为线宽粗糙度(LWR)。当沿着抗蚀剂特征线的仅一个边缘对这些变化进行检查时，它被称为线边缘粗糙度(LER)。LER变得对处于100nm的数量级或更小的特征尺寸尤为重要，并可能变成问题的重要根源。LER典型地被特征化为线边缘离直线的3个标准偏差。例如，图2示出了具有两个边缘(左边缘202和右边缘204)的单个抗蚀剂特征线200。如图2中可以看到的，左边缘202不是完全直的，并具有离直点线的偏差。这些偏差对于直线的右侧的偏差被示出为X1并且对于直线的左侧的偏差被示出为X2。对于线边缘的给定区段，总的最大偏差还可以被量化为X3或最大X1偏差和最大X2偏差的组合。193nm光刻法典型地具有4nm或更大的LER值，这是在达到集成无源器件(例如，在高频电路中所使用的电感器和电容器)中的高水平的精度和准确度的限制因数。因此，并且根据本公开内容的一个或多个实施例，公开了用于使用下一代光刻(NGL)工艺(例如，电子束直写(EBDW)和极紫外光刻法(EUVL))来形成集成无源器件的技术。如鉴于本公开内容将显而易见的，其它NGL工艺(例如，纳米压印光刻法)可以用于形成本文中所述的集成无源器件；因此，本公开内容并非要局限于任何NGL工艺，除非另有指示。这些技术可以用于形成各种不同的集成无源器件，例如电感器(例如，螺旋电感器)和电容器(例如，金属指状物电容器)，这比在这样的器件使用193nm光刻法而形成的情况下具有更高的密度、精度、和Q值。这导致集成无源器件的增加的性能和产量，这对RF、LC和模拟电路是有益的，并且对于需要具有高精度和高Q值的部件的高频电路(例如，高3db截止频率结构)尤为重要。在一些实施例中，例如，利用本文中所述的技术(例如，使用EBDW或EUVL)来形成电感器和电容器可能导致具有提高的LER(例如，低于4nm或低于2nm的LER)的结构。此外，本文中所述的技术允许形成精确的抗蚀剂特征，即使形成具有30nm或更小的临界尺寸(或甚至10nm或更小)的抗蚀剂特征。这个增加的精度允许电感器和电容器形成有更高的密度，并从而增加所产生的结构的Q值。本文中所述的技术还可以允许增加的准确度和/或临界尺寸均匀性(CDU)。还通过用于形成具有较尖锐的角(例如，与可以使用193nm光刻法实现的角相比较)的无源器件的能力将无源器件中的寄生电阻最小化。另外，利用一个光刻工艺和一个或没有掩模(取决于所使用的特定NGL工艺)来实现这些改进的结果，这是优于193nm光刻法的另一优点，因为193nm光刻法需要多个光刻工艺和多个掩模来例如达到亚100nm分辨率。当分析(例如，使用扫描/透射电子显微镜(SEM/TEM)和/或复合映射)时，与使用常规193nm光刻法形成的结构或器件相比较，根据一个或多个实施例而配置的结构或器件将实际上显示具有增加的精度、密度和/或Q值的集成无源器件。例如，使用如本文中不同地描述的技术而形成的器件可以包括具有4nm或更小、2nm或更小或一些其它适当的高精度上限的LER值的精确抗蚀剂特征，例如直线部分。使用如本文中不同地描述的技术而形成的器件还可以包括具有低于100nm、30nm、10nm或一些其它适当的上限的临界尺寸的精确抗蚀剂特征。另外，使用本文中所描述的技术而形成的集成无源器件与在这样的器件使用193nm光刻法形成的情况下相比实现了更高的Q值，并且Q值可以被测量以确定是否使用本文中所述的技术来形成这种结构。一些实施例可以导致Q值中的高达2x、5x或10x提高或甚至更高的提高。鉴于本公开内容，许多构造和变化将是显而易见的。架构与方法图3A示出了根据本公开的实施例的形成在衬底300上的示例性电感器302。如图3A中可以看到，电感器302是由具有多个连接的线部分的导电线圈形成的集成螺旋电感器。图3B示出了根据本公开的实施例的形成在衬底300上的示例性电容器304。如图3B中可以看到，电容器304是由彼此交错的两组导电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电感器，包括：衬底；以及形成在所述衬底上的导电线圈，所述线圈具有多个连接的线部分；其中，所述线部分均具有4nm或更小的线边缘粗糙度(LER)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电感器，包括：衬底；以及形成在所述衬底上的导电线圈，所述线圈具有多个连接的线部分；其中，所述线部分均具有4nm或更小的线边缘粗糙度(LER)。2.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述导电线圈包括至少一种金属材料。3.根据权利要求1所述的电感器，其中，所述线部分均具有2nm或更小的LER。4.根据权利要求1所述的电感器，其中，在任何两个相邻的且大体上平行的线部分之间的最大距离是30nm。5.根据权利要求1所述的电感器，其中，在任何两个线部分之间的角度在90度左右5度的范围内。6.根据权利要求1所述的电感器，其中，与在使用193nm光刻法形成电感器的情况下能够实现的Q值相比，所述电感器具有更高的Q值。7.一种射频(RF)或模拟电路，包括根据权利要求1-6中的任一项所述的电感器。8.一种计算系统，包括根据权利要求1-6中的任一项所述的电感器。9.一种电容器，包括：衬底；第一组导电指状物；以及第二组导电指状物，所述第二组导电指状物与所述第一组指状物交错；其中，所述指状物组包括多个连接的线部分，所述线部分均具有4nm或更小的线边缘粗糙度(LER)。10.根据权利要求9所述的电容器，其中，所述指状物组包括至少一种金属材料。11.根据权利要求9所述的电容器，其中，所述线部分均具有2nm或更小的LER。12.根据权利要求9所述的电容器，其中，在任何两个相邻的且大体上平行的线部分之间的最大距离是30nm。13....

【专利技术属性】
技术研发人员：R·T·埃尔赛义德，N·戈埃尔，S·E·博乌加扎利，A·罗伊，J·C·叶，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US