專利名稱：在襯底上加工高密度亞光刻圖形的方法
技術領域：
本發(fā)明總的說涉及在襯底上加工高密度亞光刻圖形的方法。更具體地說，本發(fā)明涉及在襯底上利用普通的微電子加工技術加工高密度亞光刻圖形的方法，以便襯底上形成一些亞光刻間隔，而且在光刻系統(tǒng)最小分辨率的范圍內特征密度可以增加一倍或更多。
背景技術：
在微電子工業(yè)中，在襯底上圖形化特征的標準方法是采用大家都知道的光刻技術。通常先在襯底材料上涂上一層光抗蝕劑，然后用一個光源通過掩模使光抗蝕劑曝光。掩模上含有一些圖形(如線條和間隔)，它們將要被轉換到光抗蝕劑上。光抗蝕劑曝光之后浸泡在一種溶液中，以確定轉移到抗蝕劑上的圖形。用這種方法作出的圖形的線寬一般大于光刻對準設備的最小分辨率λ，它最終受到用來使光抗蝕劑曝光的光源的光波長的限制。目前先進的光刻對準設備能作出小到100.0納米的線寬。
利用大家熟知的微電子工藝技術(如反應離子刻蝕，離子蝕刻，等離子體刻蝕，或化學刻蝕等)可以把光抗蝕劑上的圖形轉移到襯底材料上。采用標準的半導體工藝方法，可以做出寬度為λ的線條或圖形為2λ的柵格(即線條-間隔序列)。
不過，在許多應用中，線寬或圖形盡可能地小是有利的。較小的線寬或圖形能產生高性能和/或高密度的電路。因此，微電子工業(yè)一直在追求不斷降低光刻系統(tǒng)的最小分辨率，從而減小圖形襯底上的線寬或圖形。由于電子工業(yè)受到對更快和更小的電子器件的需求的驅使，性能和/或密度的增加將會帶來巨大的經濟利益。
在圖1a中，加工比最小特征尺寸λ更窄的線條的方法包括對用來使襯底材料圖形化的刻蝕過程進行控制。襯底101包含具有最小特征尺寸λ的線條103，它比用來制作線條103的光刻系統(tǒng)的最小分辨率λ要大或者相等。由于光刻系統(tǒng)的最小分辨率λ，各線條103將被間隔105分開，該間隔也將比λ大或者相等。在圖1a中，線條103和間隔105的周期為2λ。因而在周期2λ內，特征的密度為2，即有一個線條103和一個間隔105。類似地，在λ的距離內，特征密度為1，也就是說，在距離λ內，或者是一個線條103，或者是有一個間隔105。
在圖1b中，線條103各自的寬度已減小至小于λ的值，這是通過控制橫向等離子體刻蝕，使線條103的垂直側壁S在刻蝕前(見圖中箭頭e)在橫向減至小于λ的寬度(見虛線箭頭r)來實現(xiàn)的。但是，按上述方法并不使線條103的密度增加。實際上，由于橫向刻蝕使線條103變成比λ窄(即＜λ)，同時，由于垂直側壁s的后退使間隔105的寬度變得比λ大(即＞λ)。結果在周期2λ內的特征密度(103，105)仍為2，而在距離λ內的特征密度仍為1。
類似地，在圖2a中，如果襯底107內的特征包括一個柵格109(包含線條111和間隔113，其特征尺寸大于或等于λ)，則在周期2λ內的特征密度(111，113)為2，而在距離λ內的特征密度仍為1。
在圖2b中，經過控制橫向等離子體刻蝕之后，垂直側壁S向內縮進的結果使得間隔113比λ寬(即＞λ)，而線條111比λ窄(即＜λ)。和上面一樣，在周期2λ內的特征密度(111，113)仍為2；而在距離λ內的特征密度仍為1。
因此，需要有一種加工亞光刻尺寸的特征的方法，使得特征的寬度比光刻系統(tǒng)的最小分辨率還窄。還需要有一種加工亞光刻尺寸的特征的方法，它能在光刻系統(tǒng)最小分辨率的范圍內增加特征密度。

發(fā)明內容
本發(fā)明的加工高密度亞光刻圖形的方法，通過采用普通的微電子工藝形成亞光刻間隔，以及采用鑲嵌工藝在襯底上形成一些亞光刻間隔，從而解決了上述問題。亞光刻間隔的周期小于光刻系統(tǒng)的最小分辨率。按照微電子工藝的說法，所謂間隔就是一些薄膜，它將襯底上圖形的垂直側壁蓋住。鑲嵌工藝是這樣一種技術，它通過將第一種材料淀積在第二種材料中的凹陷部位，然后用平臺化工藝除掉第一種材料的一部分，而在第二種材料的母體內形成第一種材料的鑲嵌圖形。比如說，可以采用化學機構平面化(CMP)之類的平面化工藝來除掉第一種材料并使之平面化。
采用本發(fā)明的方法，可以在光刻系統(tǒng)最小分辨率的范圍內增加包含亞光刻間隔在內的特征密度。另外，還可通過材料的淀積及隨后的各向異性刻蝕有選擇性地除掉淀積材料的水平表面，而進一步增加在光刻系統(tǒng)最小分辨率范圍內的特征密度。材料的淀積可以是共形淀積，其中被淀積材料的水平厚度和垂直厚度彼此基本相同。
通過下面結合附圖以實例說明本發(fā)明的原理所作的詳細描述，可以了解本發(fā)明的另一些特征。


圖1a是一個現(xiàn)有的襯底的橫剖面圖，襯底上有一些線條圖形，其周期兩倍于光刻系統(tǒng)的最小分辨率。
圖1b是圖1a的經過預先控制的橫向刻蝕工藝以減小線條寬度后的橫剖面圖。
圖2a是一種上面有柵格的現(xiàn)有的襯底的橫剖面圖，圖形的周期兩倍于光刻系統(tǒng)的最小分辨率。
圖2b是圖2a經過預先控制的橫向刻蝕工藝以減小圖形寬度后的橫剖面圖。
圖3a是按照本發(fā)明在掩模層上光刻圖形的橫剖面圖。
圖3b是圖3a的掩模層按照本發(fā)明經過刻蝕后的橫剖視圖。
圖3c和3d是包含具有最小特征尺寸的圖形的襯底按照本發(fā)明經過刻蝕后的橫剖視圖。
圖4是按照本發(fā)明的淀積間隔材料的橫剖視圖。
圖5是按照本發(fā)明經過各向異性刻蝕工藝形成的亞光刻間隔的橫剖視圖。
圖6是按照本發(fā)明淀積在圖5的亞光刻間隔上的另一種淀積間隔材料的橫剖視圖。
圖7是按照本發(fā)明經各向異性刻蝕形成的附加的亞光刻間隔的橫剖視圖。
圖8和10是按照本發(fā)明經淀積工藝后一種鑲嵌材料的橫剖視圖。
圖9和11是按照本發(fā)明用平面化工藝形成的一個鑲嵌間隔的橫剖視圖。
圖12a和12b是用來說明按照本發(fā)明在襯底上形成特征的橫剖視圖。
圖13是按照本發(fā)明的一種淀積間隔材料的橫剖視圖。
圖14是按照本發(fā)明用各向異性刻蝕工藝形成的亞光刻間隔的橫剖視圖。
圖15是按照本發(fā)明用各向異性刻蝕工藝形成的附加亞光刻間隔的橫剖視圖。
具體實施例方式
在下面的詳細描述及一些附圖中，類似的元件用類似的標號來標識。
如用作說明的那些附圖所示，本發(fā)明體現(xiàn)為一種加工高密度亞光刻圖形的方法。此方法包括將一個掩模層淀積在襯底上，然后在掩模層上圖形化以形成一個圖象，它包含一特征尺寸，其值比用來在掩模層上圖形化的光刻系統(tǒng)的最小分辨率大或相等。然后對掩模層進行刻蝕以將圖象轉移至襯底上，從而在襯底上確定特征。這個圖形包含最小特征尺寸，也包含水平表面和垂直側壁表面。
將間隔材料淀積在特征上，用來覆蓋水平表面和垂直側壁表面。淀積過程一直持續(xù)到使間隔材料具有一個預先確定的比最小特征尺寸小的厚度。
通過對間隔材料進行各向異性刻蝕以便有選擇地從水平表面上除掉間隔材料，可以使在最小特征尺寸范圍內的特征密度增加。這樣一來，間隔材料就留在垂直側壁上并形成一些亞光刻間隔，它們與垂直側壁表面相接觸并橫向延伸到垂直側壁表面的外面。亞光刻間隔的厚度小于最小特征尺寸。因此，在最小特征尺寸范圍以內的特征密度大于2.0。這個密度包括圖形和亞光刻間隔。
如果愿意的話，可以通過重復上述淀積和各向異性刻蝕步驟，在原先的亞光刻間隔上形成附加的亞光刻間隔，以進一步增加在最小特征尺寸范圍內的特征密度。附加的亞光刻間隔的厚度也比最小特征尺寸小。
在圖3a中，掩模層17是淀積在襯底11的表面12上。掩模層17可以是一個光抗蝕劑層材料等。掩模層17被圖形化以形成一個具有最小特征尺寸λ的圖象。此最小特征尺寸λ比用來將掩模層17圖形化的光刻系統(tǒng)的最小分辨率大或者相等。舉例來說，光刻系統(tǒng)可以是一個普通的光學光刻系統(tǒng)，且最小分辨率可以由該光學光刻系統(tǒng)所帶光源的波長來確定，此光源被用來將一個圖象投射到掩模層17上。
再回到圖3a，掩模21上帶有特征(23，25)，其尺寸也是最小特征尺寸λ，且大于或等于光刻系統(tǒng)的最小分辨率。掩模21被一個光源(未示)照射，此光線的一部分43被不透明的特征23所阻擋，而另一部分41則穿過透明特征25使掩模層17曝光。
在圖3b中，曝露在光線41下的那部分掩模層17在掩模層經過刻蝕后仍然保留，而不曝露在光線下的那部分在掩模層17經刻蝕后被除掉。經過刻蝕之后，在掩模層17內出現(xiàn)圖象(18，19)。該圖象(18，19)也包含最小特征尺寸。例如，該圖象(18，19)可以通過將掩模層17浸泡在一種溶劑內，并使原來被光線41曝光的那部分掩模層17溶解來形成。其結果是溶解部分形成圖象18，而未被溶解部分形成圖象19。
在圖3c中，圖象19將襯底11表面12的某一部分蓋住，而圖象18則與表面12重合。然后通過對襯底的刻蝕使圖象(18，19)傳至襯底11而形成特征(10，20)。該特征(10，20)包含最小特征尺寸λ。該特征20是一個溝槽，它具有一個垂直側壁面16和一個水平面14；特征10則是一條線，它也具有垂直側壁面16和一個水平面12。由于特征(10，20)包含最小特征尺寸λ，故重復的特征之間的最小周期是2λ。
因而，在圖3d中，在一個距離λ內，特征密度等于1(即1.0)，也即一個特征10或一個特征20。另一方面，在周期2λ內，特征密度等于2(即2.0)，即有一個特征10和一個特征20。
在圖4中，把一種間隔材料31淀積在水平面(12，14)和垂直側壁表面16上。這種間隔材料31的淀積過程一直持續(xù)到使間隔材料31達到一個預先確定的厚度(tH，tV)，此厚度小于最小特征尺寸λ。就是說，間隔材料(31)在水平面(12，14)上的厚度tH小于λ(tH＜λ)，而在垂直側壁面16上間隔材料的厚度小于λ(tV＜λ)。例如在具有最小特征尺寸λ的光學光刻過程中，水平和垂直側壁厚度(tH，tV)通常在約0.1λ至0.5λ的范圍。厚度(tH，tV)不一定要彼此相等(即tH≠tV)。
對于這所述的所有實施方案中，下面會說到的間隔材料(包括間隔材料31)和鑲嵌材料可以進行共形淀積，使得水平和垂直側壁厚度(tH，tV)基本上彼此相等(參見圖4至7及圖13至15)，即tH＝tV。此外，在以后為增加最小特征尺寸λ范圍內的特征密度的淀積也可以是共形淀積。除此之外，間隔材料的淀積可以是非共形淀積(此時tH≠tV)和共形淀積(此時tH＝tV)的一種組合。
淀積間隔材料31的方法包括(但不限于)化學汽相淀積(CVD)，等離子體增強化學汽相淀積(PECVD)，濺射，鍍覆，和原子層淀積(ALD)。
圖5中，通過對間隔材料31進行各向異性刻蝕以有選擇地從水平面(12，14)除掉間隔材料31，使在最小特征尺寸λ范圍內的特征密度增加了；但是，在垂直側壁面16上仍保留著間隔材料31，并形成一些亞光刻間隔33，它們與垂直側壁面16相接觸并由此向外延伸。這個亞光刻間隔33是亞光刻性的，因為它們的厚度tV小于最小特征尺寸(即tV＜λ)。
在各向異性刻蝕后，在最小特征尺寸λ范圍內的特征密度為3，而兩個亞光刻間隔33和一個特征24(就是說，圖形24是處于兩間隔33之間的空間，見圖5中的標號S)。因而，在最小特征尺寸λ范圍內的特征密度大于2.0。類似地，在周期2λ內的特征密度為4，即有兩個亞光刻間隔33，一個特征24，和一個特征10(見圖5中的標號D)。因此，在周期2λ范圍內的特征密度大于3.0。
亞光刻間隔33具有垂直側壁面22。在圖形24內兩個垂直側壁面22之間的距離λS小于最小特征尺寸λ(λS＜λ)。另外，特征24內垂直側壁表面22之間的距離λP小于最小特征尺寸λ(λP＜λ)。其結果(下面會說到)是，一個鑲嵌間隔可以有選擇地填充距離λS，同時也具有小于最小特征尺寸λ的亞光刻尺寸。
在圖6中，可能希望通過如上面所述的重復淀積的各向異性刻蝕步驟來進一步增加最小特征尺寸λ范圍內的特征密度。在原先已形成的亞光刻間隔33的水平面(12，14)和垂直側壁面22上淀積一層間隔材料51并完全將特征24填滿。淀積過程一直持續(xù)到間隔材料51達到一個預先確定的厚度(tH，tV)，此厚度小于最小特征尺寸λ。
圖7中，通過各向異性刻蝕間隔材料51以有選擇地從水平面(12，14)上除掉間隔材料51，進一步增加了最小特征尺寸λ范圍內的特征密度；但是，在垂直側壁面22上仍留著間隔材料51并形成一些亞光刻間隔53，它們與垂直側壁面22相接觸同時由此向外延伸。這些亞光刻間隔53是亞光刻的，因為它們的厚度tV小于最小特征尺寸λ(tV＜λ)。
在各向異性刻蝕后，最小特征尺寸λ范圍內的特征密度為5，就是說，有四個亞光刻間隔(33，53)和一個特征26(見圖7的標號S)。因此，在最小特征尺寸λ范圍內的特征密度大于4.0。類似地，在周期2λ內的特征密度為6，即有四個亞光刻間隔(33，53)和一個特征26，和一個特征10(見圖7中的標號D)。因此，在周期2λ范圍內的特征密度大于5.0。
亞光刻間隔53具有幾個垂直側壁面44。在特征26內兩垂直側壁面44間的距離λS小于最小特征尺寸λ(λS＜λ)。此外，特征26內垂直側壁44之間的距離λP小于最小特征尺寸λ(λP＜λ)。如下面將要談到的那樣，其結果是，一個鑲嵌間隔可以有選擇地填充距離λS，而且具有一個小于最小特征尺寸的亞光刻尺寸。
在完成各向異性刻蝕步驟后，可以沿一個平面(見圖4和6中的虛線P)使襯底11平面化，以形成一個基本上平的表面。例如，可以采用化學機械平面化(CMP)等工藝來使襯底11平面化。
在圖8和10中，在完成各向異性刻蝕步驟后，可將一種鑲嵌材料(37，67)淀積在襯底11上。鑲嵌材料(37，67)完全將水平面(12，14)和圖形(10，20)覆蓋，并填入襯底內的凹陷區(qū)域，例如在亞光刻間隔(33，53)的垂直側壁表面(22，44)之間的空間所形成的那些凹陷區(qū)。
在圖9和11中，襯底11經平面化(見虛線P)形成一個基本平的表面并造成一個鑲嵌間隔(39，69)?？梢圆捎肅MP等方法使襯底11平面化。
此外，在圖9和11中，鑲嵌間隔(39，69)是形成于亞光刻間隔(33，53)的垂直側壁面(22，44)之間。這些垂直側壁表面(22，44)之間的距離λS小于最小特征尺寸λ。因而，鑲嵌間隔(39，69)也是亞光刻性的，因為它們的厚度等于距離λS，也就是說也小于最小特征尺寸λ。
在圖9中，最小特征尺寸λ范圍內的特征密度大于2.0，因為有兩個亞光刻間隔33，和一個鑲嵌間隔39。
在圖11中，最小特征尺寸λ范圍內的特征密度大于4.0，因為有兩個亞光刻間隔33，兩個亞光刻間隔53，和一個鑲嵌間隔69。
在圖9中，在周期2λ內的特征密度大于3.0，因為有兩個亞光刻間隔33，兩個亞光刻間隔53，一個鑲嵌間隔69，和特征10。
在如圖12a所示的本發(fā)明的另一個實施裝置中，特征層80被淀積在襯底71的表面82上。如上所述，利用一種光抗蝕劑和光學光刻工藝，可將一層光抗蝕劑淀積到特征層80上并經過曝光形成圖象，通過刻蝕使圖象轉換就在特征層80上形成圖形91。
在圖12b中，特征層80被刻蝕后形成特征(81，85)，它們包含水平面(82，84)和垂直側壁表面86。該特征(81，85)包含最小特征尺寸λ，它大于或等于用來使特征層80圖案化的光刻系統(tǒng)的最小分辨率。
圖13中，一種間隔材料87被淀積在特征(81，85)的水平面(82，84)和垂直側壁面86上。淀積過程一直持續(xù)到間隔材料87具有一個小于最小特征尺寸λ的預定厚度(tH，tV)。
在圖14中，通過對間隔材料87的各向異性刻蝕從水平面(82，84)有選擇地除掉間隔材料87，而使最小尺寸范圍內的特征密度有所增加；但是，在垂直側壁表面86上仍留有間隔材料87并形成一些亞光刻間隔83，它們與垂直側壁面86相接觸。間隔83是亞光刻性的，因為它們的厚度tV小于最小特征尺寸λ(tV＜λ)。
在各向異性刻蝕后，最小特征尺寸λ范圍內的特征密度為3，即兩個亞光刻間隔和一個特征85。因而在最小特征尺寸λ范圍內的特征密度大于2.0類似地，在周期2λ內的特征密度為4，即有兩個亞光刻間隔83，一個特征85，和一個特征81。因此，在周期2λ內的特征密度大于3.0。
亞光刻間隔83具有垂直側壁表面94。特征85中垂直側壁表面94之間的距離λS小于最小特征尺寸λ(λS＜λ)。此外，特征85內垂直側壁表面94之間的距離λP小于最小特征尺寸λ(λP＜λ)。結果如上所述，一種鑲嵌材料(未示)可以有選擇地填入距離λS內，并也將具有一個亞光刻尺寸(小于最小特征尺寸λ)。
需要的話，可以通過重復淀積和各向異性刻蝕步驟，進一步增加最小特征尺寸λ范圍內的特征密度，如上面對圖6和7所作的說明那樣。舉例來說，可在原先已形成的亞光刻間隔83的水平面(82，84)和垂直側壁面94上淀積另一層間隔材料(未示)。這種淀積一直持續(xù)到間隔材料具有一個小于最小特征尺寸λ的預定厚度(tH，tV)。
在圖15中，經過各向異性刻蝕步驟后，在原先已形成的亞光刻間隔83的垂直側壁面94上形成了一些亞光刻間隔。該亞光刻間隔93是亞光刻性的，因為它們的厚度tV小于最小特征尺寸λ(tV＜λ)。
另外，在最小特征尺寸λ范圍內的特征密度是5，即有四個亞光刻間隔(83，93)和一個特征92(見圖15，其中92是處于間隔93之間的一個空間)。因此，在最小特征尺寸范圍內的特征密度大于4.0。類似地，在圖形2λ內的特征密度為6，即有四個亞光刻間隔(83，93)，一個特征92，和一個特征81。所以，在一個周期2λ內的特征密度大于5.0。
如上所述，可以淀積一種鑲嵌材料(未示)并經平面化，以形成一個填充圖形92的鑲嵌間隔(未示)。如前所述，該鑲嵌間隔增加了最小特征尺寸λ范圍內和周期2λ范圍內的特征密度。
用作鑲嵌間隔(39，69)和亞光刻間隔(33，53，83，93)的材料包括(但不限于)金屬，導電材料，半導體材料，硅(Si)，介電材料，和光學材料。硅可以是多晶硅(α-Si)。金屬可以是(但不限于)鋁(Al)，鎢(W)，鉭(Ta)，和銅(Cu)等材料。
用作襯底(11，71)和特征層(80)的材料可以是(但不限于)金屬，導電材料，半導體材料，硅(Si)，介電材料，玻璃，和光學材料。硅可以是單晶硅(Si)或多晶硅(α-Si)。金屬可以是(但不限于)鋁(Al)，鎢(W)，鉭(Ta)，銅(Cu)等材料。
本發(fā)明的高密度亞光刻圖形的一種用途是納米壓印模，其中將一個或幾個特征(包括亞光刻間隔)經過有選擇地刻蝕而除去沿其水平面的材料，以使特征和亞光刻間隔之中的高度產生變化。這些高度變化可以傳給承載印刷層的襯底，該襯底通過將納米印刷標記壓入印刷層來承載。
本發(fā)明的高密度亞光刻圖形的另一個用途包括一種光學元件。舉例來說，光學元件可以是光柵，極化過濾器，或中性密度過濾器。襯底(11，71)、間隔、鑲嵌間隔，和特征層80可以是具有足夠大的帶寬而成為光學透明的光學材料。
例如，襯底可用(但不限于)光學透明玻璃制成，間隔和鑲嵌間隔可用(但不限于)下列材料來做氧化鎂(MgO)，氧化硅(SiO2)，氧化鉭(Ta2O5)，氟化鈣(CaF2)，和氟化鎂(MgF2)。
間隔和鑲嵌間隔材料的淀積可采用以下(但不限于)工藝完成化學汽相淀積(CVD)，等離子體增強化學汽相淀積(PECVD)，濺射，鍍覆，和原子層淀積(ALD)。
各向異性刻蝕步驟可通過下列(但不限于)技術完成反應離子刻蝕，離子蝕刻，化學刻蝕，和等離子體刻蝕。
雖然上面對本發(fā)明的幾種實施裝置進行了說明和示例，但本發(fā)明不只限于這些具體的形式或裝置。只有下面的權利要求書對本發(fā)明的范圍作了限制。
權利要求
1.一種加工高密度亞光刻圖形的方法，包括在襯底(11)上淀積一個掩模層(17)；將掩模層(17)圖形化以在其上形成圖象(18，19)，圖像具有一個最小特征尺寸λ，其值大于或等于用來圖形化的光刻系統(tǒng)的最小分辨率；對襯底(11)進行刻蝕以將圖象(18，19)轉換至襯底(11)上，從而在襯底上形成特征(10，20)，此特征具有最小特征尺寸λ、水平面(14)和兩個垂直側壁表面(16)；將間隔材料(31)淀積在水平面和垂直側壁表面(14，16)上，直至間隔材料(31)具有一個小于最小特征尺寸λ的預定厚度(tH，tV)；通過對間隔材料(31)的各向異性刻蝕來從水平面(14)有選擇地去掉間隔材料(31)，使得最小特征尺寸λ范圍內的特征密度增加，從而在垂直側壁面(16)上仍留著間隔材料(31)并形成一些亞光刻間隔(33)，亞光刻間隔(33)的厚度tV小于最小特征尺寸λ；以及可以選擇地，通過重復淀積和各向異性刻蝕步驟來在原先已形成的亞光刻間隔(33)上形成附加的亞光刻間隔(53)，亞光刻間隔(53)的厚度(TH，TV)小于最小特征尺寸λ，從而進一步增加最小特征尺寸λ范圍內的特征密度。
2.如權利要求1所述的方法，其中亞光刻間隔(33，53)是由從金屬，導電材料，半導體材料，硅和介電材料構成的組選擇的材料制成的。
3.如權利要求1所述的方法，其中襯底(11)是由從金屬，導電材料，半導體材料，硅，介電材料和玻璃構成的組選擇的材料制成的。
4.如權利要求1所述的方法，其中最小特征尺寸λ范圍內的特征密度大于2.0。
5.如權利要求1所述的方法，在是最小特征尺寸λ兩倍的周期內的特征密度大于3.0。
6.如權利要求1所述的方法，還包括在完成各向異性刻蝕步驟后，淀積一種鑲嵌材料(37，67)，它完全蓋住特征(12，14)和亞光刻間隔(33，53)，并填入襯底(11)上的任何凹陷區(qū)域；將襯底(11)平面化以形成一個基本上平的表面(P)以及形成一個鑲嵌間隔(39，69)。
7.如權利要求6所述的方法，其中平面化步驟包括化學機械平面化。
8.如權利要求6所述的方法，其中鑲嵌間隔(39，69)可由從金屬，導電材料，半導體材料，硅，介電材料構成的組選擇的材料制成。
9.如權利要求6所述的方法，其中在最小特征尺寸λ范圍內的特征密度大于3.0。
10.如權利要求6所述的方法，其中在是最小特征尺寸λ兩倍的周期內特征密度大于4.0。
11.如權利要求6所述的方法中，鑲嵌間隔(39，69)的厚度小于最小特征尺寸λ。
12.一種加工高密度亞光刻圖形的方法，包括將一個特征層(80)淀積于襯底(71)的表面(82)上；將特征層(80)圖形化然后進行蝕刻，以形成具有水平面(82，84)和幾個垂直側壁面(86)的特征(81，83)，且最小特征尺寸λ大于或等于用來圖形化的光刻系統(tǒng)的最小分辨率；將間隔材料(87)淀積于水平(82，84)和垂直(86)側壁面上，直至間隔材料(87)的厚度達到一個小于最小特征尺寸λ的預定厚度(tH，tV)；通過對間隔材料(81)的各向異性刻蝕來有選擇地從水平面(82，84)除掉間隔材料(87)，使得間隔材料(87)留在垂直側壁面(86)上以在其上形成一些亞光刻間隔(83)，從而增加在最小特征尺寸λ范圍內的特征密度，這個亞光刻間隔(83)具有小于最小特征尺寸λ的厚度tV；可以選擇地，通過重復淀積和各向異性刻蝕步驟來在原先已形成的亞光刻間隔(83)上形成附加的亞光刻間隔(93)，從而進一步增加在最小特征尺寸λ范圍內的特征密度，這些附加的亞光刻間隔(93)具有小于最小特征尺寸λ的厚度(tH，tV)。
13.如權利要求12所述的方法，其中亞光刻間隔(83，93)是由從金屬，導電材料，半導體材料，硅和介電材料構成的組選擇的材料制成的。
14.如權利要求12所述的方法，其中襯底(71)是由從金屬，導電材料，半導體材料，硅，介電材料和玻璃構成的組選擇的材料制成的。
15.如權利要求12所述的方法，其中在最小特征尺寸λ范圍內的特征密度大于2.0。
16.如權利要求12所述的方法，其中在是最小特征尺寸λ的兩倍的周期內的特征密度大于3.0
17.如權利要求12所述的方法，特征層(80)的材料是由從金屬，導電材料，半導體材料，硅，介電材料和玻璃構成的組選擇的材料制成的。
18.如權利要求12所述的方法，還包括在完成各向異性刻蝕步驟后，淀積鑲嵌材料(37，67)，用它完全覆蓋特征(92)、亞光刻間隔(83，93)和襯底(71)上任何凹陷的區(qū)域；將鑲嵌材料(37，67)、特征(92)和亞光刻間隔(83，93)平面化，以形成一個基本上平的表面(P)，并形成鑲嵌間隔(39，69)。
19.如權利要求18所述的方法，其中平面化步驟包括化學機械平面化。
20.如權利要求18所述的方法中，鑲嵌間隔(39，69)是由從金屬，導電材料，半導體材料，硅和介電材料構成的組選擇的材料制成的。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種加工高密度亞光刻圖形的方法。此方法包括使用普通的微電子工藝包括形成亞光刻間隔和鑲嵌工藝來在襯底(11，71)所含圖形的垂直側壁面上形成一些亞光刻間隔(33，53，83，93)。此亞光刻間隔(33，53，83，93)的周期小于光刻系統(tǒng)的最小分辨率λ。通過對材料的后續(xù)淀積，并經各向異性刻蝕來有選擇地除掉被淀積材料的水平表面，可以增加在光刻系統(tǒng)最小分辨率λ范圍內圖形包括亞光刻間隔(33，53，83，93)的密度?？梢赃x擇地，可以將間隔材料共形淀積。
文檔編號H01L21/033GK1455440SQ0312843
公開日2003年11月12日 申請日期2003年4月29日 優(yōu)先權日2002年4月29日
發(fā)明者T·安東尼 申請人:惠普公司