具有減小的間距和線間隔的集成電路及其形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，具體而言，涉及具有減小的間距和線間隔的集成電路及其形成方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雙重圖案化是一種為了光刻以增加部件密度而發(fā)展的技術(shù)。通常，為了在晶圓上形成集成電路的部件而使用光刻技術(shù)，該光刻技術(shù)包括應(yīng)用光刻膠，并在光刻膠上限定部件。首先在光刻掩模中限定圖案化的光刻膠中的部件，并且通過光刻掩模中的透明部分或不透明部分實(shí)施。然后將圖案化的光刻膠中的部件轉(zhuǎn)印至制造的部件。
[0003]隨著集成電路的持續(xù)的按比例縮小，光學(xué)鄰近效應(yīng)將帶來越來越大的問題。當(dāng)兩個分隔開的部件彼此太接近時(shí)，光學(xué)鄰近效應(yīng)可能引起部件彼此之間的短路。為解決這一問題，引入雙重圖案化技術(shù)。在雙重圖案化技術(shù)中，位置鄰近的部件被分隔成同一雙重圖案化掩模組的兩個光刻掩模，兩個掩模均用于曝光相同的光刻膠，或用于圖案化相同的硬掩模。在每個掩模中，部件之間的距離比其他單個掩模中部件之間的距離增大，因此，在雙重圖案化掩模中減小了光學(xué)鄰近效應(yīng)，或基本上消除了光學(xué)鄰近效應(yīng)。
[0004]然而，雙重圖案化也具有缺陷。例如，當(dāng)兩個部件在縱向方向上與同一直線對準(zhǔn)，且部件的線端彼此相對時(shí)，由于鄰近效應(yīng)和重疊變化，難以控制線端間隔的均勻性。也難以控制部件的線寬，尤其是存在與這兩個部件接近的其他部件時(shí)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種方法，包括:實(shí)施雙重圖案化工藝以形成彼此平行的第一芯軸、第二芯軸和第三芯軸，其中，所述第二芯軸位于所述第一芯軸和所述第三芯軸之間；蝕刻所述第二芯軸以將所述第二芯軸切割成第四芯軸和第五芯軸，其中，通過開口將所述第四芯軸與所述第五芯軸分隔開；在所述第一芯軸、所述第三芯軸、所述第四芯軸、和所述第五芯軸的側(cè)壁上形成間隔件層，其中，所述間隔件層完全填充所述開口 ；去除所述間隔件層的水平部分，而不去除所述間隔件層的垂直部分；將所述第一芯軸、所述第三芯軸、所述第四芯軸、所述第五芯軸和所述間隔件層的垂直部分用作蝕刻掩模以蝕刻目標(biāo)層，從而在所述目標(biāo)層中形成溝槽；以及使用填充材料填充所述溝槽。
[0006]在上述方法中，其中，所述雙重圖案化工藝包括:在芯軸層上實(shí)施第一光刻和第一蝕刻以形成所述第一芯軸和中間芯軸；以及實(shí)施第二光刻和第二蝕刻以減小所述第一芯軸的尺寸，其中，將所述中間芯軸分隔成所述第二芯軸和所述第三芯軸。
[0007]在上述方法中，其中，所述雙重圖案化工藝包括:在芯軸層上實(shí)施第一光刻和第一蝕刻以形成所述第一芯軸和中間芯軸；以及實(shí)施第二光刻和第二蝕刻以減小所述第一芯軸的尺寸，其中，將所述中間芯軸分隔成所述第二芯軸和所述第三芯軸，其中，所述第一光刻包括形成具有開口的第一圖案化的上層，并且所述第一圖案化的上層的帶狀件的寬度為所述帶狀件的間距的約三分之一。
[0008]在上述方法中，還包括:在去除所述間隔件層的水平部分之后和在蝕刻所述目標(biāo)層之前，去除與所述第一芯軸平行的第六芯軸。
[0009]在上述方法中，還包括:在去除所述間隔件層的水平部分之后和在蝕刻所述目標(biāo)層之前，去除第六芯軸的第一部分，而保留所述第六芯軸的第二部分。
[0010]在上述方法中，其中，所述目標(biāo)層包括介電材料，并且填充所述溝槽包括填充金屬材料。
[0011]在上述方法中，其中，所述第一芯軸、所述第二芯軸和所述第三芯軸包括非晶硅。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，還提供了一種方法，包括:在目標(biāo)層的上方形成芯軸層；實(shí)施第一光刻和蝕刻工藝以圖案化所述芯軸層；實(shí)施第二光刻和蝕刻工藝以及切割蝕刻工藝以圖案化所述芯軸層的剩余部分，從而在所述芯軸層中形成第一開口，其中，所述第一開口具有I形并且包括:兩個平行部分，其中，通過所述第一光刻和蝕刻工藝以及所述第二光刻和蝕刻工藝形成所述兩個平行部分；以及互連所述兩個平行部分的連接部分；在所述第一開口的側(cè)壁上形成間隔件，其中，所述間隔件填充整個所述連接部分，并且所述兩個平行部分的中心部分均未被所述間隔件填充；蝕刻所述芯軸層以去除所述芯軸層的一部分并形成第二開口，其中，所述第二開口位于所述第一開口的所述兩個平行部分之間，并且所述第二開口通過所述間隔件與所述第一開口的所述兩個平行部分間隔開；以及將所述第一開口與所述第二開口延伸至所述目標(biāo)層內(nèi)。
[0013]在上述方法中，還包括:蝕刻位于所述芯軸層下方的硬掩模以將所述第一開口和所述第二開口延伸至所述硬掩模內(nèi)，其中，通過將所述硬掩模用作蝕刻掩模來蝕刻所述目標(biāo)層。
[0014]在上述方法中，還包括:在形成所述第一開口和所述第二開口之后，使用與所述目標(biāo)層不同的材料填充所述第一開口和所述第二開口。
[0015]在上述方法中，還包括:在形成所述第一開口和所述第二開口之后，使用與所述目標(biāo)層不同的材料填充所述第一開口和所述第二開口，還包括:在填充所述第一開口和所述第二開口之前，去除所述間隔件。
[0016]在上述方法中，其中，形成所述間隔件包括:形成厚度等于或大于所述第一開口的所述連接部分的寬度的一半的間隔件層；以及在所述間隔件層上實(shí)施各向異性蝕刻，其中，未被所述各向異性蝕刻去除的所述間隔件層的剩余部分是所述間隔件。
[0017]在上述方法中，還包括:在所述芯軸層中形成所述第二開口的同時(shí)蝕刻所述芯軸層以在所述芯軸層中形成第三開口，其中，所述第三開口位于所述第一開口的所述兩個平行部分之間。
[0018]在上述方法中，其中，通過所述第一光刻和蝕刻工藝形成所述兩個平行部分中的第一個，并且通過所述第二光刻和蝕刻工藝形成所述兩個平行部分中的第二個。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的又一方面，還提供了一種方法，包括:在目標(biāo)層上方形成芯軸層；實(shí)施第一光刻和蝕刻工藝以圖案化所述芯軸層，其中，所述芯軸層的剩余部分包括形成的第一中間芯軸和第二中間芯軸；實(shí)施第二光刻和蝕刻工藝，其中，減小所述第一中間芯軸的尺寸以形成第一芯軸，并且將所述第二中間芯軸切割成第二芯軸和第三芯軸，其中，所述第一芯軸、所述第二芯軸和所述第三芯軸彼此平行，所述第二芯軸位于所述第一芯軸和所述第三芯軸之間；蝕刻所述第二芯軸以將所述第二芯軸切割成第四芯軸和第五芯軸，通過開口將所述第四芯軸與所述第五芯軸分隔開；在所述第一芯軸、所述第三芯軸、所述第四芯軸和所述第五芯軸的側(cè)壁上形成間隔件層，其中，所述間隔件層完全填充所述開口 ；以及去除所述間隔件層的水平部分，而不去除所述間隔件層的垂直部分。
[0020]在上述方法中，還包括:將所述第一芯軸、所述第三芯軸、所述第四芯軸、所述第五芯軸和所述間隔件層的所述垂直部分用作蝕刻掩模以蝕刻目標(biāo)層，從而在所述目標(biāo)層中形成溝槽；以及使用填充材料填充所述溝槽。
[0021]在上述方法中，還包括:將所述第一芯軸、所述第三芯軸、所述第四芯軸、所述第五芯軸和所述間隔件層的所述垂直部分用作蝕刻掩模以蝕刻目標(biāo)層，從而在所述目標(biāo)層中形成溝槽；以及使用填充材料填充所述溝槽，其中，所述目標(biāo)層包括介電材料，并且填充所述溝槽包括填充金屬材料以形成溝槽和通孔。
[0022]在上述方法中，其中，所述第一芯軸、所述第二芯軸和所述第三芯軸包括非晶硅。
[0023]在上述方法中，還包括:在去除所述間隔件層的所述水平部分之后和在蝕刻位于所述間隔件層下方的層之前，去除與所述第