花纹工艺中的全移相掩模制造技术

全移相掩模（ＦＰＳＭ）有利于在难蚀刻金属的花纹工艺中使用。因ＦＰＳＭ能配用正性光刻胶，故原始布局上的特征可用ＦＰＳＭ布局上的移相器取代。相邻移相器为反相，如０度与１８０度。在一实施例中，暗场微调掩模可与ＦＰＳＭ联用，该微调掩模包括的切口对应于ＦＰＳＭ上的切口，而ＦＰＳＭ上的切口可解决贴近移相器间的相位冲突。在一场合中，曝光ＦＰＳＭ上两贴近的移相器，微调掩模上的对应切口在金属层内形成一特征。ＦＰＳＭ和／或微调掩模包括进一步改善印刷分辨度的贴近性校正。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请涉及专利技术人克里斯多夫皮拉特(Christophe Pierrat) 于2002年11月14日提交的的题为“用花纹工艺的全移相掩模(Full Phase Shifting Mask inDamascene Process)”的非临时申请10/295,575并要求其优先权，所述申请已转让给本申请受让人。本申请涉及专利技术人克里斯多夫皮拉特于2002年3月11日提交的题为“用花纹工艺的全移相掩模”的临时申请60/363,674，并要求其优先权，所述申请已转让给本申请受让人。本申请涉及专利技术人克里斯多夫皮拉特于2000年9月26日提交的题为“移相掩模相交线(Phase Shift Masking Intersecting Lines”)的非临时申请09/669,368并要求其优先权，所述申请已转让给本申请受让人。本申请涉及专利技术人克里斯多夫皮拉特等人于2001年8月17日提交的题为“光刻掩模相位冲突的解决(Phase Conflict Resolution for PhotolithographicMasks)”的非临时申请09/932,239并要求其优先权，所述申请已转让给申请受让人。
技术介绍
专利
已描述过一种在集成电路内形成金属层图案的全移相掩模。尤其是该全移相掩模用于花纹处理，因而铜等难蚀刻材料可供金属层使用。相关技术说明标准的二元掩模包括在透明(如石英)基片上形成的图案化不透明(如铬)层，图案用光刻法转移到晶片上。具体地说，对每一层电路设计，辐射源(如光源)照射在对应于该层的掩模上(掩模在这里也指刻线)。辐射通过掩模的透明区域而被掩模的不透明区域阻挡，由此有选择地曝光在晶片上的光刻胶层。光刻胶层中暴露于辐射区域即受辐射区，在称为显影剂的特定溶剂中或是可溶解或是不可溶解。若受辐射区可溶解，则该光刻胶称为正性光刻胶；反之，若受辐射区不可溶解，该光刻胶就称为负性光刻胶。光刻胶层显影后，下面不再被光刻胶遮盖的半导体层可用各向异性蚀刻法除去，从而把所需的图案转移到晶片上。可对晶片上集成电路设计的每一层重复该过程。形成金属层图案的常规工艺包括在晶片上的淀积该金属层，再在金属层上淀积正性光刻胶层，然后用一块透明场二元掩模对正性光刻胶曝光(掩模上的不透明图案代表布局中的特征)。此时进行蚀刻，在金属层内生成所需的图案。该工艺适合临界尺度大于0.13微米的金属图案，但为了以更小临界尺度增强器件性能，半导体行业正在从铝改为铜，不过铜极难蚀刻，因而像上述的常规金属处理不能用于铜层。然而，可用花纹工艺形成铜图案。该工艺包括在晶片上形成氧化层，再在该氧化层上淀积负性光刻胶层。该负性光刻胶可用透明场二元掩模曝光，曝光后能容易地蚀刻氧化层的曝光部分，形成所需图案。此时，可淀积铜并使之平面化(如利用CMP操作)，在铜内形成所需图案。但正性光刻胶是目前众多应用场合中主要的抗蚀剂，因其分辨度优于负性光刻胶，故要求有一种技术可用正性光刻胶对金属层尤其是难蚀刻金属形成图案。
技术实现思路
按本专利技术的一个方面，一类移相掩模(PSM)有利于在花纹工艺中使用。花纹工艺包括对正性光刻胶显影，保证了金属图案的优化分辨度。重要的是，PSM和正性光刻胶固有的品质有利于把原始布局转换成为PSM布局。在一实施例中，提供的一掩模组用于对集成电路中的金属区形成图案。该掩模组包括全移相掩模(FPSM)和暗场微调掩模，前者包括多个移相器，移相器规定了金属层内的大多数特征；后者包括至少一个第一切口，该切口对应于FPSM上的第二切口，而第二切口可解决FPSM上的相位冲突。在一种情况下，曝光FPSM上两个贴近的移相器和微调掩模上的第一切口，能在金属层内形成一特征。FPSM还包括一个或多个辅助移相器，有时也称为辅助条或散射条。虽然极小的辅助移相器不印刷，但有助于提高印刷分辨度。辅助移相器可以被置于被隔离移相器任何一边，置于一组或多组密集封装的移相器被隔离边缘的旁边，和/或与多个中间间隔的移相器交替。在一实施例中，FPSM和/或微调掩模包括其它贴近校正。这些贴近校正由基于规则的光学贴近校正(OPC)或基于模型的OPC提供。虽然这里使用了光学贴近校正的术语，但一般指任一类贴近校正，如抗蚀剂、蚀刻、微加载等。还提出一种制造移相掩模(PSM)的示例性技术。在该技术中，可以接受在一金属层内定义多个特征的布局，需要时可以转换该布局，用PSM(这里称为FPSM)中的移相器代表布局中的大多数特征。在一实施例中，用移相器以一一对应的关系表示临界与非临界的特征。若转换的布局内出现相位冲突，可切掉与该相位冲突有关的特征，从而产生两个移相器。此时，可将这两个移相器中的一个改为不同的相位。然后用已知的掩模写工艺把转换的布局传递给FPSM，而FPSM可在花纹工艺中对金属层如铜形成图案。还提出一种对金属层形成图案的示例性技术。在该技术中，在晶片上淀积氧化层。再在该氧化层上淀积正性光刻胶层，此时，用全移相掩模(FPSM)和微调掩模曝光该正性光刻胶层。FPSM包括多个移相器，这些移相器代表金属层内的大多数特征。在一实施例中，微调掩模是一至少有一个切口的暗场微调掩模，该切口对应于FPSM上的一切口，而FPSM上的该切口解决了FPSM上的相位冲突。此时对正性光刻胶层显影，蚀去氧化层的曝光部分，把所需图案转移到氧化层。然后在晶片上淀积该金属层，并对其平面化到基本上被蚀氧化层的顶表面。这样，所需图案被转移到金属层而无须蚀刻金属。这种花纹工艺尤其适用于铜等难蚀刻金属。附图简介本专利技术或申请文件包含至少一张着色的图纸，接到请求并付了必要费用后，美国专利商标局将提供带彩图的本专利或专利申请公报的复印件。附图说明图1A示出在金属层上形成三条线的全移相掩模(FPSM)布局。图1B示出对应于图1A中FPSM布局的微调布局，具体而言，该微调布局消除了FPSM布局产生的不重要的特征。图1C示出在曝光两块掩模实现图1A的FPSM布局和图1B的微调布局后的空间像。图2A示出包括贴近度校正的FPSM布局，其中修正的FPSM布局在金属层内形成三条线。图2B示出对应于图2A的FPSM布局的微调布局。图2C示出在曝光掩模实现图2A的FPSM布局和图2B的微调布局后的印刷图像。图3A示出一FPSM布局，包括一隔离的移相器和两个位于该隔离移相器任一侧的辅助移相器。图3B示出一FPSM布局，包括多个密集间隔的移相器和在其周边的辅助移相器。图3C示出一FPSM布局，包括与辅助移相器交替的中间间隔的(即在隔离的与密集间隔的之间)移相器。图3D示出FPSM布局，包括在示例配置中的移相器和辅助移相器。图3E示出一FPSM布局，其中可切掉公共区里多个移相器以解决相位冲突。图4示出一种制造FPSM的示例技术。图5示出一种FPSM形成金属层图案的示例技术。附图的详细说明非花纹层的移相概况按本专利技术的一个方面，一类移相掩模(PSM)有利于在用正性光刻胶的花纹工艺中使用。在PSM中，配置了互补的移相器(也称为移相器)，使一个移相器发射的曝光辐射与另一移相器发射的曝光辐射在相位上相差约180度，因而不是相长干扰而合成单幅图像，投射的图像在其边缘重迭处相消干扰，由此在该对移相器之间形成清晰而极小的低亮度图像。该低亮度图像一般代表布局上的一特征。如在一实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在集成电路里形成金属层图案的掩模组，所述掩模组用于花纹工艺，其特征在于，所述掩模组包括：包括多个移相器的全移相掩模（ＦＰＳＭ），其中移相器代表金属层内的几乎所有特征；和包括至少第一切口的暗场微调掩模，第一切口对应于ＦＰＳ Ｍ上的第二切口，第二切口解决ＦＰＳＭ上的相位冲突。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：C皮拉特，
申请(专利权)人：辛奥普希斯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]