[发明专利]混合光学与电子束光刻制造层级的共对准的高原子量结构及方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体工艺的领域，尤其是涉及一种混合光学与电子束光刻制造层级的共对准的对准目标及方法。

背景技术

为了制造集成电路，各种光刻定义制造层级必须相互对准。在光学光刻中，基板上的光致抗蚀剂层通过图案化光掩模而暴露于光化辐射，图案化光掩模对准于基板上的对准目标。较初期的光刻工艺步骤所制造的结构作为光掩模上对准标记的对准目标。相较下方，电子束光刻是一种直写(direct-write)工艺，没有光掩模，且电子束扫过电子束抗蚀剂层。对于每一制造层级，电子束必须对准于参考结构。一般来说，光学光刻快，但是不能以非常小的节距(pitch)打印图像。电子束光刻可以以非常小的节距打印图像，但是慢。结合这两种技术优点的方法受电子束光刻系统不能对准于目前光学对准结构的事实所阻碍。因此，存在对一种光学与电子束光刻制造层级的共对准的对准目标以及方法的需求。

发明内容

本发明的第一方面为一种方法，其包括：在基板中形成电子束对准目标，此电子束对准目标包括在沟槽的底部中的电子背散射(back-scattering)层，以及在电子背散射层顶上且填充沟槽的帽盖层；在形成电子束对准目标之后，在基板中形成光学对准目标，光学对准目标位于与基板中的电子束对准目标的位置相关的、基板中的预定位置；在基板上形成抗蚀剂层；将光掩模对准光学对准目标或电子束对准目标，光掩模具有透光及不透光区域的第一图案，第一图案代表集成电路的制造层级的第一组特征；将抗蚀剂层通过光掩模而暴露于光化辐射，以在抗蚀剂层中形成光学曝光区域，不透光区域实质上阻挡光化辐射，且透光区域实质上透射光化辐射；与电子束对准目标的位置相关而设置电子束的起始位置(home position)；将抗蚀剂层以第二图案暴露于电子束，以在抗蚀剂层中形成有效电子束曝光区域(virtual electronexposure fields)，第二图案代表集成电路的制造层级的第二组特征；以及显影抗蚀剂层，以转移第一及第二图案至抗蚀剂层中的抗蚀剂图案。

本发明的第二方面为第一方面中，电子背散射层包括金属。

本发明的第三方面为第一方面中，电子束对准目标还包括在电子背散射层及帽盖层之间的应力减小层。

本发明的第四方面为第三方面中，电子背散射层包括金属，以及应力减小层包括金属硅化物。

本发明的第五方面为第一方面还包括：转移抗蚀剂图案到基板或形成于基板上的一层中。

本发明的第六方面为第一方面中，将光掩模对准光学对准目标或电子束对准目标的步骤包括分别相对于光学对准目标或电子束对准目标而设置对准标记于光掩模上。

本发明的第七方面为第一方面中，(i)将抗蚀剂层暴露于光化辐射是在将抗蚀剂层暴露于电子束之前实施；或(ii)将抗蚀剂层暴露于电子束是在将抗蚀剂层暴露于光化辐射之前实施。

本发明的第八方面为第一方面还包括：将基板的表面分成有效电子束曝光区域；以及仅在包括第二组特征的成员的特征及具有对应实质电子束曝光区域中位置的基板的区域中形成附加电子束对准目标。

本发明的第九方面为第一方面中，电子束对准目标占用的沿基板顶表面测量的面积为光学对准目标占用的沿基板的顶表面测量的面积的25至100倍。

附图说明

本发明的特征在所附权利要求中阐述。然而，本发明本身将可通过参考以下说明实施例的详细说明与伴随附图结合解读而有最佳的了解，其中：

图1A至1P是示出根据本发明的实施例在同一基板上制造电子束对准目标、光学对准目标及示例场效应晶体管的剖面图；

图2示出本发明的实施例可能采取的电子束对准目标的各种几何形状；

图3为根据本发明的实施例的示例集成电路芯片的俯视图，示出光学及电子束曝光区域之间及光学及电子束对准目标之间的空间关系；以及

图4为根据本发明的实施例，使用光学及电子束光刻两者来制造集成电路的流程图。

具体实施方式

光刻对准定义为在水平方向(例如x-y位置)上相对于集成电路的不同结构彼此且相对于其上形成了集成电路的基板来定位集成电路的不同结构的工艺。水平方向定义为与基板的顶表面平行的任何方向。集成电路的制造层级定义为将同时形成于基板中或基板上的一组集成电路相关的图案化结构成像的层级。制造层级可包括二或多个光刻步骤。