專利名稱：低成本光刻技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及集成電路領(lǐng)域，更確切地說(shuō)，涉及低成本光刻技術(shù)。
背景技術(shù)：
光刻技術(shù)是在集成電路(IC)中形成薄膜圖形的關(guān)鍵工藝技術(shù)，它包括掩模版的制造、光刻和其它相關(guān)的工藝技術(shù)。隨著大規(guī)模集成電路(VLSI)技術(shù)的進(jìn)步，掩模版越來(lái)越昂貴，例如，一張0.13μm技術(shù)的掩模版價(jià)格一般在3萬(wàn)美元左右，移相掩模版(phase-shift mask，簡(jiǎn)稱為PSM)的價(jià)格可能超過(guò)10萬(wàn)美元；一套0.13μm技術(shù)的掩模版價(jià)格已接近100萬(wàn)美元。對(duì)于中小批量生產(chǎn)的IC來(lái)說(shuō)，掩模版成本已成為其成本的很大部分。針對(duì)開口類圖形(如層間連接和分段線)、高精度掩模版(如OPC和PSM掩模版)、定制集成電路(如SCIC和ASIC)等的昂貴光刻成本，本發(fā)明提出一種低成本光刻技術(shù)。1.開口類圖形在開口類圖形的工藝過(guò)程中，光刻膠中形成了開口圖形。在IC中有多種開口類圖形。最常見(jiàn)的有層間連接和分段線。
圖1A、圖1CA-圖1CB描述一常規(guī)層間連接(即高層和低層互連線162、174之間的物理連接50va)。它是一1F通道孔，即其特征尺寸Dv(圖1C)小于等于1F(1F為互連線162、174線寬Dm、Dl的最小值)。1F通道孔要求對(duì)其掩模版上開口圖形的形狀有精確的控制，故它需要使用昂貴的制版方法(如電子束掃描曝光)。同時(shí)，這種“有邊界的通道孔(bordered via)”50va(即50va完全位于互連線162、174的重疊區(qū)域內(nèi))在與高低兩層互連線162、174進(jìn)行光刻曝光時(shí)，需要很高的套刻精度，故其光刻工藝具有很高成本。
圖1BB描述一分段線161S，圖1BA描述一連續(xù)線161C。該分段線161S含有二分段161’、161”，它們可以認(rèn)為是連續(xù)線161C被一分段缺口(開口)161g斷開后形成的(參見(jiàn)圖13)。一般說(shuō)來(lái)，如果161’向右延伸，它能與161”重合。2.高精度掩模版高精度掩模版包括光學(xué)接近糾正掩模版(optical proximity correction，簡(jiǎn)稱為OPC)和PSM掩模版。它們使光刻技術(shù)具有超過(guò)常規(guī)成像的能力。OPC和PSM掩模版均為掩模圖形提供了一階修正OPC掩模版在掩模圖形上增加了serif以抵消由于散射導(dǎo)致的圖形畸變；PSM掩模版增加了移相材料以抵消圖形散射。這樣在硅片上得到更為理想的圖形。一般說(shuō)來(lái)，OPC和PSM只能對(duì)零級(jí)圖形(零級(jí)圖形為直接與硅片圖形對(duì)應(yīng)的掩模版圖形，即硅片圖形放大R倍后的圖形)進(jìn)行一階修正，且一階修正圖形與零級(jí)圖形合并在一起。有關(guān)OPC和PSM的細(xì)節(jié)，可參考“Silicon Processing for the VLSI Era”，Vol.1，2ndEd.，Wolf和Tauber著。OPC和PSM均會(huì)使光刻成本極大地增加。3.定制集成電路定制集成電路包括半定制集成電路(semi-custom integrated circuit，簡(jiǎn)稱為SCIC)和專用集成電路(application-specific integrated circuit，簡(jiǎn)稱為ASIC)。在SCIC中，用戶只參與有限數(shù)目布線層。SCIC的制造廠家預(yù)先制造了大量半成品硅片，即母片。在這些母片上只完成了晶體管圖形，布線層可以根據(jù)用戶的需求定制。在SCIC中有兩個(gè)重要概念一為SCIC產(chǎn)品(SCIC product)，另一為SCIC族(SCIC family)。一SCIC族包括多種SCIC產(chǎn)品。每種SCIC產(chǎn)品中的所有芯片都具有相同的晶體管和互連線圖形；一SCIC族中的所有芯片具有相同的晶體管圖形，但它們可能具有不同的布線層圖形。SCIC的各層薄膜圖形可以分為通用膜圖形和專用膜圖形通用膜圖形在一SCIC族中通用，它通過(guò)通用掩模版形成；專用膜圖形只由一SCIC產(chǎn)品專用，它通過(guò)專用掩模版形成。在存儲(chǔ)器領(lǐng)域里，SCIC的一個(gè)重要代表是只讀存儲(chǔ)器(ROM)；在邏輯電路領(lǐng)域里，SCIC的一個(gè)重要代表是可編程門陣列(PGA)。
在只讀存儲(chǔ)器(ROM)中，存儲(chǔ)元可以位于水平互連線和垂直互連線的交叉處。存儲(chǔ)元代表的數(shù)字信息通過(guò)通道孔的存在與否來(lái)決定。對(duì)于分別使用圖1CA-圖1CB、屬于同一ROM族中兩種不同ROM產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，它們存儲(chǔ)不同的數(shù)字信息在圖1CA中，存儲(chǔ)元93、94分別代表邏輯“0”、“1”；在圖1CB中，分別代表“1”、“0”。ROM的一個(gè)特例是三維只讀存儲(chǔ)器(參見(jiàn)中國(guó)專利ZL98119572.5)。在3D-ROM的水平互連線和垂直互連線的交叉處還有一3D-ROM膜(又稱為準(zhǔn)導(dǎo)通膜)。
可編程門陣列(PGA)通過(guò)通道孔的存在與否來(lái)設(shè)置互連線之間的連接。對(duì)于分別使用圖1CA-圖1CB、屬于同一PGA族中兩種不同PGA產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，它們有不同的互連線連接在圖1CA中，水平互連線162和豎直互連線173、174相連；在圖1CB中，它只和豎直互連線173相連。
PGA還可通過(guò)互連線分段來(lái)設(shè)置互連線。譬如說(shuō)，如使用圖1BB的互連線掩模版，兩個(gè)互連段161′、161″可分別用于不同的互連線連結(jié)，且具有較小的容性負(fù)載；另一方面，如使用圖1BA的互連線掩模版，則互連線161C為一連續(xù)線。圖1BA-圖1BB中的互連線圖形可以用在不同的互連線設(shè)置中。
另一種定制集成電路為ASIC。ASIC具有芯片面積小，速度快等優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)有技術(shù)中，ASIC產(chǎn)品中所有的掩模版都需定制。數(shù)目眾多的定制掩模版導(dǎo)致ASIC，尤其是中小批量生產(chǎn)的ASIC價(jià)格很高。即使在多家代工廠(foundry)的Shuttle program中，一個(gè)5mm×5mm芯片的價(jià)格為～7.5萬(wàn)美元。如此高昂的價(jià)格難以被多數(shù)設(shè)計(jì)公司承受。
在具體描述本發(fā)明之前，需作一說(shuō)明本說(shuō)明書中圖形的大小、尺寸、長(zhǎng)度、寬度可能是硅片上圖形的大小、尺寸、長(zhǎng)度、寬度，也可能是掩模版上圖形的大小、尺寸、長(zhǎng)度、寬度，對(duì)此一般不作特別區(qū)分，但讀者應(yīng)從上下文中推出。譬如說(shuō)，本說(shuō)明書并不特別區(qū)別硅片上的最小尺寸FW和掩模版上相應(yīng)的尺寸FM(FM＝FW×R，R為光刻機(jī)的圖形縮小倍數(shù))。如果上下文是硅片圖形，則F指FW；如果上下文是掩模版圖形，則F指FM。
本發(fā)明中縮寫的全稱R-光刻機(jī)的圖形縮小比ODP-開口定義面F-工藝支持的最小硅片尺寸或?qū)?yīng)的掩模版尺寸 LMP-光調(diào)制面SCIC-半定制集成電路 LMC-光調(diào)制元ASIC-專用集成電路 DFL-易于光刻編程的設(shè)計(jì)OPC-光學(xué)接近修正UOPM-均勻開口可編程掩模版PSM-移相掩模版 UMLM-均勻互連線掩模版OPM-開口可編程掩模版LP-光刻編程發(fā)明目的本發(fā)明的主要目的是提供一種低成本光刻技術(shù)。
本發(fā)明的另一目的是降低掩模版成本。
本發(fā)明的另一目的是降低光刻及相關(guān)工藝成本。
本發(fā)明的另一目的是降低高精度掩模版的成本并提高其光刻精度。
根據(jù)這些以及別的目的，本發(fā)明提出了多種低成本光刻技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提出的低成本光刻技術(shù)基于兩種方法1、使用低精度的掩模版(如nF開口掩模版，開口大小～nF，n＞1)制造高精度的薄膜圖形(如開口類圖形，開口大小～1F)；2、提高掩模版的再使用率(如使用運(yùn)算型光刻系統(tǒng)和/或光刻編程系統(tǒng))。低成本光刻技術(shù)可以用來(lái)制造光刻編程集成電路等。另一方面，低成本光刻技術(shù)中的圖形分布法還能應(yīng)用到高精度的掩模版中，實(shí)現(xiàn)高階修正掩模版(即對(duì)掩模版圖形進(jìn)行高階修正)和掩模版的冗余修復(fù)(即通過(guò)冗余掩模圖形來(lái)修復(fù)有缺陷的掩模版)。
1.nF開口類圖形極其相關(guān)工藝本發(fā)明提出了一種利用低精度(故成本也低)掩模版來(lái)形成高精度薄膜圖形的方法。該方法尤其適合于開口類圖形的形成(如層間連接和分段線)。對(duì)于層間連接來(lái)說(shuō)，在垂直于高層互連線的方向上，層間連接(開口)的寬度由高層互連線決定；在沿高層互連線的方向上，層間連接(開口)的寬度可以比低層互連線的寬度大。對(duì)分段線來(lái)說(shuō)，開口(缺口)的大小最好能大于互連線的線寬。相應(yīng)地，在這些圖形中的開口大小能比與之相互作用的互連線寬。因互連線的最小寬度為1F，故開口的寬度可為nF，其中n＞1。換句話說(shuō)，nF開口掩模版(n＞1，特征尺寸＞1F)能用來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度開口類圖形(特征尺寸～1F)。它有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于其特征尺寸較大，nF開口掩模版成本較低；2、因它對(duì)邊緣形狀誤差有較高容忍度，nF開口掩模版可用低精度的制版方法來(lái)制造，甚至在加工廠中利用常規(guī)光刻機(jī)制造；3、在光刻工藝中，nF開口圖形與高低層互連線圖形之間的套刻對(duì)準(zhǔn)精度要求較低。因此，該工藝是一低成本光刻工藝。
在本說(shuō)明書中，使用nF開口掩模版形成的互連線層間連接被稱為aiv。在其工藝流程中，最好能使用平面化填充(damascene)技術(shù)，尤其是雙重平面化填充(dualdamascene)技術(shù)。在雙重平面化填充的圖形轉(zhuǎn)換過(guò)程中，可以采取嵌入式nF開口圖形、nF開口先溝道后、溝道先nF開口后等方案。另一方面，對(duì)于分段線，可通過(guò)在nF開口掩模版與連續(xù)互連線掩模版之間進(jìn)行光刻“或”運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。
2.運(yùn)算型光刻系統(tǒng)在運(yùn)算型光刻系統(tǒng)中，硅片上的最終圖形是由多個(gè)掩模圖形通過(guò)一系列光刻邏輯運(yùn)算形成的。一般說(shuō)來(lái)，光刻邏輯運(yùn)算包括光刻“或”和光刻“與”運(yùn)算。光刻“或”運(yùn)算可以通過(guò)對(duì)一硅片進(jìn)行多次曝光來(lái)實(shí)現(xiàn)。光刻“與”運(yùn)算可以通過(guò)對(duì)曝光光路進(jìn)行多次濾光來(lái)實(shí)現(xiàn)。
運(yùn)算型光刻系統(tǒng)的一個(gè)重要應(yīng)用是圖形分布。所謂圖形分布，是指將硅片圖形分布到多個(gè)掩模版上，或一個(gè)掩模版的多個(gè)掩模區(qū)上(即圖形分布掩模版)。通過(guò)對(duì)這些掩模版(區(qū))進(jìn)行光刻邏輯運(yùn)算，可在硅片上得到所需的圖形。使用圖形分布可以提高掩模版的再使用率。圖形分布法還可應(yīng)用在高精度掩模版中，實(shí)現(xiàn)高階修正掩模版。
A.成熟掩模版和易變掩模版在集成電路設(shè)計(jì)中，經(jīng)常遇到這種情況，電路的某一部分已很成熟(成熟電路)，但另一部分里某層薄膜的圖形須經(jīng)常變動(dòng)(易變電路)。使用常規(guī)光刻技術(shù)，對(duì)應(yīng)于每一次變動(dòng)，都需要訂購(gòu)一張新的掩模版，這將造成極大的浪費(fèi)。另一方面，使用圖形分布，可以將該硅片圖形分放在兩張掩模版(區(qū))上一張對(duì)應(yīng)于成熟電路(成熟掩模版)，另一張對(duì)應(yīng)于易變電路(易變掩模版)。成熟掩模版可以使用在多種產(chǎn)品上，這樣能提高掩模版的再使用率。此外，易變掩模版上的信息量一般較小，因而其制造相對(duì)容易，耗時(shí)相對(duì)較少，且成本較低。
B.高階修正掩模版圖形分布的一重要應(yīng)用領(lǐng)域是高階修正掩模版?，F(xiàn)有技術(shù)中，掩模圖形之間的間距很小而不能容納掩模圖形的高階修正結(jié)構(gòu)。圖形分布使掩模圖形的間距比常規(guī)掩模版大很多。這至少有兩個(gè)好處1、掩模圖形之間的接近效應(yīng)(proximity effect)減少很多，因而能極大地減少了OPC運(yùn)算量；2、更重要的是，掩模圖形之間較大的間距可以用來(lái)設(shè)計(jì)一些更復(fù)雜的高階修正結(jié)構(gòu)，從而在使用同樣光刻機(jī)的情況下，高階修正掩模版可以得到更好的分辨率。高階修正掩模版可以是二元掩模版，這能極大地降低掩模版成本。
3.光刻編程系統(tǒng)光刻編程系統(tǒng)通過(guò)提高掩模版的再使用率來(lái)降低光刻成本，其核心技術(shù)是可編程掩模版?？删幊萄谀０媸恰败洝毖谀０?，它可以根據(jù)設(shè)置數(shù)據(jù)調(diào)整圖形。一種具有廣泛用途和極佳可制造性的可編程掩模版是開口可編程掩模版(opening-programmable mask，簡(jiǎn)稱為OPM掩模版)，它可以控制各種開口圖形(如層間連接、分段線的缺口)的存在與否。
在使用光刻編程系統(tǒng)時(shí)，最理想的情形是存在一塊或多塊通用掩模版，它(們)可運(yùn)用于大多數(shù)IC薄膜的光刻工藝中。通用掩模版的典型例子包括均勻OPM掩模版(UOPM掩模版)、均勻互連線掩模版(UMLM掩模版)等。UOPM掩模版上所有可編程開口具有相同尺寸和相同間距，且最好為1F或2F。UMLM掩模版上的互連線具有相同寬度和相同間距，且最好為1F。為了與這些通用掩模版配套，在設(shè)計(jì)版圖時(shí)最好能遵循“易于光刻編程的設(shè)計(jì)(design-for-litho-programming，簡(jiǎn)稱為DFL)”，如a.硅片上的層間連接最好與UOPM掩模版的一可編程開口對(duì)應(yīng)；b.至少互連線編程區(qū)域內(nèi)的互連線具有相同寬度和周期(pitch)，其寬度最好小于等于UOPM掩模版開口的尺寸，周期最好等于一個(gè)或半個(gè)UOPM掩模版開口的周期。
4.低成本光刻技術(shù)的應(yīng)用低成本光刻技術(shù)將nF開口掩模版、光刻編程系統(tǒng)與運(yùn)算型光刻系統(tǒng)等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而極大地降低光刻成本。除了可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)可編程系統(tǒng)芯片和可編程線狀圖形以外，它還可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)掩模版的冗余修復(fù)和光刻編程集成電路。
A.掩模版的冗余修復(fù)法現(xiàn)有技術(shù)中，在修復(fù)缺陷主掩模版(在理想的、無(wú)缺陷的情形下，主掩模版能產(chǎn)生所需的硅片圖形)時(shí)，一般采取缺陷處修復(fù)，即先清理主掩模版上的缺陷圖形，然后直接在該缺陷處形成糾錯(cuò)結(jié)構(gòu)。因?yàn)檠谀D形具有精細(xì)結(jié)構(gòu)且其周圍具有密集的掩模圖形，缺陷處修復(fù)很難只清理缺陷圖形，而不損傷缺陷附近的、好的掩模圖形。對(duì)OPC和PSM掩模版來(lái)說(shuō)，更難對(duì)它們直接進(jìn)行修復(fù)。
利用運(yùn)算型光刻系統(tǒng)中引入的圖形分布法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)掩模版的冗余修復(fù)法。其具體實(shí)現(xiàn)方法如下首先清理或抹黑缺陷圖形(清理或抹黑由今后光刻時(shí)采用的光刻邏輯運(yùn)算決定)，然后在掩模版的其它區(qū)域(即冗余掩模區(qū)，或另一掩模版，即冗余掩模版。注意，冗余掩模區(qū)不在缺陷圖形處)上形成糾錯(cuò)結(jié)構(gòu)。這些冗余掩模區(qū)(版)內(nèi)的糾錯(cuò)結(jié)構(gòu)可以通過(guò)光刻邏輯運(yùn)算與主掩模區(qū)上的圖形在硅片上形成所需的圖形。因?yàn)榧m錯(cuò)結(jié)構(gòu)形成在一張掩模版的不同區(qū)域或不同掩模版上，故其形成過(guò)程不會(huì)影響主掩模版上“好的”掩模圖形。該方法的另一優(yōu)點(diǎn)是，在清理或抹黑缺陷圖形時(shí)不需要象現(xiàn)有技術(shù)一樣要求很高的精度，即使有部分好的掩模圖形在清理或抹黑過(guò)程中被損傷，可在冗余掩模區(qū)(版)輕易地復(fù)制這些損傷的掩模圖形。所以，這種冗余修復(fù)法更可靠，它能提高掩模版的成品率并尤其適合于OPC和PSM掩模版。
B.光刻編程集成電路低成本光刻技術(shù)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)光刻編程集成電路(litho-programmable IC，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)P-IC)。LP-IC中含有至少一層光刻編程薄膜，每層薄膜上有多個(gè)光刻編程開口類圖形(如層間連接和分段線)。這些開口圖形可以通過(guò)UOPM掩模版和UMLM掩模版來(lái)實(shí)現(xiàn)。在LP-IC的流程中，用戶首先產(chǎn)生一套用戶數(shù)據(jù)，該用戶數(shù)據(jù)在芯片中由一組定制薄膜表示；然后用戶對(duì)加工廠下一訂單。相應(yīng)地，加工廠因而會(huì)給出一報(bào)價(jià)，故該訂單的預(yù)期收入為訂單定量與加工廠報(bào)價(jià)的乘積。對(duì)于LP-IC來(lái)說(shuō)，該預(yù)期收入可以低于對(duì)應(yīng)于該定制薄膜的常規(guī)(非編程)定制掩模版的價(jià)格。而對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來(lái)說(shuō)，如需完成同一訂單，其制造成本，包括工藝和材料成本，應(yīng)至少高于這些定制掩模版的價(jià)格。相應(yīng)地，它們的預(yù)期收入應(yīng)大于定制掩模版的價(jià)格。
LP-IC的一重要應(yīng)用是光刻編程SCIC(LP-SCIC)。在LP-SCIC中，至少一部分定制薄膜是通過(guò)光刻編程形成的。LP-SCIC包括光刻編程只讀存儲(chǔ)器(LP-ROM)和光刻編程門陣列(LP-PGA)。LP-IC的另一重要應(yīng)用—光刻編程ASIC(LP-ASIC)—進(jìn)一步發(fā)揮低成本光刻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，在其后端工藝中實(shí)現(xiàn)無(wú)(至少無(wú)昂貴)定制掩模版化。LP-ASIC的設(shè)計(jì)需要遵循更嚴(yán)格的“用于ASIC的、易于光刻編程的設(shè)計(jì)(ASIC-DFL)”規(guī)則在至少一層金屬層中，最好所有的金屬線都沿第一方向排列，且它們的寬度和間隔最好是1F；在與之相鄰的金屬層中，最好所有的金屬線都沿第二方向排列，且它們的寬度和間隔最好是1F。通過(guò)重復(fù)使用通用掩模版(如UOPM掩模版和UMLM掩模版)，能實(shí)現(xiàn)LP-ASIC的布線層。因?yàn)橥ㄓ醚谀０婵梢杂迷诙鄠€(gè)LP-ASIC產(chǎn)品中，故它們分?jǐn)偟矫總€(gè)芯片上的成本很低。


圖1A-圖1CB表示多種現(xiàn)有技術(shù)使用的開口類圖形。
圖2A表示一種nF開口圖形極其與之相互作用的線條圖形，圖2B表示該nF開口的核心部分和邊緣部分，圖2C表示一nF(1＜n＜2)開口圖形，圖2DA-圖2DB表示一nF(n≥2)開口圖形及其截面圖。
圖3A-圖3C描述一aiv特例。
圖4AA-圖4CC表示aiv中各層介質(zhì)膜的多個(gè)特例。
圖5A-圖5D(包括圖5A’)描述各種基于常規(guī)金屬化工藝的aiv流程。
圖6A-圖6C’描述各種基于單一平面化填充工藝的aiv流程。
圖7AA-圖7CE’描述各種基于雙重平面化填充工藝的aiv流程。
圖8A-圖8C解釋“或”型光刻系統(tǒng)的概念。
圖9AA-圖9EG描述“或”型光刻系統(tǒng)的幾個(gè)實(shí)施例。
圖10A-圖10C解釋“與”型光刻系統(tǒng)的概念。
圖11A-圖11B描述“與”型光刻系統(tǒng)的二實(shí)施例。
圖12A-圖12C描述一通過(guò)光刻“或”運(yùn)算實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)芯片中通道孔的實(shí)施例。
圖13A-圖13FC描述多種通過(guò)光刻“或”運(yùn)算實(shí)現(xiàn)分段線的掩模版及工藝流程。
圖14AA-圖14DC描述幾個(gè)通道孔圖形的高階修正結(jié)構(gòu)。
圖15AA-圖15BC描述幾個(gè)線條圖形的高階修正結(jié)構(gòu)。
圖16AA-圖16DB描述薄膜掩模版的幾種實(shí)施例。
圖17AA-圖17DB解釋光刻編程系統(tǒng)的概念。
圖18A-圖18B表示兩種通用掩模版。
圖19A-圖19BC描述多種遵循“易于光刻編程的設(shè)計(jì)(DFL)”的通道孔和互連線。
圖20A-圖20CB描述多種利用混合型光刻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的可編程SoC開口圖形和線狀圖形。
圖21AA-圖21DC表示多種掩模版的冗余修復(fù)法。
圖22描述一種光刻編程集成電路(LP-IC)的流程。
圖23AA-圖23F描述多種光刻編程ASIC的實(shí)施方法。
為簡(jiǎn)便計(jì)，在本說(shuō)明書中，如果一個(gè)圖號(hào)缺應(yīng)有的后綴，則表示它代表所有具有該后綴的圖。如圖14指圖14AA-圖14DC；圖14A指圖14AA-圖14AC。
具體實(shí)施例方式
1.nF開口類圖形及相關(guān)工藝根據(jù)本發(fā)明，可以利用低精度掩模版(如nF開口掩模版)來(lái)實(shí)現(xiàn)高精度的開口類圖形(如層間連接和分段線)。
A.nF開口類圖形在開口類圖形的工藝過(guò)程中，光刻膠中形成了開口圖形。圖2A描述一開口50o。它可以和與其相鄰的金屬線162(和174)相互作用。如果金屬線162、174位于相鄰的兩金屬層中，則開口50o可以在它們之間形成層間連接；另一方面，開口50o也可以將金屬線162分為兩段162l、162r。相應(yīng)地，層間連接和分段線被稱為開口類圖形(也參見(jiàn)圖1)。對(duì)于層間連接，開口50o的尺寸Wo、Lo可大于該處互連線162、174的線寬Dl、Dm(～1F)；對(duì)于分段線，開口50o的大小Wo可以大于互連線162的線寬Dm(～1F)。換一句話說(shuō)，開口50o的大小Wo(和Lo)可以大于與之相互作用的互連線的線寬Dm(和Dl)。相應(yīng)地，開口50o被稱為nF開口(n＞1，如n＝2)，譬如說(shuō)，0.13μm技術(shù)中的開口類圖形可以使用0.25μm技術(shù)的開口掩模版。很明顯，這些掩模版將更廉價(jià)。
圖2B表示nF開口掩模版50om上nF開口50o的核心部分50oc和邊緣部分50op。在對(duì)開口圖形50o曝光時(shí)，只需保證其核心部分50oc能充分曝光，而其邊緣部分50op的曝光程度和精度則無(wú)較高要求(其理由見(jiàn)圖3AA-圖3BB和圖13A-圖13FC)。由于nF開口掩模版對(duì)開口50o的邊緣形狀誤差有較高容忍度，因而在制版時(shí)沒(méi)有必要使用高精度且昂貴的電子掃描法，而可采用低精度的制版法，如可在加工現(xiàn)場(chǎng)的常規(guī)光刻機(jī)中制造掩模版，這樣能極大地降低掩模版成本并縮短周轉(zhuǎn)時(shí)間。此外，在曝光時(shí)，nF開口掩模版與高低兩層互連線掩模版之間的套刻(alignment)精度要求不高，故它的光刻工藝成本也較低。
現(xiàn)有技術(shù)中，相鄰開口50va、50vb的尺寸Dv一般小于等于它們之間的間距Sv(圖1CA)。而對(duì)于nF開口來(lái)說(shuō)，如1＜n＜2，則相鄰開口50oa、50ob的尺寸Do大于它們之間的間距So(圖2C)；如n≥2，則相鄰開口并在一起形成合并開口，如合并開口50o2是由兩個(gè)開口合并形成的，合并開口50o4是由四個(gè)開口合并形成的(圖2DA)。作為一個(gè)比較，在圖2DA中還有一個(gè)獨(dú)立開口圖形50o1(即未與其它開口合并的)。獨(dú)立開口圖形50o1的一個(gè)邊長(zhǎng)Wo等于合并開口50o2、50o4的一個(gè)邊長(zhǎng)Wo2、Wo4，另一邊長(zhǎng)Lo小于合并開口的至少一另一邊長(zhǎng)Lo2、Lo4?，F(xiàn)有技術(shù)中，即使兩個(gè)通道孔相鄰且與同一條高層互連線相連，它們?cè)谖锢砩先允莾蓚€(gè)獨(dú)立的通道孔，而合并開口50o2形成了一連續(xù)圖形(圖3DB)。這種含有合并開口的nF開口掩模版成本更低。
B.Aiv的技術(shù)特征為區(qū)別常規(guī)的1F通道孔via，在本說(shuō)明書中，基于nF開口掩模版的層間連接被稱為aiv。圖3A表示一用來(lái)形成圖3C上標(biāo)出的aiv 321a、322a的nF開口圖形和高層互連線圖形的相對(duì)位置，圖3B表示這些nF開口圖形和低層互連線圖形的相對(duì)位置。由于圖3的aiv結(jié)構(gòu)含有沿aiv長(zhǎng)度和寬度方向的截面圖，故在圖3及以后的圖例中均使用這種aiv結(jié)構(gòu)來(lái)解釋本發(fā)明。這里，aiv的長(zhǎng)度方向是指垂直于其高層互連線的方向；aiv的寬度方向是指沿其高層互連線的方向。nF開口321、322提供高層互連線311和低層互連線331、高層互連線312和低層互連線332之間的層間連接。硅片上的aiv圖形是nF開口圖形和高層互連線圖形的交集。圖3C是aiv 321a、322a沿A1-A2的截面圖。沿aiv 322a的寬度方向，aiv的寬度2wa等于高層互連線312的寬度2wm，故在此方向上，aiv的精度由高層互連線掩模版決定，nF開口圖形對(duì)aiv形狀無(wú)影響。另一方面，在沿aiv 321a的長(zhǎng)度方向上，aiv的長(zhǎng)度1la等于nF開口321的長(zhǎng)度1lo，它可以大于位于該aiv處的低層互連線331的寬度1wl。其實(shí)，只要aiv321a的右邊界1ar(對(duì)應(yīng)于圖3AA中nF開口圖形321的右邊界1r)不接觸相鄰的低層互連線332，則不會(huì)影響電路的正常工作。故nF開口圖形在版圖設(shè)計(jì)上有很大彈性。
在圖2A-圖3C中，層間連接是一雙向連接(即沿其兩個(gè)方向上的電阻都很低)。實(shí)際上，其它形式的層間連接也可以使用nF開口掩模版，它們包括可編程層間連接(如反熔絲)和單向連接(即其電阻沿一個(gè)方向較沿相反方向大，如3D-ROM元)。在一可編程層間連接中，aiv還含有一反熔絲膜；在一單向連接中，aiv還含有一ROM膜(也被稱為準(zhǔn)導(dǎo)通膜)。類似地，在這些器件中，aiv的長(zhǎng)度也可以大于低層互連線的寬度，aiv的寬度可以等于高層互連線的寬度。它們的工藝流程與圖2A-圖3C中的(雙向)連接類似。
在圖3C中，低層互連線(如331、332)之間的絕緣介質(zhì)被稱為低層介質(zhì)膜400l，aiv(如321a、322a)之間的絕緣介質(zhì)被稱為層間介質(zhì)膜400a，高層互連線(如311、312)之間的絕緣介質(zhì)被稱為高層介質(zhì)膜400m。這些介質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)需要能滿足aiv工藝的要求，其實(shí)施例由圖4AA-圖4CC給出。圖4AA-圖4CC表示幾個(gè)介質(zhì)膜的特例。
圖4AA-圖4AB描述幾個(gè)低層介質(zhì)膜400l的特例。圖4AA中的低層介質(zhì)膜400l含有一單一均勻的介質(zhì)材料400d0。在圖4AB中，低層互連線331兩側(cè)的低層介質(zhì)膜400l具有至少兩層介質(zhì)膜400d8、400d9。介質(zhì)膜400d9一般含有低介電常數(shù)的絕緣介質(zhì)，如氧化硅、SiLK等；介質(zhì)膜400d8可用作在刻蝕層間介質(zhì)膜400a時(shí)的刻蝕停止膜，它可以含有氮化硅、高電阻率的多晶或非晶硅等。
圖4BA-圖4BC表示幾個(gè)層間介質(zhì)膜400a的特例。圖4BA的特例使用一單一均勻的絕緣介質(zhì)400d1。在圖4BB中，層間介質(zhì)膜400a包含兩層介質(zhì)膜400d2、400d3，介質(zhì)膜400d2可用作刻蝕介質(zhì)膜400d3時(shí)的刻蝕停止膜，它可以含有氮化硅、高電阻率的多晶或非晶硅等。介質(zhì)膜400d3含有低介電常數(shù)的絕緣介質(zhì)，如氧化硅、SiLK等。圖4BC中的層間介質(zhì)膜400a含有三層介質(zhì)膜400d4、400d5、400d6，它們可互為上一層介質(zhì)膜的刻蝕停止膜。這些介質(zhì)膜的一個(gè)例子是介質(zhì)膜400d5含有低介電常數(shù)的絕緣介質(zhì)，如氧化硅、SiLK等；介質(zhì)膜400d4、400d6含有氮化硅、高電阻率的多晶或非晶硅等。
圖4CA-圖4CC表示幾個(gè)高層介質(zhì)膜400m的特例。圖4CA的特例使用一單一均勻的絕緣介質(zhì)400d10。在圖4CB中，高層介質(zhì)膜400m包含兩層介質(zhì)膜400d11、400d12，介質(zhì)膜400d12可用作刻蝕介質(zhì)膜400d11時(shí)的硬掩模版(hard mask)。這些介質(zhì)膜的一個(gè)例子是介質(zhì)膜400d11含有低介電常數(shù)的絕緣介質(zhì)，如氧化硅、SiLK等；介質(zhì)膜400d12含有氮化硅、高電阻率的多晶或非晶硅等。圖4CC中的高層介質(zhì)膜400m含有三層介質(zhì)膜400d13、400d14、400d15。它們最好能互為上一層介質(zhì)膜的刻蝕停止膜。高層介質(zhì)膜400m的第一例子是介質(zhì)膜400d14含有低介電常數(shù)的絕緣介質(zhì)，如氧化硅、SiLK等；介質(zhì)膜400d13、400d15均含有氮化硅、高電阻率的多晶或非晶硅等。它的第二例子是介質(zhì)膜400d14含有氧化硅、SiLK等；介質(zhì)膜400d13含有氮化硅等；介質(zhì)膜400d15含有高電阻率的多晶或非晶硅等。
C.Aiv的工藝流程圖5A-圖7CE’描述幾種aiv的制造流程。它們可以根據(jù)使用的金屬化工藝分為基于常規(guī)金屬化、單一平面化填充、雙重平面化填充的aiv流程。
a.基于常規(guī)金屬化工藝的aiv流程圖5A-圖5D(包括圖5A’)描述各種基于常規(guī)金屬化的aiv工藝流程。在形成低層互連線331、332之后，生成層間介質(zhì)膜400a，并通過(guò)nF開口掩模版對(duì)其進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)換(圖5A)。在對(duì)層間介質(zhì)膜400a進(jìn)行刻蝕去膠后，淀積一層導(dǎo)體膜310m(圖5B)。之后，對(duì)高層互連線掩模版進(jìn)行曝光，然后刻蝕導(dǎo)體膜以形成高層互連線311、312(圖5C)。最后，在高層互連線311、312之間填充高層介質(zhì)膜400m并作平面化(圖5D)。圖5A’對(duì)圖5A作了一個(gè)變化。在對(duì)層間介質(zhì)膜400a進(jìn)行圖形轉(zhuǎn)換之后，形成一個(gè)傾斜的邊墻(taperedsidewall)。這種傾斜的邊墻能方便高層互連線的刻蝕。它也能用于別的aiv結(jié)構(gòu)中。
b.基于單一平面化填充的aiv流程圖6A-圖6C’中的實(shí)施例采用單一平面化填充(single damascene)步驟來(lái)形成aiv。在層間介質(zhì)膜400a中形成nF開口之后，即對(duì)其進(jìn)行單一平面化填充(圖6A)。這樣，在nF開口內(nèi)形成金屬塞400p。之后，在此結(jié)構(gòu)上形成一層導(dǎo)體膜，并通過(guò)高層互連線掩模版進(jìn)行曝光，然后刻蝕導(dǎo)體膜形成高層互連線311、312。該刻蝕步驟可以將至少部分金屬塞一起刻蝕掉(圖6B)或停止在金屬塞400p上(圖6B’)。最后，在高層互連線311、312之間填充高層介質(zhì)膜400m并作平面化，以完成高低互連線之間的連接(圖6C、圖6C’)。
c.基于雙重平面化填充的aiv流程在aiv的工藝流程中，最好能充分利用雙重平面化填充(dual damascene)的優(yōu)勢(shì)?；陔p重平面化填充的aiv工藝流程可以使用嵌入式nF開口圖形(圖7AA-圖7AF，包括圖7AA’、圖7AE’)、nF開口先溝道后(圖7BA-圖7BH)、溝道先nF開口后(圖7CA-圖7CF，包括圖7CE’)等方案。
圖7AA-圖7AF描述一種使用嵌入式nF開口圖形的雙重平面化填充步驟并用之來(lái)實(shí)現(xiàn)aiv的工藝流程。所謂嵌入式nF開口圖形是指nF開口圖形被嵌入在層間介質(zhì)膜400a和高層介質(zhì)膜400m之間。其實(shí)現(xiàn)方法包括如下步驟首先，在低層互連線331、332上形成層間介質(zhì)膜400a(圖7AA)。該層間介質(zhì)膜400a可以采用圖4BC中層間介質(zhì)膜400a的結(jié)構(gòu)，即含有三層介質(zhì)膜400d4、400d5、400d6。然后，通過(guò)光刻將nF開口圖形321、322轉(zhuǎn)換到介質(zhì)膜400d6中(圖7AB)。之后，再淀積高層介質(zhì)膜400m并通過(guò)高層互連線掩模版進(jìn)行曝光(圖7AC)。這里，高層介質(zhì)膜400m可以采用圖4CA中高層介質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)。在曝光后，對(duì)高層介質(zhì)膜400m和介質(zhì)膜400d5進(jìn)行刻蝕直到介質(zhì)膜400d4被暴露(圖7AD)。然后，將介質(zhì)膜400d4刻蝕去掉并暴露低層互連線331、332。這樣，形成aiv 321a、322a和溝道311t、312t(圖7AE)。最后，在aiv 321a、322a和溝道311t、312t中填充金屬以形成aiv和高層互連線(圖7AF)。
與一般的“無(wú)邊界的雙重平面化填充(borderless dual damascene)”相比，本發(fā)明中aiv的長(zhǎng)度1la可以大于低層互連線331的寬度1wl。為了避免在刻蝕介質(zhì)膜400d4時(shí)過(guò)度損傷暴露的低層介質(zhì)膜400l，層間介質(zhì)膜400a的底部最好含有刻蝕停止膜400d2，或低層互連線331上表面的兩側(cè)最好具有刻蝕停止膜400d8，即低層介質(zhì)膜400l采用圖4AB的結(jié)構(gòu)。這對(duì)圖7中別的實(shí)施例也適用。
圖7AA’、圖7AE’描述一簡(jiǎn)化了的、使用嵌入式nF開口圖形的雙重平面化填充工藝。在該實(shí)施例中，層間介質(zhì)400a和高層介質(zhì)400m均為單一的、均勻介質(zhì)，且它們最好由不同介質(zhì)構(gòu)成(如層間介質(zhì)膜400a最好含有氮化硅等，高層介質(zhì)膜400m最好含有氧化硅等)。別的步驟與圖7AA-圖7AF相似。
在圖7A的實(shí)施例中，nF開口的圖形轉(zhuǎn)換發(fā)生在淀積層間介質(zhì)膜和高層介質(zhì)膜之間。在圖7B和圖7C的實(shí)施例中，所有的圖形轉(zhuǎn)換均發(fā)生在層間介質(zhì)膜和高層介質(zhì)膜形成之后。圖7B和圖7C之間的區(qū)別在于圖形轉(zhuǎn)換發(fā)生的順序圖7B采用nF開口先溝道后，圖7C采用溝道先nF開口后。
圖7BA-圖7BH描述一種使用nF開口先溝道后的雙重平面化填充步驟并用之來(lái)實(shí)現(xiàn)aiv的工藝流程。首先，在低層互連線331、332上形成層間介質(zhì)膜400a和高層介質(zhì)膜400m(圖7BA)。在此特例中，層間介質(zhì)膜400a可采用圖4BB中層間介質(zhì)膜的結(jié)構(gòu)，高層介質(zhì)膜400m可采用圖4CC中第一例子的結(jié)構(gòu)。然后，將nF開口圖形321、322轉(zhuǎn)換到介質(zhì)膜400d15上(圖7BB)。這樣，刻蝕后的介質(zhì)膜400d15可用作以后刻蝕的硬掩模版。之后，再涂抹光膠340b并對(duì)溝道掩模版進(jìn)行曝光(圖7BC)。曝光后進(jìn)行一系列刻蝕第一刻蝕將暴露的介質(zhì)膜400d14刻蝕去掉直到400d13(圖7BD)；第二刻蝕將暴露的介質(zhì)膜400d15、400d13刻蝕去掉直到400d3(圖7BE)；第三刻蝕將暴露的介質(zhì)膜400d3、400d14刻蝕去掉直到400d2、400d13(圖7BF)；去掉光膠，并經(jīng)過(guò)第四刻蝕將暴露的介質(zhì)膜400d2、400d13、400d15去掉直到400d3、400d14(圖7BG)。最后，填充金屬并將其平面化(如使用CMP等方法)，以形成高層互連線311、312(圖7BH)。
圖7CA-圖7CF描述一種使用溝道先nF開口后的雙重平面化填充步驟并用之來(lái)實(shí)現(xiàn)aiv的工藝流程。與圖7BA類似，在低層互連線331、332上形成層間介質(zhì)膜400a和高層介質(zhì)膜400m。與圖7BA不同的是，溝道圖形311、312被首先轉(zhuǎn)換到介質(zhì)膜400d15上(圖7CA)。然后，再涂抹光膠340a并對(duì)nF開口掩模版進(jìn)行曝光(圖7CB)。利用硬掩模版400d15和曝光后的光膠340a作屏蔽，進(jìn)行一系列刻蝕第一刻蝕將暴露的介質(zhì)膜400d14刻蝕去掉直到400d15(圖7CC)；第二刻蝕將暴露的介質(zhì)膜400d13去掉直到400d3、400d15(圖7CC)；去掉光膠340a，第三刻蝕將暴露的介質(zhì)膜400d3、400d14去掉直到400d2、400d13、400d15(圖7CD)；第四刻蝕將暴露的介質(zhì)膜400d2、400d13和400d15去掉直到400d3、400d14(圖7CE)。最后，填充金屬并將其平面化，以形成高層互連線311、312(圖7CF)。
在完成圖7CE的第四刻蝕步驟后，還可以在aiv和溝道的內(nèi)壁上形成介質(zhì)間隔(spacer)400sp(圖7CE’)。該介質(zhì)間隔400sp可含有氮化硅等絕緣材料，它可以保證aiv 321a、322a和低層互連線331、332之間充分的電絕緣。很明顯，在圖5C、圖6B、圖6B’、圖7AE、圖7AE’、圖7BG的特例中也可以使用介質(zhì)間隔。在圖5C、圖6B、圖6B’中，介質(zhì)間隔形成在nF開口的兩邊；在圖7AE、圖7AE’、圖7BG中，介質(zhì)間隔形成在aiv的兩邊。
圖7的實(shí)施例中使用了多層刻蝕停止膜。實(shí)際上，也可以使用定時(shí)刻蝕(timed etch)。如使用定時(shí)刻蝕，則在介質(zhì)膜的設(shè)計(jì)中可將部分刻蝕停止膜省去。
2.運(yùn)算型光刻系統(tǒng)在運(yùn)算型光刻系統(tǒng)中，硅片圖形(硅片上的曝光圖形)是由多個(gè)掩模圖形(通過(guò)掩模版形成的圖形)通過(guò)一系列光刻邏輯運(yùn)算形成的。光刻邏輯運(yùn)算的典型例子包括光刻“或”運(yùn)算和光刻“與”運(yùn)算。
A.“或”型光刻系統(tǒng)圖8A-圖8C解釋“或”型光刻系統(tǒng)的概念。圖8A-圖8B的圖形是在曝光時(shí)由兩個(gè)掩模區(qū)分別投影到硅片上的圖形，即掩模圖形88AP、88BP；圖8C的圖形是顯影后在硅片上形成的圖形，即硅片圖形88OLP。該曝光圖形88OLP是第一和第二掩模圖形88AP、88BP的合集。相應(yīng)地，該運(yùn)算被稱為光刻“或”運(yùn)算。在光刻運(yùn)算時(shí)，掩模圖形88AP的參照點(diǎn)OA與掩模圖形88BP的參照點(diǎn)OB重合。由于光刻“或”運(yùn)算，可以將硅片上的最終曝光圖形分布在多個(gè)掩模區(qū)(或掩模版)中，故能實(shí)現(xiàn)圖形分布。
圖9AA-圖9EG表示“或”型光刻系統(tǒng)的幾個(gè)實(shí)施例。圖9C的實(shí)施例只需要一遍曝光，其余的實(shí)施例均需要兩遍曝光(注意，曝光之間無(wú)顯影步驟)。圖9B-圖9EG的實(shí)施例是“無(wú)縫”多次曝光設(shè)備，即在多次曝光過(guò)程中掩模圖形自然對(duì)準(zhǔn)，它具有較高的曝光生產(chǎn)率。
圖9AA-圖9AB的實(shí)施例使用一常規(guī)曝光設(shè)備120O1。它含有一光具組并對(duì)同一目標(biāo)載體(如硅片)22進(jìn)行兩遍曝光80EA、80EB。在曝光80EA時(shí)，它通過(guò)掩模版88A形成第一掩模圖形88AP；在曝光80EB時(shí)，它通過(guò)掩模版88B形成第二掩模圖形88BP。在該兩遍曝光80EA、80EB之間不要顯影但要套刻對(duì)準(zhǔn)。在所有曝光結(jié)束后最后一次顯影。
圖9B是一并列式曝光系統(tǒng)120O2。它含有兩套具有共享載物臺(tái)21M的光具組20A、20B。硅片22先在光具組20A處曝光，緊接著它向前移至光具組20B處曝光。通過(guò)精確控制二掩模版88A、88B的相對(duì)位置，不難達(dá)到以下目標(biāo)如果硅片22在光具組20A中與掩模版88A對(duì)準(zhǔn)的話，則當(dāng)它移到光具組20B時(shí)，它應(yīng)與掩模版88B自然對(duì)準(zhǔn)，不需要再作套刻對(duì)準(zhǔn)。
圖9C的實(shí)施例是一同步曝光系統(tǒng)120O3。它含有兩套帶有一50/50分光器(50/50beamsplitter)24s的光具組20C、20D。這里，進(jìn)入50/50分光器24s的光線一半被反射，一半被透射。第一掩模版88A形成的掩模圖形88AP透過(guò)分光器24s，第二掩模版88B產(chǎn)生的圖形88BP被分光器24s反射，它們?cè)诜止馄?4s處被合并在一起，并投射到硅片22上。該實(shí)施例可只需要一次曝光。在該實(shí)施例中，還可以在分光器24s的另一邊120d同時(shí)對(duì)另一硅片22’曝光，這能進(jìn)一步提高生產(chǎn)率。
圖9DA-圖9DB的實(shí)施例使用一具有掩模版步進(jìn)功能的曝光設(shè)備120O4，它含有一個(gè)光具組。這里，掩模版88A、88B被固定在一支撐器件88H上，它們的相對(duì)位置在曝光過(guò)程中不變。通過(guò)精確控制支撐器件88H在兩遍曝光80EA、80EB之間的步進(jìn)，可以省去兩遍曝光之間的套刻對(duì)準(zhǔn)步驟。
圖9EA-圖9EG的實(shí)施例是圖9DA、圖9DB中實(shí)施例的一個(gè)延伸。它也使用一具有掩模版步進(jìn)功能的曝光設(shè)備120O5。注意到，在圖9DA、圖9DB中，掩模圖形88AP、88BP來(lái)自兩塊掩模版88A、88B；在圖9EC中，掩模圖形88AP、88BP來(lái)自一塊掩模版88上的二掩模區(qū)88A’、88B’，即掩模圖形分布在不同掩模區(qū)中。相應(yīng)地，這種掩模版88被稱為圖形分布掩模版。在圖形分布掩模版上，有一個(gè)掩模區(qū)所覆蓋的面積與常規(guī)掩模版上掩模區(qū)所覆蓋的面積相近，且兩個(gè)掩模區(qū)的所覆蓋的面積大于常規(guī)掩模版上掩模區(qū)所覆蓋的面積。一般說(shuō)來(lái)，常規(guī)掩模版上的掩模區(qū)(常規(guī)掩模版上只有一個(gè)掩模區(qū))由光刻機(jī)的最大曝光孔徑25決定。這里，掩模區(qū)88A’原點(diǎn)OA(OA在此也被用作該掩模版88的原點(diǎn)MO)與掩模區(qū)88B’原點(diǎn)OB的間距為Sx。圖形分布掩模版88的步進(jìn)控制較為容易。
圖形分布掩模版88可能比常規(guī)掩模版大且較重，在曝光時(shí)因其自身重量會(huì)下垂。在一些對(duì)重力下垂較敏感的應(yīng)用中，可以在圖形分布掩模版88下、在兩個(gè)掩模區(qū)88A’、88B’之間設(shè)計(jì)一支架88s。該支架88s對(duì)掩模版88提供重量支持，同時(shí)因?yàn)樗辉谄毓鈪^(qū)域內(nèi)，該支架88s不影響曝光過(guò)程。注意到，圖14AB、圖15AB、圖21CA等的實(shí)施例均可含有這種支架。為簡(jiǎn)便計(jì)，在這些圖中均未畫出支架。
圖9ED-圖9EG描述了曝光設(shè)備120O5的光刻過(guò)程。它對(duì)硅片要進(jìn)行兩遍曝光80EA、80EB，在第一遍曝光80EA時(shí)，曝光孔25與掩模區(qū)88A’對(duì)準(zhǔn)，即掩模區(qū)88A’原點(diǎn)OA與曝光孔原點(diǎn)OO重合(圖9ED)。硅片22上的芯片38a-38d依次對(duì)掩模區(qū)88A’曝光(圖9EF)。在兩遍曝光之間，掩模版88在OX方向上位移了ΔS(ΔS＝Sx)。相應(yīng)地，在第二遍曝光80EB時(shí)，曝光孔25與掩模區(qū)88B’對(duì)準(zhǔn)，即掩模區(qū)88B’原點(diǎn)OB與曝光孔原點(diǎn)OO重合(圖9EE)。同樣地，硅片22上的芯片38a-38d依次對(duì)掩模區(qū)88B’曝光(圖9EG)。在兩遍曝光之間，硅片原點(diǎn)WO、WO’重合。在所有曝光完成后，硅片22最后一次顯影成像。
B.“與”型光刻系統(tǒng)圖10A-圖10C解釋“與”型光刻系統(tǒng)的概念。圖10A-圖10B表示該“與”型光刻系統(tǒng)產(chǎn)生的第一和第二掩模圖形88AP、88BP，圖10C表示硅片上的最終曝光圖形88ALP。該圖形88ALP是第一和第二掩模圖形88AP、88BP的并集。相應(yīng)地，該光刻邏輯運(yùn)算被稱為光刻“與”運(yùn)算。在此運(yùn)算中，掩模圖形88AP、88BP的參考點(diǎn)OA、OB重合。
圖11A-圖11B表示“與”型光刻系統(tǒng)的二實(shí)施例。圖11A是一透射“與”型光刻系統(tǒng)120A1。它使用二掩模版88A、88B，它們分別產(chǎn)生第一和第二掩模圖形88AP、88BP。來(lái)自光源26的光線分別被掩模版88A、88B濾光，只有掩模版88A和88B均為透明處才能在硅片22上曝光。圖11B是一反射“與”型光刻系統(tǒng)120A2，只有掩模版88A和88B均可反射處才能在硅片22上曝光。
C.具有高再使用率的掩模版運(yùn)算型光刻系統(tǒng)可以提高掩模版的再使用率。對(duì)于具有成熟電路和易變電路的IC來(lái)說(shuō)，可以將IC的薄膜圖形分放在兩張掩模版(區(qū))上一張對(duì)應(yīng)于成熟電路(即成熟掩模版)，另一張對(duì)應(yīng)于易變電路(即易變掩模版)。通過(guò)光刻“或”運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)所需的硅片圖形。由于成熟掩模版可以使用在多種產(chǎn)品上，故掩模版的再使用率能被提高。另一方面，易變掩模版上的信息量一般較小，故其制造較容易，耗時(shí)較少，且成本較低。
a.系統(tǒng)芯片(SoC)現(xiàn)有系統(tǒng)芯片(SoC)經(jīng)常需要含有掩模編程集成電路(mask-programmable IC，簡(jiǎn)稱為MPIC)。這些MPIC一般與別的IC混合起來(lái)完成更強(qiáng)的功能。圖12A表示一SoC芯片80SOC的通道孔圖形，該SoC芯片含有一片內(nèi)MPIC 80mp和一片內(nèi)ASIC 80as。其中，MPIC 80mp區(qū)域內(nèi)的通道孔圖形需要經(jīng)常改變。
該SoC芯片的通道孔圖形可以用兩張掩模版(區(qū))來(lái)實(shí)現(xiàn)ASIC通道孔掩模版80ASO(圖12B)和MPIC通道孔掩模版30MPO(圖12C)。ASIC掩模版80ASO含有片內(nèi)ASIC80as的通道孔圖形90aa、90ab、90ba，但無(wú)片內(nèi)MPIC 80mp的通道孔圖形。MPIC掩模版30MPO含有片內(nèi)MPIC 80mp的通道孔圖形90bb-90cc，但在其對(duì)應(yīng)于片內(nèi)ASIC 80as的區(qū)域內(nèi)無(wú)通道孔圖形。這兩張掩模版80ASO和30MPO可以通過(guò)光刻“或”運(yùn)算形成所需的通道孔圖形80SOC。注意到，除通道孔圖形外，SoC中的別的薄膜圖形也可以通過(guò)光刻邏輯運(yùn)算合成，在此不再贅述。
b.分段線如圖13A所示，通過(guò)改變分段缺口161g的位置，可以調(diào)整分段線161’、161”的長(zhǎng)度。分段線可以通過(guò)光刻邏輯運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)，它需要兩張掩模版(區(qū))一是連續(xù)線掩模版；一是分段缺口掩模版。圖13B-圖13C描述了一種實(shí)施例。
圖13B-圖13C分別表示一連續(xù)線掩模版80M和一分段缺口掩模版80G。連續(xù)線掩模版80M上的線條圖形161、162為暗圖形，分段缺口掩模版80G上的開口圖形161o、162o為明圖形，這些圖形在硅片上的相對(duì)位置由圖13C表示。通過(guò)光刻“或”運(yùn)算，掩模版80M、80G形成圖13A中的分段線圖形。通過(guò)控制分段缺口掩模版中開口的位置，可以根據(jù)用戶需要改變分段線的長(zhǎng)度。注意到，開口161o超出線條161的部分161oo對(duì)最后分段線的形狀無(wú)影響。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)開口161o的形狀要求不是很高(參見(jiàn)圖2B)。
圖13DA-圖13DC是一分段線的工藝流程(這些截面圖為在圖13A中沿C1-C2的截面圖)。該流程使用常規(guī)的金屬化工藝。第一曝光對(duì)連續(xù)線掩模版80M曝光，故除區(qū)域161、162外的其余區(qū)域上的光刻膠18pr均被曝光(圖13DA)；第二曝光對(duì)分段線掩模版80G曝光，故區(qū)域161(即分段缺口161g)內(nèi)的光刻膠18pr曝光(圖13DB)；顯影后，只有區(qū)域162內(nèi)的光刻膠留下來(lái)。
分段線的另一工藝流程基于平面化填充(damascene)。它要求在填充金屬前形成溝道，平面化填充使用的溝道掩模版80T(圖13E)與連續(xù)線掩模版80M(圖13B)圖形互補(bǔ)，它不適合光刻“或”運(yùn)算。為了能使用平面化填充，最好采用負(fù)膠技術(shù)。使用負(fù)膠技術(shù)的好處是可以使用相同的掩模版組(即連續(xù)線掩模版80M和分段線掩模版80G)來(lái)形成所需的溝道圖形。其工藝流程見(jiàn)圖13FA-圖13FC。它與圖13DA-圖13DB類似，唯一不同的是光刻膠18pr僅在區(qū)域162處被去掉，在別的區(qū)域均留下。很明顯，該工藝流程可以形成圖13DA-圖13DC的分段線。
D.高階修正掩模版通過(guò)圖形分布，掩模圖形之間的間距可以比常規(guī)掩模版大很多。相應(yīng)地，掩模圖形之間的接近效應(yīng)(optical proximity effect)減少很多，同時(shí)，掩模圖形之間較大的間距可以用來(lái)設(shè)計(jì)一些更復(fù)雜的高階修正結(jié)構(gòu)，從而可以實(shí)現(xiàn)具有高階圖形修正的掩模版。圖14AA-圖15BC描述多個(gè)具有高階圖形修正的掩模版。
圖14AA-圖14AC描述一利用圖形分布掩模版來(lái)實(shí)現(xiàn)高密度通道孔的光刻流程。圖14AA表示期望的、硅片18SI上的通道孔圖形18a-18p。這里所示的通道孔僅表示該處可能有通道孔，它如是實(shí)線(如18a)，則表示該處有通道孔；如是虛線(如18b)，則表示該處并無(wú)通道孔。每個(gè)通道孔的邊長(zhǎng)為Dv，通道孔之間的間距為Sv。
為了實(shí)現(xiàn)圖14AA中的通道孔圖形，可以使用一具有四個(gè)掩模區(qū)18A-18D的圖形分布掩模版18MS和一運(yùn)算型光刻系統(tǒng)。如圖14AB所示，在掩模版18MS中，每個(gè)掩模區(qū)含有一部分通道口圖形，如掩模區(qū)18A中含有通道口圖形18e’、18g’、18m’、18o’，掩模區(qū)18B中含有通道口圖形18a’、18c’、18i’、18k’。
曝光流程如圖14AC所示第1曝光時(shí)，掩模區(qū)18A的原點(diǎn)O1與曝光孔原點(diǎn)OO重合，掩模版18MS的位移ΔS為(0，0)，硅片上通道孔18e、18g、18m、18o被曝光；第2曝光時(shí)，掩模區(qū)18B的原點(diǎn)O2與曝光孔原點(diǎn)OO重合，掩模版18MS的位移ΔS為(-Sx，0)，硅片上通道孔18a、18c、18k被曝光(18i處本無(wú)通道孔)；第3曝光時(shí)，掩模區(qū)18C的原點(diǎn)O3與曝光孔原點(diǎn)OO重合，掩模版18MS的位移ΔS為(-Sx，Sy)，硅片上通道孔18l被曝光(18b、18d、18j處本無(wú)通道孔)；第4曝光時(shí)，掩模區(qū)18D的原點(diǎn)O4與曝光孔原點(diǎn)OO重合，掩模版18MS的位移ΔS為(0，Sy)，硅片上通道孔18f、18p被曝光(18h、18n處本無(wú)通道孔)。
在圖形分布掩模版18MS中，通道孔之間的間距Sv3等于3F，這是常規(guī)掩模版中通道孔圖形間距的3倍。一般說(shuō)來(lái)，如圖形分布掩模版含有n2個(gè)掩模區(qū)，則其通道孔圖形間距可以是常規(guī)掩模版中通道孔圖形間距的(2n-1)倍。使用具有較稀疏掩模圖形的掩模版，即圖形分布掩模版，至少有以下兩個(gè)好處1、在對(duì)每個(gè)掩模區(qū)曝光時(shí)，掩模圖形之間的光學(xué)接近效應(yīng)(optical proximity effect，簡(jiǎn)稱為OPC)減少很多，因而能極大地減少OPC運(yùn)算量，降低成本；2、更重要的是，較大的掩模圖形間距可以用來(lái)設(shè)計(jì)一些更復(fù)雜的光學(xué)修正結(jié)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)具有高階修正圖形的掩模版，即高階修正掩模版。相比之下，常規(guī)掩模版上的圖形間距可以是1F，在其上形成復(fù)雜的高階修正圖形不現(xiàn)實(shí)。在使用相同曝光設(shè)備的情形下，高階修正掩模版的曝光精度更好，且還可以是二元掩模版。圖14BA-圖14DC描述了幾個(gè)高階修正掩模版。
圖14BA-圖14BC描述邊緣移相OPM一個(gè)例子。這里，通道孔18g’是一零階明圖形，邊緣移相膜18ps為其一階修正圖形，它圍繞至少部分零階明圖形18g’。這里，零階明圖形18g’和其所有的修正圖形18ps組成一套掩模明圖形，它們?cè)诠杵闲纬伤谕拿鲌D形。如使用常規(guī)掩模版，掩模圖形間的小間距(～1F)使邊緣移相膜18ps的設(shè)計(jì)受到諸多限制，如邊緣移相膜18ps的寬度Wcs不能大于F/2。對(duì)于圖形分布掩模版來(lái)說(shuō)，零階明圖形之間的間距Dv3較大(至少～3F)，邊緣移相膜18ps的寬度Wcs可以增加3倍，即它可以大于F/2。換一句話說(shuō)，掩模明圖形的范圍(即最高階修正圖形18ps最外緣之間的距離)Rc可以大于2F，這在現(xiàn)有技術(shù)中是不可能的。所以，邊緣移相膜18ps的設(shè)計(jì)、制造和優(yōu)化更易于實(shí)現(xiàn)。
圖14CA-圖14DC表示兩種具有二階修正圖形的掩模版。在圖14CA-圖14CB中，通道孔18g’周圍形成了一個(gè)二階修正環(huán)18psa，該二階修正環(huán)18psa圍繞至少部分零階明圖形18g’且通過(guò)一隔離結(jié)構(gòu)18sf與通道孔18g’隔開。隔離結(jié)構(gòu)18sf可以為鉻(Cr)膜、移相膜或一溝道。這里，通道孔18g’、隔離結(jié)構(gòu)18sf和二階修正環(huán)18psa組成一套掩模明圖形，其范圍Rc可以大于2F。該實(shí)施例的掩模版18A是一二元掩模版。二階修正環(huán)18psa為一明圖形，且其寬度最好小于零階明圖形的寬度。二元掩模版的制造更容易，成本更低。從圖14CC中曝光光線的電場(chǎng)強(qiáng)度圖可看出，二階修正環(huán)18psa產(chǎn)生的電場(chǎng)18psaE將通道孔圖形18g’產(chǎn)生的一階衍射電場(chǎng)18gE相互抵消，最后形成的曝光電場(chǎng)18cE具有很好的形狀。
圖14DA-圖14DB的實(shí)施例綜合了圖14BA-圖14BC和圖14CA-圖14CC的精神。通道孔18g’周圍形成了一個(gè)一階修正環(huán)18ps’和一個(gè)二階修正環(huán)18ps”，它們組成一套掩模明圖形，其范圍Rc可以大于2F。在該實(shí)施例中，一階修正環(huán)18ps’可含移相材料，二階修正環(huán)18ps”可為一般明圖形。從圖14DC的電場(chǎng)強(qiáng)度圖可以看出，兩個(gè)修正環(huán)18ps’、18ps”的曝光電場(chǎng)可以基本消去來(lái)自通道孔的一階最大衍射場(chǎng)18cE’，故該實(shí)施例可以達(dá)到極好的分辨率。實(shí)際上，上述實(shí)施例是二階Fresnel cone plate的一個(gè)特例。
除通道孔外，圖形分布也能提高線條分辨率。圖15AB中的圖形分布掩模版28MS可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖15AA中的互連線28a-28c。這里，只對(duì)明圖形(這里，明圖形為線間距，即線條之間的間距)進(jìn)行圖形分布。圖15AB中的運(yùn)算型掩模版28MS含有兩個(gè)掩模區(qū)28A、28B掩模區(qū)28A含有互連線間隙圖形29a’、29c’；掩模區(qū)28B含有互連線間隙圖形29b’、29z’。其曝光過(guò)程可參考圖9EA-圖9EG。
在圖形分布掩模版上，線間隙之間的間距Sm3比常規(guī)掩模版上的間距Sm增大3倍。這能方便高階修正結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。圖15BA-圖15BC描述了幾個(gè)對(duì)線間隙進(jìn)行光學(xué)修正的實(shí)施例。圖15BA的掩模版28MSP類似于圖14BA，它含有一沿線間隙29b’的一階修正結(jié)構(gòu)29ps(如移相膜)，它們組成一套掩模明圖形。在沿線間隙寬度的方向上，掩模明圖形的范圍Rc可以大于2F。圖15BB與圖14CA類似，掩模版28B含有一二階修正結(jié)構(gòu)29psa，它為一二元掩模版。圖15BC的掩模版28B’與圖14DA相似，它含有兩階修正結(jié)構(gòu)29ps’、29ps”。
E.薄膜掩模版運(yùn)算型光刻系統(tǒng)還可以應(yīng)用在薄膜掩模版(包括X光掩模版、電子束掩模版)中。X光掩模版(或電子束掩模版)的掩模圖形一般形成在一薄膜(如氮化硅)上。為了提高薄膜掩模版的耐用性，最好在薄膜掩模版下形成支架。為容納這些支架，最好使用圖形分布掩模版，即將掩模圖形分?jǐn)偟蕉鄠€(gè)掩模區(qū)上。在每個(gè)掩模區(qū)上可以存在無(wú)效曝光區(qū)，它們可用來(lái)形成支架。通過(guò)對(duì)這些掩模區(qū)進(jìn)行光刻邏輯運(yùn)算，在硅片上形成所需的圖形。
圖16AA-圖16BB描述薄膜掩模版的第一實(shí)施例。它含有第一掩模區(qū)135A和第二掩模區(qū)135B。圖16AA-圖16AB是第一掩模區(qū)135A的截面圖和頂視圖。支架138s1位于第一掩模區(qū)135A下方。在該實(shí)施例中，支架138s1內(nèi)的掩模區(qū)為無(wú)效曝光區(qū)，其對(duì)應(yīng)的硅片圖形需要形成在第二掩模區(qū)135B內(nèi)。圖16BA-圖16BB是第二掩模區(qū)135B的截面圖和頂視圖。其支架圖形138s2、138s3與第一掩模區(qū)135A的支架圖形138s1基本互補(bǔ)。第二掩模區(qū)135B上的掩模圖形137b’、137c通過(guò)光刻“或”運(yùn)算，與第一掩模區(qū)135A的掩模圖形137a、137b合并在硅片上形成所需圖形。在該實(shí)施例中，無(wú)效曝光區(qū)138s1-138s3中沒(méi)有掩模圖形。
圖16CA-圖16DB描述薄膜掩模版的第二實(shí)施例。與第一實(shí)施例比較，其無(wú)效曝光區(qū)138s1’由掩模圖形138s1’定義，而非通過(guò)支架138s1來(lái)定義。這樣，無(wú)效曝光區(qū)138s1’的區(qū)域定義更精確，且支架138s1’的設(shè)計(jì)可以有更大的自由度，如可以使用直支架138s1’。
3.光刻編程系統(tǒng)光刻編程系統(tǒng)也能提高掩模版的再使用率。其核心技術(shù)是可編程掩模版。可編程掩模版是“軟”掩模版，它可以根據(jù)設(shè)置數(shù)據(jù)調(diào)整其圖形。一種具有廣泛用途和極佳可制造性的可編程掩模版是開口可編程掩模版(opening-programmable mask，簡(jiǎn)稱為OPM掩模版)。它能控制各種開口類圖形(如互連線層間連接、互連線缺口)的存在與否。以下(圖17)對(duì)光刻編程系統(tǒng)做一簡(jiǎn)單的介紹，其具體實(shí)現(xiàn)方法可以參考由同一申請(qǐng)人于2002年9月29日遞交的、申請(qǐng)?zhí)枮?2131352.0的中國(guó)專利申請(qǐng)“光刻編程系統(tǒng)及其應(yīng)用”。
A.開口可編程掩模版(OPM掩模版)圖17AA表示一用戶12將用戶數(shù)據(jù)17傳輸?shù)郊庸S14的流程。用戶數(shù)據(jù)17通過(guò)媒介18(如因特網(wǎng)、硬盤、光盤等)送到加工廠14。加工廠14將用戶數(shù)據(jù)17處理后形成設(shè)置數(shù)據(jù)16，并用它來(lái)控制光刻編程系統(tǒng)20，從而將用戶數(shù)據(jù)“固化”到硅片中。圖17AB表示一光刻編程系統(tǒng)20的層次結(jié)構(gòu)。其核心部分是一OPM掩模版30。一般說(shuō)來(lái)，每個(gè)OPM掩模版30含有光調(diào)制面(LMP)38和開口定義面(ODP)32。光調(diào)制面38控制是否在該開口70處曝光(參見(jiàn)圖17CA)；開口定義面32確定在硅片上最終曝光時(shí)開口70的形狀(參見(jiàn)圖17CB)。
圖17B表示一種透射型光刻編程系統(tǒng)20。它含有光源26、透射型OPM掩模版30t和光具組24。來(lái)自光源26的曝光光線在通過(guò)透射型OPM掩模版30t后，其明暗度由設(shè)置數(shù)據(jù)16控制。它再經(jīng)過(guò)光具組24透射到目標(biāo)載體22上。
圖17CA是一光調(diào)制面38的頂視圖。它控制是否在開口70aa-70bb處(圖17CB)曝光。該光調(diào)制面38含有設(shè)置數(shù)據(jù)總線16、一個(gè)2×2的光調(diào)制元矩陣40aa-40bb及其行解碼器16a、列解碼器16b。光調(diào)制元40aa含有光調(diào)制區(qū)50aa和周邊電路區(qū)60aa。光調(diào)制區(qū)的大小為Dc，間隔為Sc，周期為Pc。在其“ON”狀態(tài)，光調(diào)制元能透射光線；在其“OFF”狀態(tài)，則不能。圖17CB是一開口定義面(ODP)32的頂視圖。它確定在硅片上最終曝光時(shí)開口的形狀。每個(gè)ODP開口都與一個(gè)光調(diào)制區(qū)對(duì)準(zhǔn)并最好被其包含(如70aa與50aa對(duì)準(zhǔn))。
圖17D解釋OPM掩模版30如何對(duì)光線進(jìn)行調(diào)制。該實(shí)施例的光調(diào)制元使用一滑塊51a。當(dāng)滑塊51a覆蓋光調(diào)制區(qū)時(shí)(位置A，圖17DA)，光調(diào)制元40aa處于“OFF”狀態(tài)；當(dāng)滑塊51a離開光調(diào)制區(qū)時(shí)(位置B，圖17DB)，光調(diào)制元40aa處于“ON”狀態(tài)。
B.易于光刻編程的設(shè)計(jì)(DFL)在使用光刻編程系統(tǒng)時(shí)，最理想的情形是存在一塊或多塊通用掩模版(general-purposemask，簡(jiǎn)稱為GPM)，它(們)可運(yùn)用于大多數(shù)IC薄膜的光刻工藝中。為了與這些GPM配套，在IC版圖設(shè)計(jì)中要遵循“易于光刻編程的設(shè)計(jì)(Design-for-Litho-Programming，簡(jiǎn)稱為DFL)”通用掩模版的典型例子包括均勻OPM掩模版(uniform opening-programmable mask，簡(jiǎn)稱為UOPM掩模版)、均勻互連線掩模版(uniform metal-line mask，簡(jiǎn)稱為UMLM掩模版)等。如圖18A所示，UOPM掩模版30U上所有可編程開口具有相同尺寸Do和相同間距So，且最好為1F或2F。如圖18B所示，UMLM掩模版80UM上的互連線具有相同寬度Dm和相同間距Sm，且最好為1F。UMLM一大優(yōu)勢(shì)是其上圖形排布均勻，它可以使用高級(jí)的制版法，如交替的PSM(alternative PSM)等。為了在光刻工藝中充分利用通用掩模版，在版圖設(shè)計(jì)中最好要遵循DFL的原則。DFL包括通道孔DFL和線條DFL。
通道孔DFL可由圖19A來(lái)解釋。該實(shí)施例可用來(lái)實(shí)現(xiàn)圖12A中SoC的通道孔圖形。在圖12A中，通道孔90ba未與其周圍的通道孔對(duì)齊。為了使用UOPM掩模版30U，在版圖設(shè)計(jì)時(shí)，需把通道孔90ba平移至離它最近的可編程開口50ba處。由于UOPM掩模版30U的可編程開口具有很高密度，該平移量δ～F/2，故通道孔DFL對(duì)通道孔的版圖設(shè)計(jì)影響很小。
線條DFL可由圖19B來(lái)解釋。為實(shí)現(xiàn)分段線，連續(xù)線掩模圖形80M和分段缺口掩模圖形80G需要對(duì)準(zhǔn)。分段缺口掩模圖形80G可以通過(guò)UOPM 30U實(shí)現(xiàn)。相應(yīng)地，連續(xù)線掩模圖形，至少在編程區(qū)域內(nèi)的連續(xù)線掩模圖形，要能和UOPM 30U的可編程開口圖形重合。如線條166的寬度比1F寬(圖19BA)，則最好將其分為多條分線條168、169(圖19BB)，或至少在編程區(qū)域內(nèi)將其分為多條分線條166a、166b(圖19BC)。每條分線條的寬度最好小于等于可編程開口的大小且最好等于1F，其周期最好等于可編程開口的周期且最好等于2F。與可編程開口50bb、50cb結(jié)合，就可形成所需的分段線。
4.低成本光刻技術(shù)的應(yīng)用低成本光刻技術(shù)將nF開口掩模版、光刻編程系統(tǒng)與運(yùn)算型光刻系統(tǒng)等技術(shù)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而極大地降低光刻成本。除了可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)可編程系統(tǒng)芯片和可編程線狀圖形以外，它還可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)掩模版的冗余修復(fù)和光刻編程集成電路。
A.混合型光刻編程系統(tǒng)混合型光刻系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)光刻編程和光刻邏輯運(yùn)算，它可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)可編程系統(tǒng)芯片、可編程線條圖形。
可編程系統(tǒng)芯片的實(shí)現(xiàn)可參照?qǐng)D12和圖20A。在圖12C中，MPIC的開口圖形由一定制掩模版產(chǎn)生。實(shí)際上，它們可由圖20A中的OPM掩模版80MPO’產(chǎn)生。在ASIC區(qū)域80as內(nèi)，所有可編程開口均處于“OFF”狀態(tài)；在MPIC區(qū)域80mp內(nèi)，OPM掩模版產(chǎn)生有效開口圖形。很明顯，OPM掩模版賦予系統(tǒng)芯片光刻可編程性。
可編程線條圖形的實(shí)現(xiàn)可參照?qǐng)D20B。線條圖形可以通過(guò)將多個(gè)開口合并形成，它也可光刻編程。圖20BA表示一線條圖形，即合并開口50o3。它可由一OPM掩模版在光刻“或”系統(tǒng)內(nèi)形成，更詳細(xì)地說(shuō)，可使用多遍、錯(cuò)位曝光技術(shù)。在該實(shí)施例中，使用兩遍曝光。第一曝光時(shí)的第一掩膜圖形30O3A形成第一開口50oa(圖20BB)；第二曝光前，OPM掩模版30O3的錯(cuò)位為ΔS；第二曝光時(shí)第二掩膜圖形30O3B形成第二開口50ob(圖20BC)。兩個(gè)開口圖形50oa、50ob合并后形成圖20BA中的線條圖形50o3。該多遍、錯(cuò)位技術(shù)的一種具體實(shí)施可參見(jiàn)圖31CA-圖31DC’。可編程線條圖形還可用來(lái)形成寬線條中的缺口166g(圖19BA)。如圖20CA、圖20CB所示，它需要兩遍曝光，兩遍曝光之間OPM掩模版相對(duì)硅片位移為ΔS。開口50bb、50bb’相結(jié)合后將寬線條166切斷。
B.掩模版的冗余修復(fù)法在掩模版制造過(guò)程中，主掩模版(即用來(lái)形成硅片圖形的掩模版)難免會(huì)有缺陷?？梢詫⒘硪谎谀０?區(qū))作為冗余掩模版，并通過(guò)光刻邏輯運(yùn)算來(lái)修復(fù)缺陷。圖21AA-圖21CC表示多種掩模版的冗余修復(fù)方案。
圖21AA-圖21AC表示一種基于光刻“或”運(yùn)算來(lái)修復(fù)掩模版的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，主OPM掩模版30p(圖21AA)與一冗余OPM掩模版30r(圖21AC)一起形成所需的硅片圖形。在光刻“或”系統(tǒng)中，每個(gè)冗余光調(diào)制元(在冗余OPM掩模版30r上的光調(diào)制元，如40r1)對(duì)應(yīng)于一主光調(diào)制元(在主OPM掩模版30p上的光調(diào)制元，如40_1)。對(duì)于無(wú)缺陷的主光調(diào)制元40_2，其對(duì)應(yīng)的冗余光調(diào)制元40r2處于“OFF”狀態(tài)；對(duì)于缺陷主光調(diào)制元40_1(圖21AA)；可以使用聚焦離子束(FIB)等辦法在缺陷光調(diào)制元40_1處添加一吸光材料51af，從而將其抹黑(圖21AB)；其糾錯(cuò)圖形由冗余光調(diào)制元40r1攜帶(圖21AC)。
實(shí)際上，OPM掩模版可以實(shí)現(xiàn)自修復(fù)，這得力于多次、錯(cuò)位曝光。圖21BA-圖21BB描述了一種具有自修復(fù)功能的OPM掩模版。這里，OPM掩模版30的光調(diào)制元40_1為缺陷元，它被抹黑。在主(第一)曝光20P之后，將掩模版(或硅片)平移ΔS(＝Po)，再進(jìn)行冗余(第二)曝光20R。這時(shí)，OPM掩模版30的圖形需作相應(yīng)改變。因?yàn)樵谌哂嗥毓?0R時(shí)，光調(diào)制元40_2(40r)位于主曝光20P時(shí)缺陷光調(diào)制元40_1的位置，故光調(diào)制元40_2(40r2)需顯示缺陷光調(diào)制元40_1的糾錯(cuò)圖形，而別的光調(diào)制元均為“OFF”。通過(guò)兩次曝光20P、20R后，在硅片形成所需的圖形。
除了修復(fù)OPM掩模版外，圖形分布還可以用來(lái)修復(fù)非編程(常規(guī))掩模版(包括各種高精度掩模版)?，F(xiàn)有技術(shù)在制造掩模版時(shí)，對(duì)于主掩模版上的缺陷，一般采取缺陷處修復(fù)，即先清理主掩模版上的缺陷圖形，然后直接在該缺陷處形成糾錯(cuò)結(jié)構(gòu)。因?yàn)檠谀D形具有精細(xì)結(jié)構(gòu)且其周圍具有密集的掩模圖形，缺陷處修復(fù)很難只清理缺陷圖形，而不損傷缺陷附近的、好的掩模圖形。對(duì)OPC和PSM掩模版來(lái)說(shuō)，更難對(duì)它們直接進(jìn)行修復(fù)。本發(fā)明提供了一種冗余修復(fù)法，即不直接在缺陷處形成糾錯(cuò)結(jié)構(gòu)，而在冗余掩模區(qū)形成糾錯(cuò)結(jié)構(gòu)。因?yàn)榧m錯(cuò)結(jié)構(gòu)形成在一張掩模版的不同區(qū)域或不同掩模版上，故其形成過(guò)程不會(huì)影響主掩模版上好的掩模圖形。所以，這種冗余修復(fù)法更可靠，它能提高掩模版的成品率并尤其適合于OPC和PSM掩模版。
圖21CA表示一圖形分布掩模版88。它含有主掩模區(qū)88P和冗余掩模區(qū)88R。主掩模區(qū)88P含有多個(gè)抹黑區(qū)域40_1、40_2。這些抹黑區(qū)域覆蓋缺陷并最好通過(guò)在缺陷處添加吸光材料51af來(lái)形成(圖21CB)。冗余掩模區(qū)88R含有多個(gè)糾錯(cuò)區(qū)域40r1、40r2，這些糾錯(cuò)區(qū)域(如40r1)與主掩模版88P上的抹黑(缺陷)區(qū)域(如401)一一對(duì)應(yīng)，它們攜帶缺陷的糾錯(cuò)圖形(圖21CC)。通過(guò)光刻“或”運(yùn)算，主掩模區(qū)88P和冗余掩模區(qū)88R上的圖形合并形成硅片所需圖形。注意到，主掩模區(qū)和冗余掩模區(qū)可以位于兩張掩模版上。冗余修復(fù)法特別適合于修復(fù)PSM掩模版和OPC掩模版。
另外，還可以使用OPM掩模版來(lái)修復(fù)非編程開口類掩模版。該方法的優(yōu)點(diǎn)是OPM掩模版的設(shè)置隨時(shí)可以根據(jù)掩模版修復(fù)的需要來(lái)調(diào)整，且該調(diào)整步驟所需時(shí)間很短。相應(yīng)地，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)缺陷開口掩模版的現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)。
圖21DA-圖21DC表示一基于邏輯“與”運(yùn)算的掩模版修復(fù)法。主光調(diào)制區(qū)38p’含有缺陷光調(diào)制元40_1(圖21DA)。其缺陷51ad’可以使用激光或聚焦離子束等辦法清除，這樣該光調(diào)制元40_1始終為明(圖21DB)。然后利用冗余光調(diào)制面上的光調(diào)制元40r1′來(lái)調(diào)制該缺陷元40_1處的光強(qiáng)，而與無(wú)缺陷元40_2相對(duì)應(yīng)的光調(diào)制元40r2′均被控制在“ON”狀態(tài)(圖21DC)。該方法也能應(yīng)用于非編程常規(guī)掩模版的修復(fù)中。
C.光刻編程集成電路低成本光刻技術(shù)可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)光刻編程集成電路(litho-programmable IC，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)P-IC)。LP-IC的例子包括光刻編程半定制集成電路(litho-programmable SCIC，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)P-SCIC)和光刻編程專用集成電路(litho-programmable ASIC，簡(jiǎn)稱為L(zhǎng)P-ASIC)。
LP-IC含有至少一層光刻編程薄膜，其上含有多個(gè)光刻編程開口類圖形。它可通過(guò)使用UOPM、最好還有UMLM來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一種LP-IC流程(圖22)中，用戶首先產(chǎn)生一組用戶數(shù)據(jù)17，然后向加工廠送出一份訂單17o；加工廠回以一報(bào)價(jià)17p。相應(yīng)地，此訂單的預(yù)期收入為訂單定量和加工廠報(bào)價(jià)的乘積。如用常規(guī)方法來(lái)實(shí)現(xiàn)該訂單，則需要使用一套定制掩模版來(lái)實(shí)現(xiàn)這些開口類圖形，這套定制掩模版具有一定制掩模版價(jià)格。對(duì)于LP-IC來(lái)說(shuō)，其預(yù)期收入值可以小于該定制掩模版價(jià)格；對(duì)于常規(guī)(非光刻編程)IC來(lái)說(shuō)，其成本包括定制掩模版價(jià)格和其它工藝和材料成本，故其預(yù)期收入不可能低于定制掩模版價(jià)格。故本發(fā)明通過(guò)對(duì)特定訂單的預(yù)期收入值來(lái)區(qū)分LP-IC和常規(guī)IC。
LP-IC的一個(gè)例子是光刻編程半定制集成電路(LP-SCIC)。在LP-SCIC中，一定數(shù)目的定制薄膜是通過(guò)光刻編程實(shí)現(xiàn)的。LP-SCIC包括光刻編程只讀存儲(chǔ)器(LP-ROM)和光刻編程門陣列(LP-PGA)。LP-IC的另一例子—光刻編程專用集成電路(LP-ASIC)—進(jìn)一步發(fā)揮低成本光刻技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了ASIC后端工藝的無(wú)(至少無(wú)昂貴)定制掩模版化。LP-ASIC的前端版圖設(shè)計(jì)(如晶體管)與常規(guī)ASIC相似，即采用全定制的方法。這樣能節(jié)省芯片面積，并實(shí)現(xiàn)高速集成電路。在其后端布線層的版圖設(shè)計(jì)中，需遵循“用于ASIC的、易于光刻編程的設(shè)計(jì)(ASIC-DFL)”，即在LP-ASIC的至少一金屬層中，所有的互連線均沿第一方向排列且其寬度和間距最好均為1F；在與之相鄰的至少一金屬層中，所有的互連線均沿第二方向排列且其寬度和間距最好均為1F。相應(yīng)地，在LP-ASIC中，可以通過(guò)重復(fù)使用兩張通用掩模版(即一張UOPM掩模版和一張UMLM掩模版)來(lái)實(shí)現(xiàn)所有后端布線層的互連線圖形，而在常規(guī)ASIC中這需要十幾張甚至幾十張掩模版。此外，這些通用掩模版可以用在幾乎所有的LP-ASIC產(chǎn)品中，故在每個(gè)LP-ASIC芯片上分?jǐn)偟降耐ㄓ醚谀０娉杀竞艿汀?br> 圖23AA-圖23AB描述了通用掩模版的兩個(gè)特例。圖23AA表示一2F UOPM掩模版30U2，圖23AB表示一1F UMLM掩模版80UM(與圖18B相同)。在2F UOPM掩模版30U2上，光調(diào)制元的邊長(zhǎng)Do’和間距So’均等于2F或至少在2F附近。2F UOPM掩模版30U2較易制造，且它完全可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)層間連接和分段缺口(圖2A-圖2B)。當(dāng)然，通用掩模版也可以是圖18A中的1F UOPM掩模版。
圖23BA-圖23BC描述一種應(yīng)用通用掩模版來(lái)實(shí)現(xiàn)LP-ASIC的實(shí)施例。圖23BA中的互連線00as包括常規(guī)ASIC設(shè)計(jì)中經(jīng)常遇到的互連線例子，如寬互連線201(寬度為2F)、折線203/203’(折線的兩段203、203’通過(guò)通道孔203v連接)、錯(cuò)位線202(錯(cuò)位線整體沿y方向，但在x方向上有一錯(cuò)位)?，F(xiàn)有技術(shù)需要使用三張定制掩模版來(lái)實(shí)現(xiàn)這些互連線，即一張高層互連線掩模版、一張低層互連線掩模版、一張通道孔掩模版。而本發(fā)明只需兩張通用掩模版，即一張2F UOPM掩模版(圖23AA)和一張UMLM掩模版(圖23AB)。與圖23BA等效的LP-IC互連線版圖00lp見(jiàn)圖23BB-圖23BC。這里，高層互連線00UM均沿x方向排列，低層互連線00LM均沿y方向排列。對(duì)于圖23BA中的寬互連線201，圖23BB使用了兩條1F高層互連線211、212，同時(shí)利用低層互連線221’、222’以及層間連接開口251將它們短接在一起；對(duì)于圖23BA中折線203/203’，圖23BB無(wú)變化，即使用高低兩層互連線和一層間連接開口；對(duì)于圖23BA的錯(cuò)位線202，常規(guī)ASIC技術(shù)可只使用低層互連線00LM，但在LP-ASIC中，由于ASIC-DFL規(guī)則，當(dāng)錯(cuò)位線202轉(zhuǎn)向x方向時(shí)，需要使用高層互連并通過(guò)和兩個(gè)層間連接開口253、254相連。
為實(shí)現(xiàn)圖23BB、圖23BC中的低層互連線221’-224’，可將UMLM掩模版80UM在光刻機(jī)中沿y方向放置。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)低層互連線線段221’和221”、222’和222”、223’和223”之間的分段缺口，需要對(duì)UOPM掩模版30U2進(jìn)行第一光刻“或”運(yùn)算(參見(jiàn)圖13A-圖13C)。在第一光刻“或”運(yùn)算時(shí)，UOPM掩模版30U2具有第一開口圖形230LG(包括開口231、232)(圖23CA)。它們?cè)诠杵吓c連續(xù)互連線圖形(包括連續(xù)線221-224)的相對(duì)位置見(jiàn)圖23CA。很明顯，開口圖形231經(jīng)過(guò)光刻“或”運(yùn)算能將連續(xù)線(如221)分割成至少兩段(221’、222’)(圖23BB)。
為了實(shí)現(xiàn)圖23BB、圖23BC中高層互連線211-214’，可將UMLM掩模版80UM在光刻機(jī)中沿x方向放置。同時(shí)，為實(shí)現(xiàn)高層互連線線段213’和213”、214’和214”之間的分段缺口，可對(duì)UOPM掩模版30U2進(jìn)行第二光刻“或”運(yùn)算。在第二光刻“或”運(yùn)算時(shí)，UOPM掩模版30U2具有第二開口圖形240UG(包括開口241、242)(圖23CB)。它們?cè)诠杵吓c連續(xù)互連線圖形(包括連續(xù)線211-214)的相對(duì)位置見(jiàn)圖23CB。很明顯，開口圖形241經(jīng)過(guò)光刻“或”運(yùn)算能將連續(xù)互連線213分割成兩段213’、213”(圖23BB)。
最后，可再次使用UOPM掩模版30U2來(lái)實(shí)現(xiàn)圖23BB、圖23BC中的層間連接。圖23CC表示該UOPM掩模版上的第三開口圖形250O(包括開口251-254)。它們?cè)诠杵吓c連續(xù)互連線圖形的相對(duì)位置見(jiàn)圖23CC。這些開口分別為高低兩層互連線提供層間連接，如開口圖形252將高層互連線213和低層互連線223短接。這里應(yīng)注意到，圖23CA-圖23CC中的三種開口圖形230LG、240UG和250O只需要一張UOPM掩模版就能實(shí)現(xiàn)。
圖23D表示實(shí)現(xiàn)圖23BA中ASIC寬互連線201的另一實(shí)施例。它使用一定制互連線掩模版80CM。通過(guò)光刻“與”運(yùn)算，該定制互連線掩模版80CM可與UMLM掩模版80UM形成所需的互連線圖形。圖23D表示它們?cè)谶M(jìn)行光刻“與”運(yùn)算時(shí)的相對(duì)位置。在定制互連線掩模版80CM上，只有對(duì)應(yīng)于圖23BA中的寬互連線(如201)處才有互連線圖形167’，且其寬度Dm’只要大于等于線間隔167s(～1F)。為實(shí)現(xiàn)寬互連線201上缺口，可對(duì)UOPM掩模版30U2多次、錯(cuò)位曝光(參見(jiàn)圖20CA-圖20CB)。定制互連線掩模版80CM上只有寬圖形(＞1F)，它能容忍較大的寬度誤差和套刻誤差，故其掩模版和工藝成本均較低。
上述LP-ASIC的實(shí)施方法不僅可以使用在單獨(dú)ASIC芯片的設(shè)計(jì)中，還可用在含有嵌入式ASIC的系統(tǒng)芯片(SoC)的設(shè)計(jì)中。圖23E描述該系統(tǒng)芯片00的一實(shí)施例。它含有一ASIC塊00as和其它功能塊00fb。其它功能塊00fb一般是含有第三者知識(shí)產(chǎn)權(quán)的集成電路塊，如存儲(chǔ)器(RAM、ROM等)、數(shù)據(jù)處理器(CPU、DSP等)。該系統(tǒng)芯片可通過(guò)對(duì)兩套掩模版進(jìn)行光刻“或”運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖12A-圖12C所示，一套掩模版對(duì)應(yīng)于ASIC塊00as(ASIC掩模版組)，一套對(duì)應(yīng)于其它功能塊00fb(功能塊掩模版組)。ASIC掩模版組需要遵循LP-ASIC的原則。功能塊掩模版組可以由第三者提供，或可借用LP-ASIC的實(shí)現(xiàn)方法。
圖23F描述了LP-ASIC的一種設(shè)計(jì)流程。它與常規(guī)ASIC的設(shè)計(jì)流程類似，即包括HDL描述00H、網(wǎng)表提取00N、布局00P、布線00R、tape-out 00T等步驟。只是在布線步驟00R中需遵循ASIC-DFL規(guī)則；同時(shí)，tape-out 00T可只對(duì)前端版圖作tape-out，后端一般不需要版圖，只需輸出各種開口位置的信息，這樣tape-out 00T的信息量較小，并可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)送至加工廠。
雖然以上說(shuō)明書具體描述了本發(fā)明的一些實(shí)例，熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，在不遠(yuǎn)離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可以對(duì)本發(fā)明的形式和細(xì)節(jié)進(jìn)行改動(dòng)。這并不妨礙它們應(yīng)用本發(fā)明的精神。譬如說(shuō)，本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例用金屬線作為例子，實(shí)際上，這些實(shí)施例也可以應(yīng)用到多晶硅線或別的線條圖形中。低成本光刻技術(shù)可以很容易地延伸到下一代光刻(如X光、電子束、粒子束)技術(shù)中。因此，除了根據(jù)附加的權(quán)利要求書的精神，本發(fā)明不應(yīng)受到任何限制。
權(quán)利要求
1.一種在集成電路中用于形成開口類圖形的開口掩模版，其特征在于含有以下(A)-(B)中結(jié)構(gòu)中的一種(A)多個(gè)具有相同尺寸的開口(50o1，50o2)，所述開口的尺寸(Do)大于所述開口之間的最小間距(So)；(B)至少一合并開口圖形(50o2)和至少一獨(dú)立開口圖形(50o1)，該合并開口圖形的一邊長(zhǎng)(Wo2)等于該獨(dú)立開口的一邊長(zhǎng)(Wo)，該合并開口圖形的另一邊長(zhǎng)(Lo2)大于該獨(dú)立開口的另一邊長(zhǎng)(Lo)。
2.一種集成電路中的層間連接結(jié)構(gòu)，其特征在于含有一第一低層互連線(331，332，174)；一高層互連線(311，312)；一介于低層互連線和高層互連線之間的層間介質(zhì)(400a)；一位于該層間介質(zhì)內(nèi)的開口(321a，322a，50o2)，在沿所述高層互連線(311)的方向上，該開口(321a)的尺寸(1la)大于該低層互連線(331)的寬度(1wl)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的層間連接結(jié)構(gòu)，其特征在于還具有以下(A)-(E)特征中的至少一種(A)在垂直所述高層互連線(312)的方向上，該開口(322a)的尺寸(2wa)等于該高層互連線(312)的寬度(2wm)；(B)所述開口(50o2)下具有第二低層互連線(175)；(C)所述第一低層互連線(331)上表面的上方和/或兩側(cè)具有刻蝕停止膜(400d8，400d2，400d4)；(D)所述開口具有傾斜側(cè)墻(400a’)；(E)高層互連線(311、312)的至少一邊具有介質(zhì)間隔(400sp)。
4.一種圖形分布掩模版(88)，其特征在于含有至少兩個(gè)互不重疊的掩模區(qū)(88A’，88B’)，至少一個(gè)所述掩模區(qū)所覆蓋的面積接近常規(guī)掩模版上掩模區(qū)所覆蓋的面積，所述兩個(gè)掩模區(qū)所覆蓋的面積大于常規(guī)掩模版上掩模區(qū)所覆蓋的面積。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圖形分布掩模版，其特征還在于含有以下(A)-(D)特征中的至少一種(A)在通過(guò)所述掩模版形成的集成電路薄膜圖形上，所述兩個(gè)掩模區(qū)形成的圖形相互疊加。(B)含有至少一支架(88s)；(C)至少一掩模區(qū)含有多個(gè)明圖形(18g’，18o’)，所述明圖形之間的最小間距(Sv3)大于所述明圖形的最小尺寸(Dv)；(D)至少一掩模區(qū)為主掩模區(qū)(88P)，至少另一掩模區(qū)為冗余掩模區(qū)(88R)。
6.一種高階修正掩模版，其特征在于含有以下(A)-(B)結(jié)構(gòu)中的至少一種(A)一零階明圖形(18g’，29b’)，以及所述零階明圖形的至少一高階修正圖形(18psa，18ps”，29psa，29ps”)，該高階修正圖形圍繞至少一部分所述零階明圖形且由一隔離結(jié)構(gòu)(18sf，29sf)與所述零階明圖形分開；(B)一零階明圖形(18g’，29b’)，以及所述零階明圖形的至少一高階修正圖形(18ps，18psa，18ps”，29ps，29psa，29ps”)，該高階修正圖形圍繞至少一部分所述零階明圖形，在沿所述零階明圖形寬度的方向上，所述高階修正圖形最外邊緣之間的距離(Rc)大于等于所述零階明圖形寬度的兩倍。
7.一種運(yùn)算型光刻系統(tǒng)，其特征在于還含有以下(A)-(E)結(jié)構(gòu)中的至少一種(A)一掩模版(88)或一掩模版固定器(88H)；一能精確移動(dòng)所述掩模版或所述掩模版固定器的裝置；(B)一第一光具組(20A，20C)和一第二光具組(20B，20D)，所述第一和第二光具組產(chǎn)生的掩模圖形均能被投影到所述目標(biāo)載體的同一區(qū)域；(C)一第一掩模版固定器和一第二掩模版固定器，位于所述第一和第二掩模版固定器的掩模版均能對(duì)光刻系統(tǒng)中的同一曝光光線進(jìn)行濾光；(D)一主掩模版和一冗余掩模版；(E)一套成熟掩模版(80ASO)和一套易變掩模版(80MPO)。
8.一種光刻編程專用集成電路，其特征在于含有第一導(dǎo)線層(00LM)，該第一導(dǎo)線層中所有導(dǎo)線(221’-224’)均沿第一方向排列，所述第一導(dǎo)線層含有至少一第一分段缺口(231，232)；第二導(dǎo)線層(00UM)，該第二導(dǎo)線層與所述第一導(dǎo)線層相鄰且位于所述第一導(dǎo)線層上方，該第二導(dǎo)線層中所有導(dǎo)線(211-214”)均沿第二方向排列，所述第二導(dǎo)線層含有至少一第二分段缺口(241，242)；至少一層間連接(251-254)，該層間連接將至少部分所述第一導(dǎo)線層與至少部分第二導(dǎo)線層相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的光刻編程集成電路，其特征還在于所述第一和第二分段缺口(231，232，241，242)的最小尺寸等于所述層間連接(251-254)在沿所述第一方向上的最小尺寸。
10.一種光刻編程集成電路的訂購(gòu)方法，其特征在于包括以下步驟送出該光刻編程集成電路的一訂單，該訂單對(duì)應(yīng)于一組用戶數(shù)據(jù)并有一定量，該組用戶數(shù)據(jù)決定所述光刻編程集成電路中的至少一層光刻編程開口類圖形，如果使用常規(guī)定制開口掩模版來(lái)實(shí)現(xiàn)所述光刻編程開口類圖形，所述常規(guī)定制開口掩模版具有一常規(guī)掩模版價(jià)格；接到該定單的一報(bào)價(jià)，所述報(bào)價(jià)和所述訂量之積等于該訂單的預(yù)期收入，所述預(yù)期收入低于所述常規(guī)掩模版價(jià)格。
全文摘要
本發(fā)明提出的低成本光刻技術(shù)基于兩種方案1.使用低精度的nF開口掩模版(開口大小～nF，n＞1)形成高精度的開口類圖形(開口大小～1F)；2.通過(guò)使用運(yùn)算型光刻系統(tǒng)和/或光刻編程系統(tǒng)來(lái)提高掩模版的再使用率。它可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)光刻編程集成電路等。低成本光刻技術(shù)中的圖形分布還能應(yīng)用到高精度掩模版中，實(shí)現(xiàn)高階修正掩模版(即對(duì)掩模版圖形進(jìn)行高階修正)和掩模版的冗余修復(fù)(即通過(guò)冗余掩模圖形來(lái)修復(fù)有缺陷的掩模版)。
文檔編號(hào)G03F1/38GK1445604SQ0310810
公開日2003年10月1日 申請(qǐng)日期2003年3月19日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月20日
發(fā)明者張國(guó)飆 申請(qǐng)人:張國(guó)飆