制作半导体元件的方法与设备技术

本发明专利技术公开了一种制作半导体元件的方法与设备。此设备包含第一光罩与第二光罩。第一光罩上具有多个第一特征形成，且第一光罩具有第一全域图案密度。第二光罩上具有多个第二特征，且第二光罩具有第二全域图案密度。这些第一特征与第二特征共同定义出半导体元件的一层的一布局影像。第一全域图案密度与第二全域图案密度具有一预设比例。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术大体上是有关于一种半导体元件，且特别是有关于一种图案化半导体元件的方法与设备。
技术介绍
半导体集成电路(IC)产业已历经快速成长。集成电路材料与设计上的科技进展已形成多个集成电路世代，其中每一世代具有较前一世代更小且更复杂的电路。然而，这样的进展已增加了处理与制造集成电路的复杂性，而为了实现这些进展，在集成电路处理与制造上需要相似的发展。在集成电路发展的进程中，随着几何尺寸[亦即，利用一制程可形成的最小构件(或线)]的减少，功能密度(亦即，每芯片面积的互连元件的数量)大体上已获得增加。随着几何尺寸的缩减，传统微影制程可能难以形成具有这些小几何尺寸的半导体特征。可使用双重曝影(Double Patterning)法来形成具有小几何尺寸的半导体特征。然而，现存的双重曝影法遭逢负载平衡问题(Load Balancing Issues)，其中此负载平衡问题可能导致不一致的几何尺寸，且可能在后续的蚀刻或研磨制程中造成问题。因此，虽然现存的图案化半导体元件的方法已经大致上能满足其所预期的目的， 但这些方法在所有方面并未完全令人满意。
技术实现思路
因此，本专利技术的一目的就是在提供一种制作半导体元件的方法与设备，其利用算法(Algorithm)来将多个半导体特征分配给不同光罩，而可有效解决微影等半导体制程负载平衡问题。本专利技术的一实施方式包含一种制作半导体元件的方法。此方法包含提供一集成电路布局平面(Layout Plan)，此集成电路布局平而具有多个特征；将这些特征分成多个第一特征与多个第二特征，每一第一特征与邻近的第一特征各自相距一段距离，这些距离小于约X，且每一第二特征与邻近的第二特征各自相距一段距离，而这些距离大于X ；将每一第一特征分配到这些第一特征的第一子集与第二子集的一者中；将每一第二特征分配到这些第二特征的第一子集与第二子集的一者中；以第一特征的第一子集与第二特征的第一子集形成第一光罩图案，此第一光罩图案具有第一全域图案密度(Global Pattern Density)；以第一特征的第二子集与第二特征的第二子集形成第二光罩图案，此第二光罩图案具有第二全域图案密度；以及分别对应于第一与第二光罩图案，制作第一与第二光罩； 其中分配每一第一特征的步骤是以一方式进行，如此在第一子集中的一群第一特征为在第二子集中的一群第一特征所插入，且分配每一第一特征的步骤与分配每一第二特征的步骤是以一方式进行，如此第一与第二全域图案密度接近一预设比例。本专利技术的又一实施方式包含一种制作半导体元件的方法。此方法包含提供此半导体元件的一布局设计，此布局设计含有多个特征；将这些特征分成多个第一特征与多个第二特征，每一第一特征与邻近的第一特征各自相距一段距离，这些距离小于一预设距离，且每一第二特征与邻近的第二特征各自相距一段距离，而这些距离大于前述的预设距离；以一方式将这些第一特征分配到这些特征的第一与第二子集，借以使在第一子集与第二子集中的每一特征与各自的子集中的邻近特征各自相隔一段距离，且这些距离大于前述的预设距离；以一方式将这些第二特征分配到这些特征的第三与第四子集，借以使在第三子集的一些特征并未非常偏离于第四子集中的一些特征；以第一与第三子集的特征形成第一光罩图案；以这些特征的第二与第四子集形成第二光罩图案；以及分别以第一与第二光罩图案，制作第一与第二光罩；其中前述的预设距离为一半导体制程的一关键尺寸、应用在此半导体制程的一微影制程中的辐射波的波长、应用在此微影制程中的一透镜的数值孔径 (Numerical Aperture ；ΝΑ)、以及一制程补偿因子(Compensation Factor)的函数。本专利技术的另一实施方式包含一种制作半导体元件的设备。此设备包含一第一光罩，其上具有多个第一特征，此第一光罩具有第一全域图案密度；以及一第二光罩，其上具有多个第二特征，此第二光罩具有第二全域图案密度；其中前述的第一一特征与第二特征共同定义出半导体元件的一层的布局影像，其中第一与第二全域图案密度具有一预设比例。本专利技术的优点为制作半导体元件的方法与设备利用算法将多个半导体特征分配给不同光罩，借此可最佳化不同光罩的全域图案密度之间、不同光罩的局部区的局部图案密度之间、以及同一光罩的不同局部区之间的匹配。因此，运用本专利技术的技术方案可有效解决微影等半导体制程的负载平衡问题。附图说明 从上述结合所附附图所作的详细描述，可对本专利技术有更佳的了解。需强调的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的数量及尺寸都可任意地增加或减少。图1是绘示依照本专利技术的各实施方式的一种图案化半导体元件的方法的流程图； 图2是绘示半导体元件的实体布局平面的一层的部分上视图； 图3A与图;3B是绘示依照图1的方法的一实施例所制作的两个光罩的部分上视图； 图4A与图4B是绘示依照图1的方法的其它实施例所制作的两个光罩的部分上视图；以及 图5是绘示可用来制作图3A、图3B、图4A与图4B的光罩的机构的简化示意图。 主要附图标记说明 11方法13方块 15方块17方块 19方块21方块 23方块25方块 40布局层50局部区 51局部区52局部区 53局部区54局部区 55 局部区56 局部区 57 局部区58 局部区 70 特征71 特征 72 特征73 特征 74 特征75 特征 76 特征77 特征 78 特征79 特征 80 特征81 特征 100距离101距离 102距离103距离 104距离105距离 106距离107距离 108距离109距离 110距离130A 光·3 130B 光罩131A 光·3 131B 光罩134A 光·a图案 134B:光罩图案135A 光·a图案 135B:光罩图案140A 局部区 140B 局部区141A 局部区 141B 局部区200光罩图案产生器 210存储器储存构件220处理器构件 具体实施例方式可了解的是以下的专利技术提供了许多不同的实施例或例子，以执行本专利技术的不同特征。以下所描述的构件与安排的特定例子是用以简化本专利技术。当然这些仅为例子，并非限制。此外，在描述中，第一特征形成于第二特征之上(over)或上(on)可能包含第一与第二特征以直接接触的方式形成的实施例，且亦可包含额外特征可能形成在第一与第二特征之间而使第一与第二特征并未直接接触的实施例。为了简化与清楚的目的，各特征可任意地以不同尺寸加以绘示。图1是绘示依照本专利技术的各实施方式的一种图案化半导体元件的方法11的流程图。方法11始于方块13，在方块13中，提供一集成电路布局平面。此集成电路布局平面具有多个特征。方法11继续进行至方块15，在方块15中，将这些特征分成多个第一特征与多个第二特征。每一第一特征与邻近的第一特征各自相距一段距离，这些距离小于约X， 且每一第二特征与邻近的特征各自相距一段距离，而这些距离大于X。方法11继续进行至方块17，在方块17中，将每一第一特征分配到这些第一特征的第一子集与第二子集的一者中。方法11继续进行至方块19，在方块19中，将每一第二特征分配到这些第二特征的第一子集与第二子集的一者中。方法11继续进行至方块本文档来自技高网...

【技术保护点】
些第一特征的步骤与分配每一该些第二特征的步骤是使该第一全域图案密度与该第二全域图案密度之间的一差异小于一预设值。；以及以该些第一特征的该第二子集与该些第二特征的该第二子集形成一第二光罩图案，该第二光罩图案具有一第二全域图案密度；其中分配每一该些第一特征的步骤是使在该第一子集中的该些第一特征的一群为在该第二子集中的该些第一特征的一群所插入，且分配每一该些第一特征分配到该些第一特征的一第一子集与一第二子集的一者中；将每一该些第二特征分配到该些第二特征的一第一子集与一第二子集的一者中；以该些第一特征的该第一子集与该些第二特征的该第一子集形成一第一光罩图案，该第一光罩图案具有一第一全域图案密度二特征各自相距大于该Ｘ的一距离，其中该Ｘ为一参数的一函数，且该参数选自于由：一半导体制程的一关键尺寸；在该半导体制程的一微影制程中所使用的一辐射波的一波长；在该微影制程中所使用的一透镜的一数值孔径；以及一制程补偿因子所组成的一族群；将每一该１．一种制作半导体元件的方法，其特征在于，包含：提供一集成电路布局平面，该集成电路布局平面具有多个特征；将该些特征分成多个第一特征与多个第二特征，每一该些第一特征与邻近的该些第一特征各自相距小于一Ｘ的一距离，且每一该些第二特征与邻近的该些第...

【技术特征摘要】
2010.03.31 US 12/750,8731.一种制作半导体元件的方法，其特征在于，包含提供一集成电路布局平面，该集成电路布局平面具有多个特征； 将该些特征分成多个第一特征与多个第二特征，每一该些第一特征与邻近的该些第一特征各自相距小于一 X的一距离，且每一该些第二特征与邻近的该些第二特征各自相距大于该X的一距离，其中该X为一参数的一函数，且该参数选自于由 一半导体制程的一关键尺寸；在该半导体制程的一微影制程中所使用的一辐射波的一波长； 在该微影制程中所使用的一透镜的一数值孔径；以及一制程补偿因子所组成的一族群；将每一该些第一特征分配到该些第一特征的一第一子集与一第二子集的一者中； 将每一该些第二特征分配到该些第二特征的一第一子集与一第二子集的一者中； 以该些第一特征的该第一子集与该些第二特征的该第一子集形成一第一光罩图案，该第一光罩图案具有一第一全域图案密度；以及以该些第一特征的该第二子集与该些第二特征的该第二子集形成一第二光罩图案，该第二光罩图案具有一第二全域图案密度；其中分配每一该些第一特征的步骤是使在该第一子集中的该些第一特征的一群为在该第二子集中的该些第一特征的一群所插入，且分配每一该些第一特征的步骤与分配每一该些第二特征的步骤是使该第一全域图案密度与该第二全域图案密度之间的一差异小于一预设值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分配每一该些第一特征的步骤与分配每一该些第二特征的步骤是使该预设值接近于0。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含分别对应于该第一光罩图案与该第二光罩图案，制作一第一光罩与一第二光罩。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分配每一该些第一特征的步骤包含周期性地分配每一该些第一特征至该些第一特征的该第一子集与该第二子集的一者中；以及分配每一该些第二特征的步骤包含随机分配每一该些第二特征至该些第二特征的该第一子集与该第二子集的一者中。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行将该些特征分成该些第一特征与该些第二特征的步骤，如此该些第二特征包含该些第二特征的一第一群与一第二群，该些第二特征的该第一群被小于一预设距离的多个距离所分隔开，该些第二特征的该第二群被大于该预设距离的多个距离所分隔开，其中分配每一该些第一特征的步骤包含周期性地分配每一该些第一特征至该些第一特征的该第一子集与该第二子集的一者中，且分配每一该些第二特征的步骤包含周期性地分配该些第二特征的该第一群与随机分配该些第二特征的...

【专利技术属性】
技术研发人员：池明辉，蔡振坤，黄文俊，刘如淦，陈启平，杨景峰，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71