线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法
线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种线路布局以及线路布局方法，特别是涉及一种线路布局及其间隙壁自对准四重图案化(spacer self-aligned quadruple patterning，SAQP)的方法工艺。
【背景技术】
[0002]随着半导体组件的尺寸不断缩小，目前提出了使用具有13.5nm的短波长的极紫外光(extreme ultrav1let，EUV)的曝光技术。然而，上述曝光技术却无法用于大量生产而且需要高昂的设备成本。因此，目前期待采用间隙壁自对准双重图案化(spacerself-aligned double patterning，SADP)技术，以克服极紫外光的曝光技术所具有的问题。
[0003]间隙壁自对准双重图案化是一种借由在第一罩幕图案的侧壁上形成间隙壁，并在上述间隙壁之间形成第二罩幕图案，最后将上述间隙壁移除的技术。借由自对准双重图案化，可以使所得到的线距缩小至一般的微影蚀刻工艺的线距的一半。
[0004]此外，目前在自对准双重图案化的基础上又提出了可以进一步缩小线距的间隙壁自对准四重图案化技术。间隙壁自对准四重图案化是进行两次自对准双重图案化的技术。然而，使用自对准四重图案化技术所制造的线路普遍会存在线路末端之间的间隔距离过小，从而导致这些线路之间的不当电性连接。为了解决上述问题，目前大多在间隙壁自对准四重图案化工艺中使用多次微影蚀刻工艺。多次微影蚀刻工艺虽然可以有效增加线路末端之间的间隔距离，却也增加了制造成本以及工艺的复杂度。
[0005]基于以上所述，目前亟需一种能够在使用较少次数的微影工艺的情况下，有效增加线路末端之间的间隔距离的工艺技术。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种新的线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法，所要解决的技术问题是使其能够在使用较少次数的微影工艺的情况下，有效增加线路末端之间的间隔距离。
[0007]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，所述线路布局方法包括:形成核心层，所述核心层包括:主体层，其包括末端部，沿着第一方向延伸；第一辅助层，与所述主体层的所述末端部连接；以及两个第二辅助层，与所述第一辅助层的两侧连接，且沿着第二方向延伸。形成第一间隙壁，在所述核心层的侧壁。移除所述核心层。形成第二间隙壁与第三间隙壁，在所述第一间隙壁的侧壁，所述第二间隙壁位于所述第三间隙壁之中，且具有对应于所述第二辅助层的两个第一凸出部。移除所述第一间隙壁。移除部分所述第二间隙壁、以及部分所述第一凸出部，并进行一图案转移工艺，以形成第一线路以及第二线路。移除部分所述第三间隙壁并进行图案转移工艺，以形成第三线路以及第四线路，所述第一线路与所述第二线路位于所述第三线路与所述第四线路之间。
[0008]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0009]前述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其中移除部分所述第二间隙壁、以及部分所述第一凸出部的步骤以及移除部分所述第三间隙壁的步骤包括:移除位于U型的预定区的所述第二间隙壁、所述第三间隙壁、以及所述第一凸出部。所述预定区涵盖对应于第一辅助层底部与下侧壁的部分所述第二间隙壁及其周围的部分所述第三间隙壁、以及部分所述第一凸出部。
[0010]前述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其中每一第二辅助层包括:两个第一延伸部，与所述第一辅助层的两侧连接，且沿着所述第二方向延伸；以及两个第二延伸部，与所述第一辅助层的两侧连接，且沿着所述第二方向延伸，其中所述第二延伸部位于所述第一辅助层的底部。
[0011]前述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其中所述第三间隙壁还具有沿着所述第二方向延伸且朝向所述第二间隙壁凸出的两个第二凸出部。
[0012]前述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其中移除部分所述第二间隙壁、以及部分所述第一凸出部的步骤以及移除部分所述第三间隙壁的步骤包括:移除位于U型的预定区的所述第二间隙壁、所述第三间隙壁、以及所述第二凸出部；其中所述预定区涵盖对应于所述第一辅助层底部与下侧壁的部分所述第二间隙壁及其周围的部分所述第三间隙壁、以及部分所述第二凸出部，且在所述第一方向上延伸至所述第一凸出部的边缘。
[0013]本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种线路布局，包括:第一线路、第二线路、第三线路以及第四线路，所述第二线路与所述第三线路位于所述第一线路与所述第四线路之间，且所述第一线路至所述第四线路分别沿着第一方向延伸；其中所述第二线路的末段以及所述第三线路的末段分别具有沿着所述第二方向延伸的第一凸出部。所述第二线路的末段的所述第一凸出部朝向所述第一线路凸出。所述第三线路的末段的所述第一凸出部朝向所述第四线路凸出。
[0014]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0015]前述的线路布局，其中所述第一线路的末段的端点与所述第二线路的末段的端点在所述第二方向上的间隔距离大于等于所述第一线路的宽度、以及所述第一线路起始段的端点与所述第二线路起始段的端点的间隔距离的总和，所述第四线路的末段的端点与所述第三线路的末段的端点在所述第二方向上的间隔距离大于等于所述第四线路的宽度、以及所述第四线路起始段的端点与所述第三线路起始段的端点的间隔距离的总和。
[0016]前述的线路布局，其中所述第二线路的末段的端点与所述第三线路的末段的端点在所述第二方向上的间隔距离大于所述第一线路的末段的端点与所述第二线路的末段的端点在所述第二方向上的间隔距离，且大于所述第三线路的末段的端点与所述第四线路的末段的端点在所述第二方向上的间隔距离。
[0017]前述的线路布局，其中所述第一线路的末段以及所述第四线路的末段分别具有沿着所述第二方向延伸的两个第二凸出部。所述第一线路的末段的所述两个第二凸出部朝向所述第二线路凸出。所述第四线路的末段的所述两个第二凸出部朝向所述第三线路凸出。
[0018]本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种线路布局，包括:末段均呈阶梯状的第一线路至第四线路，所述第二线路与所述第三线路位于所述第一线路与所述第四线路之间，且所述第二线路与所述第三线路的末段的阶梯数少于所述第一线路与所述第四线路的末段的阶梯数。
[0019]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0020]前述的线路布局，其中所述第一线路末段的阶梯和所述第二线路末段的阶梯的走向相同，且与所述第三线路末段的阶梯和所述第四线路的末段的阶梯走向相反。
[0021]前述的线路布局，其中所述第一线路至所述第四线路分别沿着第一方向延伸。所述第二线路的末段以及所述第三线路的末段分别具有沿着所述第二方向延伸且朝向所述第一线路以及所述第四线路凸出的两个第一凸出部。所述第一线路的末段以及所述第四线路的末段分别具有沿着所述第二方向延伸且朝向所述第二线路以及所述第三线路凸出的两个第二凸出部。
[0022]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法至少具有下列优点及有益效果:本发明借由形成具有朝向两侧凸出的辅助层的核心层，而可在使用较少次数的微影工艺的情况下，有效增加线路末端之间的间隔距离。
[0023]综上所述，本发明是有关于一种线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法。该线路布局包括:第一线路、第二线路、第三线路与第四线路。第二线路与第三线路位于第一线路与第四线路之间，且第一线路、第二线路、第三线路与第四线路分别沿着第一方向延伸。第二线路的末段以及第三线路的末段分别具有沿着第二方向延伸的第一凸出部。第二线路的末段的第一凸出部朝向第一线路凸出。第三线路的末段的第一凸出部朝向第四线路凸出。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0024]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0025]图1A至图1G是依照本发明的第一实施例所绘示的线路布局方法的流程的俯视示意图。
[0026]图2A-1至图2F-2分别是沿图1A至图1F的A_A线以及B_B线的剖面示意图。
[0027]图3A至图3G是依照本发明的第二实施例所绘示的线路布局方法的流程的俯视示意图。[0028]图4A-1至图4F-2分别是沿图3A至图3F的C_C线以及D_D线的剖面示意图。
[0029]10、110:核心层12、112:主体层
[0030]14、114:末端部16、116:第一辅助层
[0031]18、118:第二辅助层20、120:第一间隙壁
[0032]22、122:第二间隙壁24、124:第三间隙壁
[0033]25、125:孤岛26:第一凸出部
[0034]28:第一预定区28a、128a:底部区
[0035]28b、128b:延伸区29、129:预定区
[0036]30、130:第一线路32、132:第二线路
[0037]34、134:第三线路36、136:第四线路
[0038]38、138:焊垫118a:第一延伸部
[0039]118b:第二延伸部126、126a、126b:第一凸出部
[0040]127、127a、127b:第二凸出部 128:第二预定区
[0041]D1:第一方向D2:第二方向
[0042]L1 ?Lll、L14 ?L19:长度 W1:宽度
[0043]Pla ?P2a、P23、P3、P4a ?P5a、Plb ?P2b、P4b ?P5b:间隔距离
【具体实施方式】
[0044]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法其【具体实施方式】、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
[0045]图1A至图1G是依照本发明的第一实施例所绘示的线路布局方法的流程的俯视示意图。图2A-1至图2F-2分别是沿图1A至图1F的A-A线以及B-B线的剖面示意图。图3A至图3G是依照本发明的第二实施例所绘示的线路布局方法的流程的俯视示意图。图4A-1至图4F-2分别是沿图3A至图3F的C-C线以及D-D线的剖面示意图。
[0046]本发明第一实施例以及第二实施例是采用间隙壁自对准四重图案化的方法来形成线路布局。
[0047]请同时参阅图1A及图2A-1、图2A-2所示，首先形成核心层10。在一实施例中，核心层10的形成方法可以是先形成核心材料层(未绘示)，然后经过光阻削薄(photoresisttrimming)而形成。核心层10包括:主体层12、第一辅助层16、以及两个第二辅助层18。主体层12包括沿着第一方向D1延伸的末端部14。第一辅助层16与主体层12的末端部14连接。两个第二辅助层18与第一辅助层16的两侧连接，且沿着第二方向D2延伸。第一方向D1例如是Y方向；第二方向D2例如是X方向。主体层12的宽度W1例如是40nm?50nm。主体层12的末端部14在第一方向D1上的长度L1例如是lOOnm?3000nm。第一辅助层16在第一方向D1上的长度L2大于主体层12的宽度W1，例如是150nm?400nm，在第二方向D2上的长度L3大于主体层12的宽度W1，例如是lOOnm?500nm。第二辅助层18在第一方向D1上的长度L4例如是30nm?60nm，在第二方向D2上的长度L5例如是lOOnm?500nm。第一辅助层16以及第二辅助层18在第二方向D2上的长度也不限于以上列举的范围，其可以根据所欲形成的线路间隔距离而自由调整。核心层10的材料例如是正型光阻、负型光阻或其他可以经由图案化工艺而形成图案的任何材料。核心层10例如是先形成核心材料层(未绘示)，并对核心材料层进行图案化工艺而形成。图案化工艺可以是先利用黄光、极紫外光、ArF准分子激光、KrF准分子激光等，对所形成的核心材料层进行曝光，之后进行显影。
[0048]请同时参阅图1B及图2B-1、图2B-2所示，接着，在核心层10的侧壁形成第一间隙壁20。第一间隙壁20的材料例如是二氧化硅、氮化硅或其组合。第一间隙壁20的宽度例如是15nm?30nm。第一间隙壁20例如是先形成间隙壁材料层(未绘示)，之后利用非等向蚀刻工艺。
[0049]请同时参阅图1C及图2C-1、图2C-2所示，之后移除核心层10。移除核心层10的方法可以是进行干式剥除工艺、干式蚀刻工艺、湿式剥除工艺或湿式蚀刻工艺。
[0050]请同时参阅图1D及图2D-1、图2D-2所示，在第一间隙壁20的侧壁形成第二间隙壁22与第三间隙壁24。第二间隙壁22与第三间隙壁24分别为一个回路。第二间隙壁22位于第三间隙壁24之中，并且具有对应于第二辅助层18(图1A)的两个第一凸出部26。第二间隙壁22以及第三间隙壁24两者的材料可以与第一间隙壁20的材料不同。第二间隙壁22以及第三间隙壁24的材料包括二氧化硅、氮化硅或其组合。第二间隙壁22与第三间隙壁24的宽度分别例如是15nm?30nm。第一间隙壁20、第二间隙壁22、以及第三间隙壁24的宽度彼此之间可以相同也可以不同。在一实施例中，第二间隙壁22的2倍宽度大于等于第二辅助层18在第一方向Dl的长度L4。借此可以确保第一凸出部26之中不会存在空隙。第二间隙壁22以及第三间隙壁24的形成方法可以与形成第一间隙壁20的方法相同。
[0051]请同时参阅图1E及图2E-1、图2E-2所示，之后进行蚀刻工艺，以移除第一间隙壁20。当第一间隙壁20的材料与第二间隙壁22以及第三间隙壁24的材料不同时，可以直接通过材料之间的蚀刻速率差异，来进行非等向性蚀刻工艺。
[0052]请同时参阅图1E及图2E-1、图2E-2所示，接着将第一预定区28以及第二预定区29中的部分第二间隙壁22、部分第三间隙壁24、以及部分第一凸出部26移除，以切断第二间隙壁22回路的两个末端以及第三间隙壁24回路的两个末端。具体地来说，进行蚀刻工艺，以移除第一预定区28中的第二间隙壁22、第三间隙壁24以及第一凸出部26、以及第二预定区29中的第二间隙壁22以及第三间隙壁24。
[0053]第一预定区28例如是U型，其对应于第二间隙壁22以及第三间隙壁24回路的第一个末端以及部分第一凸出部26。更具体地说，第一预定区28包括底部区28a与延伸区28bο底部区28a在第二方向D2上延伸；延伸区28b在第一方向Dl上延伸。第一预定区28的底部区28a需要完全覆盖对应于第一辅助层16 (图1B)底部的第二间隙壁22及其周围的部分第三间隙壁24，以确保所形成的线路之间具有足够的间隔距离。第一预定区28的延伸区28b涵盖对应于第一辅助层16(图1B)底部与下侧壁的部分第二间隙壁22及其周围的部分第三间隙壁24、以及部分第一凸出部26。值得注意的是，第一预定区28的延伸区28b在第一方向Dl上必须跨越过第一凸出部26，以确保第一凸出部26可以断开，从而避免起因在后续的焊垫工艺的误差所导致的线路间的短路。第一预定区28只要满足上述的条件，则其尺寸可以根据需要而任意调整。第一预定区28的底部区28a在第一方向Dl上的长度L6例如是75nm?200nm，在第二方向D2上的长度L7例如是300nm?1500nm。第一预定区28的延伸区28b在第一方向Dl上的长度L8例如是130nm?500nm，在第二方向D2上的长度L9例如是50nm?450nm。第二预定区29对应于第二间隙壁22以及第三间隙壁24回路的第二个末端，其尺寸只要能够使线路之间彼此确实分开，则并无特别限制。第二预定区29在第一方向Dl上的长度LlO例如是150nm?300nm，在第二方向D2上的长度Lll例如是10nm?150nm。
[0054]请同时参阅图1F及图2F-1、图2F-2所示，经由上述移除步骤之后，再进行图案转移，以形成第一线路30、第二线路32、第三线路34以及第四线路36。依据移除区28的延伸区28b的位置或在第二方向D2上的长度L9的调整，经由上述移除步骤与图案转移之后，除形成第一线路30至第四线路36之外，可以还包括第一凸出部26a或/以及孤岛25。形成的第一线路30的末段的端点与所形成的第二线路32的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离Pla、以及所形成的第三线路34的末段的端点与所形成的第四线路36的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离P2a大于等于第一间隙壁20的宽度与第三间隙壁24的宽度的总和。第一线路30至第四线路36的材料包括金属或是金属合金，例如是铜或铜镍合金。
[0055]请参阅图1G所示，进一步形成分别与第一线路30至第四线路36连接的多个焊垫38。焊垫38的材料包括金属或是金属合金，例如是铜或铜镍合金。焊垫38例如是先借由化学气相沉积法或物理气相沉积法形成焊垫材料层(未绘示)，再利用微影与蚀刻工艺来形成。
[0056]请同时参阅图1F、图2F-1、图2F-2以及图1G所示，本发明的第一实施例的线路布局包括第一线路3 0至第四线路36以及与第一线路30至第四线路36连接的多个焊垫38。第一线路30至第四线路36分别沿着第一方向Dl延伸。第二线路32与第三线路34位于第一线路30与第四线路36之间。在一实施例中，第二线路32的末段以及第三线路34的末段分别具有沿着第二方向D2延伸且朝向第一线路30以及第四线路36凸出的两个第一凸出部26a。在另一实施例中，第一凸出部26a与第一线路32之间以及第一凸出部26a与第四线路36之间分别具有孤岛25。第一凸出部26a在第二方向D2上的长度、以及在第一方向Dl上的长度分别对应于第二辅助层18。第一凸出部26a与孤岛25均是本发明以间隙壁自对准四重图案化的方法形成的线路布局的特征之一。在后续形成焊垫38时，纵使发生纵向错误对准，而导致连接第二线路32的焊垫38与第一凸出部26a接触时，或导致连接第一线路30的焊垫38与孤岛25接触时，此工艺仍在容许的范围内。因此，第一凸出部26a与孤岛25的存在，可以提升工艺的容忍度(tolerance)。
[0057]第一线路30至第四线路36与焊垫38连接的末段均分别呈阶梯状。第二线路32与第三线路34末段的阶梯数少于第一线路30与第四线路36末段的阶梯数。第二线路32与第三线路34末段的阶梯例如是一阶，第一线路30与第四线路36末段的阶梯例如是二阶。换言之，第二线路32与第三线路34末段的阶梯数少于第一线路30与第四线路36末段一阶。另外，第一线路30与第二线路32末段的阶梯例如是以-X方向与焊垫38连接；第三线路34与第四线路36末段的阶梯例如是以X方向与焊垫38连接。简言之，第一线路30末段的阶梯与第二线路32末段的阶梯的走向相同，第三线路34末段的阶梯与第四线路36末段的阶梯的走向相同，但前两者的走向与后两者的走向相反。特别值得一提的是，第二线路32末段的阶梯的走向与第三线路34末段的阶梯的走向相反，因此，第二线路32的末段的端点与第三线路34的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离P23大于第一线路30的末段的端点与第二线路32的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离Pla，且大于第三线路34的末段的端点与第四线路36的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离P2a。故，可以提供足够的空间设置连接第二线路32的焊垫38与连接第三线路34的焊垫38，增加工艺的容忍度。
[0058]另外，第一线路30的末段的端点与第二线路32的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离(spacing)Pla大于等于第一线路30的宽度、以及第一线路30起始段的端点与第二线路32起始段的端点的间隔距离Plb的总和。第四线路36的末段的端点与第三线路34的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离P2a大于等于第四线路36的宽度以及第四线路36起始段的端点与第三线路34起始段的端点的间隔距离P2b的总和。间隔距离Pla例如是65nm?465nm。间隔距离P2a例如是65nm?465nm。间隔距离Plb、P2b例如是15nm?30nm。由于间隔距离Pla、P2a大于间隔距离Plb、P2b，因此，在形成焊垫38时，可以提供足够的工艺容忍度。
[0059]以下将针对本发明的第二实施例进行说明。在以下的说明中，将省略与第一实施例相同或类似的构件的说明。
[0060]请同时参阅图3A及图4A-1、图4A-2所示，首先形成核心层110。核心层110包括:主体层112、第一辅助层116、以及两个第二辅助层118。主体层112包括沿着第一方向Dl延伸的末端部114。第一辅助层116与主体层112的末端部114连接。与第一实施例不同的是，所述两个第二辅助层118包括两个第一延伸部118a以及两个第二延伸部118b。两个第一延伸部118a与第一辅助层116的两侧连接，且沿着第二方向D2延伸。两个第二延伸部118b与第一辅助层116的两侧连接，且沿着第二方向D2延伸，其中第一延伸部118a位于第一辅助层116的侧壁；第二延伸部118b位于第一辅助层116的侧壁底部。第一延伸部118a在第一方向Dl上的长度L14例如是30nm?60nm，在第二方向D2上的长度L15例如是10nm?500nm。第二延伸部118b在第一方向Dl上的长度L14a例如是150nm?200nm，两个第二延伸部118b与第一辅助层116在第二方向D2上的长度总和L14b例如是300nm?1500nm。在一实施例中，第二延伸部118b在第一方向Dl上的长度L14a大于等于第一延伸部118a在第一方向Dl上的长度L14。另外，第一辅助层116、第一延伸部118a、以及第二延伸部118b在第二方向D2上的长度也不限于以上列举的范围，其可以根据所欲形成的线路间隔距离而自由调整。此外，尽管本实施例中列举了第二辅助层118具有两组延伸部的情况，但本发明当然不限定于此，本领域中具有通常知识的技术人员自然可以根据需要选择形成两组以上的延伸部。除了上述不同点之外，关于核心层110的材料种类、主体层112的尺寸范围、第一辅助层116的尺寸范围、以及核心层110的形成方法均可与第一实施例相同，在此不再赘述。
[0061]请同时参阅图3B、图4B-1、图4B-2、图3C、图4C-1、图4C-2、图3D、及图4D-1、图4D-2所示，之后以与第一实施例相同的方式依序进行形成第一间隙壁120的步骤、移除核心层110的步骤、形成第二间隙壁122与第三间隙壁124的步骤。请同时参阅图3B、3D、及图4B-1、图4B-2、图4D-1、图4D-2所示，在一实施例中，第二间隙壁122的2倍宽度大于等于第一延伸部118a在第一方向Dl上的长度L14，且各第一延伸部118a与相邻的第二延伸部118b在第一方向Dl上的间隔距离P3小于等于第一间隙壁120的2倍宽度与第三间隙壁124的2倍宽度的总和。借此可以确保两个第一凸出部126、以及两个第二凸出部127之中不会存在空隙。值得注意的是，第三间隙壁124还具有沿着第二方向D2延伸且朝向第二间隙壁122凸出的两个第二凸出部127。除此之外，关于第一间隙壁120的材料、第一间隙壁120的宽度、第二间隙壁122以及第三间隙壁124的材料、以及第二间隙壁122与第三间隙壁124的宽度均可与第一实施例相同，在此不再赘述。
[0062]请同时参阅图3E、图3F、图4E-1、图4E-2及图4F-1、图4F-2所示，接着以与第一实施例相同的方式移除部分第二间隙壁122、部分第三间隙壁124、以及部分第二凸出部127，切断第二间隙壁122回路的两个末端以及第三间隙壁124回路的两个末端。
[0063]与第一实施例不同的是，被移除的部分是位于U型的第一预定区128的第二间隙壁122、第三间隙壁124以及第二凸出部127、以及位于第二预定区129的第二间隙壁122以及第三间隙壁124。更具体地说，U型的第一预定区128包括底部区128a以及延伸区128b。底部区128a在第二方向D2上延伸；延伸区128b在第一方向Dl上延伸。第一预定区128的底部区128a需要完全覆盖对应于第一辅助层116底部的部分第二间隙壁122及其周围的部分第三间隙壁124，以确保所形成的线路之间具有足够的间隔距离。第一预定区128的延伸区128b涵盖对应于第一辅助层116底部与下侧壁的部分第二间隙壁122及其周围以及部分第二凸出部127，且在第一方向Dl上延伸至第一凸出部126的边缘。值得注意的是，第一预定区128的延伸区128b在第一方向Dl上至少必须横越过第二凸出部127，甚至还延伸到部分第一凸出部126上，以确保第二凸出部127在第二方向D2上可以断开，从而避免起因在后续的焊垫工艺的误差所导致的线路间的短路。第一预定区128只要满足上述的条件，则其尺寸可以根据需要而任意调整。借由形成第一凸出部126以及第二凸出部127，可有效提高进行移除部分第二间隙壁122、部分第三间隙壁124、以及部分第二凸出部127的步骤时的容许误差。第一预定区128的底部区128a在第一方向Dl上的长度L16例如是150nm?300nm，在第二方向D2上的长度L17例如是355nm?2455nm。第一预定区128的延伸区128b在第一方向Dl上的长度L18例如是120nm?150nm，在第二方向D2上的长度L19例如是50nm?450nm。第二预定区129的尺寸范围与第一实施例第二预定区29的尺寸范围相同，在此不再赘述。
[0064]请参阅图3F与图4F-1、图4F-2所示，之后，再进行图案转移，以形成第一线路130、第二线路132、第三线路134以及第四线路136。请参阅图1E所示，借由预定区域128的延伸区128b的位置或在第二方向D2上的长度L19的调整，经由上述移除步骤与图案转移之后，除形成第一线路130至第四线路136之外，第二线路132与第三线路134可以分别还包括第一凸出部126a、126b ;第一线路130与第四线路136可以分别还包括第二凸出部127a 、127b。此外，还可包括两个孤岛125。之后，请参阅图3G所示，进一步形成分别与第一线路130至第四线路136连接的多个焊垫138。焊垫138的材料以及焊垫138的形成方法均与第一实施例相同，在此不再赘述。
[0065]请同时参阅图3F、图3G及图4F_1、图4F_2所示，在经由上述移除步骤后，所形成的第一线路130的末段的端点与所形成的第二线路132的末段的端点在第二方向D2上具有间隔距离P4a ;所形成的第三线路134的末段的端点与所形成的第四线路136的末段的端点在第二方向D2上具有间隔距离P5a。间隔距离P4a为连接第一线路130的焊垫138与连接第二线路132的焊垫138之间的工艺容许度。间隔距离P5a为连接第三线路134的焊垫138与连接第四线路136的焊垫138之间的工艺容许度。请参阅图1E所示，只要借由增加第一预定区域128的底部128a在第二方向D2上的长度L17以及延伸区128b在第二方向D2上的长度L19，即可以增加间隔距离P4a与间隔距离P5a。
[0066]请同时参于图3F与图3G所示，依照本发明的第二实施例所形成的第一线路130至第四线路136与第一实施例的第一线路30至第四线路36相似，线路的末段均为阶梯状，阶梯的走向、阶梯数也相同。在一实施例中，第二线路132与第三线路134末段也可分别具有第一凸出部126a。不同点在于，在本第二实施例中，第二线路132的末段以及第三线路134的末段可以分别具有沿着第二方向D2延伸且朝向第一线路130以及第四线路136凸出的第一凸出部126a、126b。第一线路130的末段以及第四线路136的末段还可分别具有沿着第二方向D2延伸且朝向第二线路132以及第三线路134凸出的第二凸出部127a与127b。在第二凸出部127a与第二线路132之间以及第二凸出部127a与第三线路134之间分别具有孤岛125。第二凸出部127a与127b在第二方向D2上的长度为5nm?50nm，在第一方向Dl上的长度为15nm?60nm。在一实施例中，第一凸出部126a与126b在第二方向D2上的长度大于第二凸出部127a在第二方向D2上的长度。
[0067]由于与焊垫138连接的第一线路130、第二线路132、第三线路134、第四线路136末段的末端之间隔距离远大于未与焊垫138连接的第一线路130、第二线路132、第三线路134、第四线路136的起始段的端点之间隔距离，而且第一线路130至第四线路136的末段均呈阶梯状，且第二线路132、第三线路134末段的阶梯的走向不同于第一线路130、第四线路136末段的阶梯的走向，因此，纵使发生错误对准时，不论是在横向上或是纵向上均可以提供足够的工艺容忍度。
[0068]综上所述，本发明借由形成具有朝向两侧凸出的辅助层的核心层，可在使用较少次数的微影工艺的情况下，有效增加线路末端之间的间隔距离，从而可以降低制造成本以及工艺的复杂度。借由在核心层具有朝向两侧凸出的辅助层，可在横向上提供足够的距离，从而可有效提高对线路进行图案化以及形成焊垫时的容忍度。此外，若在核心层的延伸方向形成多组具有朝向两侧凸出的辅助层，则除了可提供横向的工艺容忍度之外，在纵向上可提供更大的工艺容忍度。
[0069]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其特征在于其包括以下步骤: 形成一核心层，该核心层包括: 一主体层，包括一末端部，沿着一第一方向延伸； 一第一辅助层，与该主体层的该末端部连接；以及 两个第二辅助层，与该第一辅助层的两侧连接，且沿着一第二方向延伸； 形成一第一间隙壁，在该核心层的侧壁； 移除该核;1.!、层； 形成一第二间隙壁与一第三间隙壁，在该第一间隙壁的侧壁，该第二间隙壁位于该第三间隙壁之中，且具有对应于该些第二辅助层的两个第一凸出部； 移除该第一间隙壁； 移除部分该第二间隙壁、以及部分该些第一凸出部，并进行一图案转移工艺，以形成一第一线路以及一第二线路；以及 移除部分该第三间隙壁并进行一图案转移工艺，以形成一第三线路以及一第四线路，该第一线路与该第二线路位于该第三线路与该第四线路之间。2.根据权利要求1所述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其特征在于其中移除部分该第二间隙壁、以及部分该些第一凸出部的步骤以及移除部分该第三间隙壁的步骤包括: 移除位于U型的一预定区的该第二间隙壁、该第三间隙壁、以及该些第一凸出部，其中该预定区涵盖对应于该第一辅助层底部与下侧壁的部分该第二间隙壁及其周围的部分该第三间隙壁、以及部分该些第一凸出部。3.根据权利要求1所述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其特征在于其中该些第二辅助层包括: 两个第一延伸部，与该第一辅助层的两侧连接，且沿着该第二方向延伸；以及两个第二延伸部，与该第一辅助层的两侧连接，且沿着该第二方向延伸，其中该些第二延伸部位于该第一辅助层的底部。4.一种线路布局，其特征在于其包括: 一第一线路、一第二线路、一第三线路以及一第四线路，该第二线路与该第三线路位于该第一线路与该第四线路之间，且该第一线路至该第四线路分别沿着一第一方向延伸，其中该第二线路的末段以及该第三线路的末段分别具有沿着该第二方向延伸的一第一凸出部，该第二线路的末段的该第一凸出部朝向该第一线路凸出；以及该第三线路的末段的该第一凸出部朝向该第四线路凸出。5.根据权利要求4所述的线路布局，其特征在于其中: 该第一线路的末段的端点与该第二线路的末段的端点在该第二方向上的间隔距离大于等于该第一线路的宽度、以及该第一线路的起始段的端点与该第二线路的起始段的端点的间隔距离的总和；以及 该第四线路的末段的端点与该第三线路的末段的端点在该第二方向上的间隔距离大于等于该第四线路的宽度、以及该第四线路起始段的端点与该第三线路起始段的端点的间隔距离的总和。6.根据权利要求4所述的线路布局，其特征在于其中: 该第二线路的末段的端点与该第三线路的末段的端点在该第二方向上的间隔距离大于该第一线路的末段的端点与该第二线路的末段的端点在该第二方向上的间隔距离，且大于该第三线路的末段的端点与该第四线路的末段的端点在该第二方向上的间隔距离。7.根据权利要求4所述的线路布局，其特征在于其中该第一线路的末段以及该第四线路的末段分别具有沿着该第二方向延伸的两个第二凸出部， 该第一线路的末段的所述两个第二凸出部朝向该第二线路凸出；以及 该第四线路的末段的所述两个第二凸出部朝向该第三线路凸出。8.一种线路布局，其特征在于其包括: 末段均呈阶梯状的一第一线路至一第四线路，该第二线路与该第三线路位于该第一线路与该第四线路之间，其中该第二线路与该第三线路的末段的阶梯数少于该第一线路与该第四线路的末段的阶梯数。9.根据权利要求8所述的线路布局，其特征在于其中该第一线路末段的阶梯和该第二线路末段的阶梯的走向相同，且与该第三线路末段的阶梯和该第四线路的末段的阶梯走向相反。10.根据权利要求8所述的线路布局，其特征在于其中该第一线路至该第四线路分别沿着一第一方向延伸； 该第二线路的末段以及该第三线路的末段分别具有沿着该第二方向延伸且朝向该第一线路以及该第四线路凸出的两个第一凸出部；以及 该第一线路的末段以及该第四线路的末段分别具有沿着该第二方向延伸且朝向该第二线路以及该第三线路凸出的两个第二凸出部。
【专利摘要】本发明是有关于一种线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法。该线路布局包括：第一线路、第二线路、第三线路与第四线路。第二线路与第三线路位于第一线路与第四线路之间，且第一线路、第二线路、第三线路与第四线路分别沿着第一方向延伸。第二线路的末段以及第三线路的末段分别具有沿着第二方向延伸的第一凸出部。第二线路的末段的第一凸出部朝向第一线路凸出。第三线路的末段的第一凸出部朝向第四线路凸出。本发明借由形成具有朝向两侧凸出的辅助层的核心层，而可在使用较少次数的微影工艺的情况下，有效增加线路末端之间的间隔距离。
【IPC分类】H01L21/033, H01L27/02, H01L21/027
【公开号】CN105489601
【申请号】CN201510088209
【发明人】彭及圣
【申请人】旺宏电子股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年2月26日
【公告号】US20160099217
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种线路布局以及线路布局方法，特别是涉及一种线路布局及其间隙壁自对准四重图案化(spacer self-aligned quadruple patterning，SAQP)的方法工艺。
【背景技术】
[0002]随着半导体组件的尺寸不断缩小，目前提出了使用具有13.5nm的短波长的极紫外光(extreme ultrav1let，EUV)的曝光技术。然而，上述曝光技术却无法用于大量生产而且需要高昂的设备成本。因此，目前期待采用间隙壁自对准双重图案化(spacerself-aligned double patterning，SADP)技术，以克服极紫外光的曝光技术所具有的问题。
[0003]间隙壁自对准双重图案化是一种借由在第一罩幕图案的侧壁上形成间隙壁，并在上述间隙壁之间形成第二罩幕图案，最后将上述间隙壁移除的技术。借由自对准双重图案化，可以使所得到的线距缩小至一般的微影蚀刻工艺的线距的一半。
[0004]此外，目前在自对准双重图案化的基础上又提出了可以进一步缩小线距的间隙壁自对准四重图案化技术。间隙壁自对准四重图案化是进行两次自对准双重图案化的技术。然而，使用自对准四重图案化技术所制造的线路普遍会存在线路末端之间的间隔距离过小，从而导致这些线路之间的不当电性连接。为了解决上述问题，目前大多在间隙壁自对准四重图案化工艺中使用多次微影蚀刻工艺。多次微影蚀刻工艺虽然可以有效增加线路末端之间的间隔距离，却也增加了制造成本以及工艺的复杂度。
[0005]基于以上所述，目前亟需一种能够在使用较少次数的微影工艺的情况下，有效增加线路末端之间的间隔距离的工艺技术。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，提供一种新的线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法，所要解决的技术问题是使其能够在使用较少次数的微影工艺的情况下，有效增加线路末端之间的间隔距离。
[0007]本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，所述线路布局方法包括:形成核心层，所述核心层包括:主体层，其包括末端部，沿着第一方向延伸；第一辅助层，与所述主体层的所述末端部连接；以及两个第二辅助层，与所述第一辅助层的两侧连接，且沿着第二方向延伸。形成第一间隙壁，在所述核心层的侧壁。移除所述核心层。形成第二间隙壁与第三间隙壁，在所述第一间隙壁的侧壁，所述第二间隙壁位于所述第三间隙壁之中，且具有对应于所述第二辅助层的两个第一凸出部。移除所述第一间隙壁。移除部分所述第二间隙壁、以及部分所述第一凸出部，并进行一图案转移工艺，以形成第一线路以及第二线路。移除部分所述第三间隙壁并进行图案转移工艺，以形成第三线路以及第四线路，所述第一线路与所述第二线路位于所述第三线路与所述第四线路之间。
[0008]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0009]前述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其中移除部分所述第二间隙壁、以及部分所述第一凸出部的步骤以及移除部分所述第三间隙壁的步骤包括:移除位于U型的预定区的所述第二间隙壁、所述第三间隙壁、以及所述第一凸出部。所述预定区涵盖对应于第一辅助层底部与下侧壁的部分所述第二间隙壁及其周围的部分所述第三间隙壁、以及部分所述第一凸出部。
[0010]前述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其中每一第二辅助层包括:两个第一延伸部，与所述第一辅助层的两侧连接，且沿着所述第二方向延伸；以及两个第二延伸部，与所述第一辅助层的两侧连接，且沿着所述第二方向延伸，其中所述第二延伸部位于所述第一辅助层的底部。
[0011]前述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其中所述第三间隙壁还具有沿着所述第二方向延伸且朝向所述第二间隙壁凸出的两个第二凸出部。
[0012]前述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其中移除部分所述第二间隙壁、以及部分所述第一凸出部的步骤以及移除部分所述第三间隙壁的步骤包括:移除位于U型的预定区的所述第二间隙壁、所述第三间隙壁、以及所述第二凸出部；其中所述预定区涵盖对应于所述第一辅助层底部与下侧壁的部分所述第二间隙壁及其周围的部分所述第三间隙壁、以及部分所述第二凸出部，且在所述第一方向上延伸至所述第一凸出部的边缘。
[0013]本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种线路布局，包括:第一线路、第二线路、第三线路以及第四线路，所述第二线路与所述第三线路位于所述第一线路与所述第四线路之间，且所述第一线路至所述第四线路分别沿着第一方向延伸；其中所述第二线路的末段以及所述第三线路的末段分别具有沿着所述第二方向延伸的第一凸出部。所述第二线路的末段的所述第一凸出部朝向所述第一线路凸出。所述第三线路的末段的所述第一凸出部朝向所述第四线路凸出。
[0014]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0015]前述的线路布局，其中所述第一线路的末段的端点与所述第二线路的末段的端点在所述第二方向上的间隔距离大于等于所述第一线路的宽度、以及所述第一线路起始段的端点与所述第二线路起始段的端点的间隔距离的总和，所述第四线路的末段的端点与所述第三线路的末段的端点在所述第二方向上的间隔距离大于等于所述第四线路的宽度、以及所述第四线路起始段的端点与所述第三线路起始段的端点的间隔距离的总和。
[0016]前述的线路布局，其中所述第二线路的末段的端点与所述第三线路的末段的端点在所述第二方向上的间隔距离大于所述第一线路的末段的端点与所述第二线路的末段的端点在所述第二方向上的间隔距离，且大于所述第三线路的末段的端点与所述第四线路的末段的端点在所述第二方向上的间隔距离。
[0017]前述的线路布局，其中所述第一线路的末段以及所述第四线路的末段分别具有沿着所述第二方向延伸的两个第二凸出部。所述第一线路的末段的所述两个第二凸出部朝向所述第二线路凸出。所述第四线路的末段的所述两个第二凸出部朝向所述第三线路凸出。
[0018]本发明的目的及解决其技术问题另外还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种线路布局，包括:末段均呈阶梯状的第一线路至第四线路，所述第二线路与所述第三线路位于所述第一线路与所述第四线路之间，且所述第二线路与所述第三线路的末段的阶梯数少于所述第一线路与所述第四线路的末段的阶梯数。
[0019]本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
[0020]前述的线路布局，其中所述第一线路末段的阶梯和所述第二线路末段的阶梯的走向相同，且与所述第三线路末段的阶梯和所述第四线路的末段的阶梯走向相反。
[0021]前述的线路布局，其中所述第一线路至所述第四线路分别沿着第一方向延伸。所述第二线路的末段以及所述第三线路的末段分别具有沿着所述第二方向延伸且朝向所述第一线路以及所述第四线路凸出的两个第一凸出部。所述第一线路的末段以及所述第四线路的末段分别具有沿着所述第二方向延伸且朝向所述第二线路以及所述第三线路凸出的两个第二凸出部。
[0022]本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法至少具有下列优点及有益效果:本发明借由形成具有朝向两侧凸出的辅助层的核心层，而可在使用较少次数的微影工艺的情况下，有效增加线路末端之间的间隔距离。
[0023]综上所述，本发明是有关于一种线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法。该线路布局包括:第一线路、第二线路、第三线路与第四线路。第二线路与第三线路位于第一线路与第四线路之间，且第一线路、第二线路、第三线路与第四线路分别沿着第一方向延伸。第二线路的末段以及第三线路的末段分别具有沿着第二方向延伸的第一凸出部。第二线路的末段的第一凸出部朝向第一线路凸出。第三线路的末段的第一凸出部朝向第四线路凸出。本发明在技术上有显著的进步，并具有明显的积极效果，诚为一新颖、进步、实用的新设计。
[0024]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
【附图说明】
[0025]图1A至图1G是依照本发明的第一实施例所绘示的线路布局方法的流程的俯视示意图。
[0026]图2A-1至图2F-2分别是沿图1A至图1F的A_A线以及B_B线的剖面示意图。
[0027]图3A至图3G是依照本发明的第二实施例所绘示的线路布局方法的流程的俯视示意图。[0028]图4A-1至图4F-2分别是沿图3A至图3F的C_C线以及D_D线的剖面示意图。
[0029]10、110:核心层12、112:主体层
[0030]14、114:末端部16、116:第一辅助层
[0031]18、118:第二辅助层20、120:第一间隙壁
[0032]22、122:第二间隙壁24、124:第三间隙壁
[0033]25、125:孤岛26:第一凸出部
[0034]28:第一预定区28a、128a:底部区
[0035]28b、128b:延伸区29、129:预定区
[0036]30、130:第一线路32、132:第二线路
[0037]34、134:第三线路36、136:第四线路
[0038]38、138:焊垫118a:第一延伸部
[0039]118b:第二延伸部126、126a、126b:第一凸出部
[0040]127、127a、127b:第二凸出部 128:第二预定区
[0041]D1:第一方向D2:第二方向
[0042]L1 ?Lll、L14 ?L19:长度 W1:宽度
[0043]Pla ?P2a、P23、P3、P4a ?P5a、Plb ?P2b、P4b ?P5b:间隔距离
【具体实施方式】
[0044]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法其【具体实施方式】、结构、方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
[0045]图1A至图1G是依照本发明的第一实施例所绘示的线路布局方法的流程的俯视示意图。图2A-1至图2F-2分别是沿图1A至图1F的A-A线以及B-B线的剖面示意图。图3A至图3G是依照本发明的第二实施例所绘示的线路布局方法的流程的俯视示意图。图4A-1至图4F-2分别是沿图3A至图3F的C-C线以及D-D线的剖面示意图。
[0046]本发明第一实施例以及第二实施例是采用间隙壁自对准四重图案化的方法来形成线路布局。
[0047]请同时参阅图1A及图2A-1、图2A-2所示，首先形成核心层10。在一实施例中，核心层10的形成方法可以是先形成核心材料层(未绘示)，然后经过光阻削薄(photoresisttrimming)而形成。核心层10包括:主体层12、第一辅助层16、以及两个第二辅助层18。主体层12包括沿着第一方向D1延伸的末端部14。第一辅助层16与主体层12的末端部14连接。两个第二辅助层18与第一辅助层16的两侧连接，且沿着第二方向D2延伸。第一方向D1例如是Y方向；第二方向D2例如是X方向。主体层12的宽度W1例如是40nm?50nm。主体层12的末端部14在第一方向D1上的长度L1例如是lOOnm?3000nm。第一辅助层16在第一方向D1上的长度L2大于主体层12的宽度W1，例如是150nm?400nm，在第二方向D2上的长度L3大于主体层12的宽度W1，例如是lOOnm?500nm。第二辅助层18在第一方向D1上的长度L4例如是30nm?60nm，在第二方向D2上的长度L5例如是lOOnm?500nm。第一辅助层16以及第二辅助层18在第二方向D2上的长度也不限于以上列举的范围，其可以根据所欲形成的线路间隔距离而自由调整。核心层10的材料例如是正型光阻、负型光阻或其他可以经由图案化工艺而形成图案的任何材料。核心层10例如是先形成核心材料层(未绘示)，并对核心材料层进行图案化工艺而形成。图案化工艺可以是先利用黄光、极紫外光、ArF准分子激光、KrF准分子激光等，对所形成的核心材料层进行曝光，之后进行显影。
[0048]请同时参阅图1B及图2B-1、图2B-2所示，接着，在核心层10的侧壁形成第一间隙壁20。第一间隙壁20的材料例如是二氧化硅、氮化硅或其组合。第一间隙壁20的宽度例如是15nm?30nm。第一间隙壁20例如是先形成间隙壁材料层(未绘示)，之后利用非等向蚀刻工艺。
[0049]请同时参阅图1C及图2C-1、图2C-2所示，之后移除核心层10。移除核心层10的方法可以是进行干式剥除工艺、干式蚀刻工艺、湿式剥除工艺或湿式蚀刻工艺。
[0050]请同时参阅图1D及图2D-1、图2D-2所示，在第一间隙壁20的侧壁形成第二间隙壁22与第三间隙壁24。第二间隙壁22与第三间隙壁24分别为一个回路。第二间隙壁22位于第三间隙壁24之中，并且具有对应于第二辅助层18(图1A)的两个第一凸出部26。第二间隙壁22以及第三间隙壁24两者的材料可以与第一间隙壁20的材料不同。第二间隙壁22以及第三间隙壁24的材料包括二氧化硅、氮化硅或其组合。第二间隙壁22与第三间隙壁24的宽度分别例如是15nm?30nm。第一间隙壁20、第二间隙壁22、以及第三间隙壁24的宽度彼此之间可以相同也可以不同。在一实施例中，第二间隙壁22的2倍宽度大于等于第二辅助层18在第一方向Dl的长度L4。借此可以确保第一凸出部26之中不会存在空隙。第二间隙壁22以及第三间隙壁24的形成方法可以与形成第一间隙壁20的方法相同。
[0051]请同时参阅图1E及图2E-1、图2E-2所示，之后进行蚀刻工艺，以移除第一间隙壁20。当第一间隙壁20的材料与第二间隙壁22以及第三间隙壁24的材料不同时，可以直接通过材料之间的蚀刻速率差异，来进行非等向性蚀刻工艺。
[0052]请同时参阅图1E及图2E-1、图2E-2所示，接着将第一预定区28以及第二预定区29中的部分第二间隙壁22、部分第三间隙壁24、以及部分第一凸出部26移除，以切断第二间隙壁22回路的两个末端以及第三间隙壁24回路的两个末端。具体地来说，进行蚀刻工艺，以移除第一预定区28中的第二间隙壁22、第三间隙壁24以及第一凸出部26、以及第二预定区29中的第二间隙壁22以及第三间隙壁24。
[0053]第一预定区28例如是U型，其对应于第二间隙壁22以及第三间隙壁24回路的第一个末端以及部分第一凸出部26。更具体地说，第一预定区28包括底部区28a与延伸区28bο底部区28a在第二方向D2上延伸；延伸区28b在第一方向Dl上延伸。第一预定区28的底部区28a需要完全覆盖对应于第一辅助层16 (图1B)底部的第二间隙壁22及其周围的部分第三间隙壁24，以确保所形成的线路之间具有足够的间隔距离。第一预定区28的延伸区28b涵盖对应于第一辅助层16(图1B)底部与下侧壁的部分第二间隙壁22及其周围的部分第三间隙壁24、以及部分第一凸出部26。值得注意的是，第一预定区28的延伸区28b在第一方向Dl上必须跨越过第一凸出部26，以确保第一凸出部26可以断开，从而避免起因在后续的焊垫工艺的误差所导致的线路间的短路。第一预定区28只要满足上述的条件，则其尺寸可以根据需要而任意调整。第一预定区28的底部区28a在第一方向Dl上的长度L6例如是75nm?200nm，在第二方向D2上的长度L7例如是300nm?1500nm。第一预定区28的延伸区28b在第一方向Dl上的长度L8例如是130nm?500nm，在第二方向D2上的长度L9例如是50nm?450nm。第二预定区29对应于第二间隙壁22以及第三间隙壁24回路的第二个末端，其尺寸只要能够使线路之间彼此确实分开，则并无特别限制。第二预定区29在第一方向Dl上的长度LlO例如是150nm?300nm，在第二方向D2上的长度Lll例如是10nm?150nm。
[0054]请同时参阅图1F及图2F-1、图2F-2所示，经由上述移除步骤之后，再进行图案转移，以形成第一线路30、第二线路32、第三线路34以及第四线路36。依据移除区28的延伸区28b的位置或在第二方向D2上的长度L9的调整，经由上述移除步骤与图案转移之后，除形成第一线路30至第四线路36之外，可以还包括第一凸出部26a或/以及孤岛25。形成的第一线路30的末段的端点与所形成的第二线路32的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离Pla、以及所形成的第三线路34的末段的端点与所形成的第四线路36的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离P2a大于等于第一间隙壁20的宽度与第三间隙壁24的宽度的总和。第一线路30至第四线路36的材料包括金属或是金属合金，例如是铜或铜镍合金。
[0055]请参阅图1G所示，进一步形成分别与第一线路30至第四线路36连接的多个焊垫38。焊垫38的材料包括金属或是金属合金，例如是铜或铜镍合金。焊垫38例如是先借由化学气相沉积法或物理气相沉积法形成焊垫材料层(未绘示)，再利用微影与蚀刻工艺来形成。
[0056]请同时参阅图1F、图2F-1、图2F-2以及图1G所示，本发明的第一实施例的线路布局包括第一线路3 0至第四线路36以及与第一线路30至第四线路36连接的多个焊垫38。第一线路30至第四线路36分别沿着第一方向Dl延伸。第二线路32与第三线路34位于第一线路30与第四线路36之间。在一实施例中，第二线路32的末段以及第三线路34的末段分别具有沿着第二方向D2延伸且朝向第一线路30以及第四线路36凸出的两个第一凸出部26a。在另一实施例中，第一凸出部26a与第一线路32之间以及第一凸出部26a与第四线路36之间分别具有孤岛25。第一凸出部26a在第二方向D2上的长度、以及在第一方向Dl上的长度分别对应于第二辅助层18。第一凸出部26a与孤岛25均是本发明以间隙壁自对准四重图案化的方法形成的线路布局的特征之一。在后续形成焊垫38时，纵使发生纵向错误对准，而导致连接第二线路32的焊垫38与第一凸出部26a接触时，或导致连接第一线路30的焊垫38与孤岛25接触时，此工艺仍在容许的范围内。因此，第一凸出部26a与孤岛25的存在，可以提升工艺的容忍度(tolerance)。
[0057]第一线路30至第四线路36与焊垫38连接的末段均分别呈阶梯状。第二线路32与第三线路34末段的阶梯数少于第一线路30与第四线路36末段的阶梯数。第二线路32与第三线路34末段的阶梯例如是一阶，第一线路30与第四线路36末段的阶梯例如是二阶。换言之，第二线路32与第三线路34末段的阶梯数少于第一线路30与第四线路36末段一阶。另外，第一线路30与第二线路32末段的阶梯例如是以-X方向与焊垫38连接；第三线路34与第四线路36末段的阶梯例如是以X方向与焊垫38连接。简言之，第一线路30末段的阶梯与第二线路32末段的阶梯的走向相同，第三线路34末段的阶梯与第四线路36末段的阶梯的走向相同，但前两者的走向与后两者的走向相反。特别值得一提的是，第二线路32末段的阶梯的走向与第三线路34末段的阶梯的走向相反，因此，第二线路32的末段的端点与第三线路34的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离P23大于第一线路30的末段的端点与第二线路32的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离Pla，且大于第三线路34的末段的端点与第四线路36的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离P2a。故，可以提供足够的空间设置连接第二线路32的焊垫38与连接第三线路34的焊垫38，增加工艺的容忍度。
[0058]另外，第一线路30的末段的端点与第二线路32的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离(spacing)Pla大于等于第一线路30的宽度、以及第一线路30起始段的端点与第二线路32起始段的端点的间隔距离Plb的总和。第四线路36的末段的端点与第三线路34的末段的端点在第二方向D2上的间隔距离P2a大于等于第四线路36的宽度以及第四线路36起始段的端点与第三线路34起始段的端点的间隔距离P2b的总和。间隔距离Pla例如是65nm?465nm。间隔距离P2a例如是65nm?465nm。间隔距离Plb、P2b例如是15nm?30nm。由于间隔距离Pla、P2a大于间隔距离Plb、P2b，因此，在形成焊垫38时，可以提供足够的工艺容忍度。
[0059]以下将针对本发明的第二实施例进行说明。在以下的说明中，将省略与第一实施例相同或类似的构件的说明。
[0060]请同时参阅图3A及图4A-1、图4A-2所示，首先形成核心层110。核心层110包括:主体层112、第一辅助层116、以及两个第二辅助层118。主体层112包括沿着第一方向Dl延伸的末端部114。第一辅助层116与主体层112的末端部114连接。与第一实施例不同的是，所述两个第二辅助层118包括两个第一延伸部118a以及两个第二延伸部118b。两个第一延伸部118a与第一辅助层116的两侧连接，且沿着第二方向D2延伸。两个第二延伸部118b与第一辅助层116的两侧连接，且沿着第二方向D2延伸，其中第一延伸部118a位于第一辅助层116的侧壁；第二延伸部118b位于第一辅助层116的侧壁底部。第一延伸部118a在第一方向Dl上的长度L14例如是30nm?60nm，在第二方向D2上的长度L15例如是10nm?500nm。第二延伸部118b在第一方向Dl上的长度L14a例如是150nm?200nm，两个第二延伸部118b与第一辅助层116在第二方向D2上的长度总和L14b例如是300nm?1500nm。在一实施例中，第二延伸部118b在第一方向Dl上的长度L14a大于等于第一延伸部118a在第一方向Dl上的长度L14。另外，第一辅助层116、第一延伸部118a、以及第二延伸部118b在第二方向D2上的长度也不限于以上列举的范围，其可以根据所欲形成的线路间隔距离而自由调整。此外，尽管本实施例中列举了第二辅助层118具有两组延伸部的情况，但本发明当然不限定于此，本领域中具有通常知识的技术人员自然可以根据需要选择形成两组以上的延伸部。除了上述不同点之外，关于核心层110的材料种类、主体层112的尺寸范围、第一辅助层116的尺寸范围、以及核心层110的形成方法均可与第一实施例相同，在此不再赘述。
[0061]请同时参阅图3B、图4B-1、图4B-2、图3C、图4C-1、图4C-2、图3D、及图4D-1、图4D-2所示，之后以与第一实施例相同的方式依序进行形成第一间隙壁120的步骤、移除核心层110的步骤、形成第二间隙壁122与第三间隙壁124的步骤。请同时参阅图3B、3D、及图4B-1、图4B-2、图4D-1、图4D-2所示，在一实施例中，第二间隙壁122的2倍宽度大于等于第一延伸部118a在第一方向Dl上的长度L14，且各第一延伸部118a与相邻的第二延伸部118b在第一方向Dl上的间隔距离P3小于等于第一间隙壁120的2倍宽度与第三间隙壁124的2倍宽度的总和。借此可以确保两个第一凸出部126、以及两个第二凸出部127之中不会存在空隙。值得注意的是，第三间隙壁124还具有沿着第二方向D2延伸且朝向第二间隙壁122凸出的两个第二凸出部127。除此之外，关于第一间隙壁120的材料、第一间隙壁120的宽度、第二间隙壁122以及第三间隙壁124的材料、以及第二间隙壁122与第三间隙壁124的宽度均可与第一实施例相同，在此不再赘述。
[0062]请同时参阅图3E、图3F、图4E-1、图4E-2及图4F-1、图4F-2所示，接着以与第一实施例相同的方式移除部分第二间隙壁122、部分第三间隙壁124、以及部分第二凸出部127，切断第二间隙壁122回路的两个末端以及第三间隙壁124回路的两个末端。
[0063]与第一实施例不同的是，被移除的部分是位于U型的第一预定区128的第二间隙壁122、第三间隙壁124以及第二凸出部127、以及位于第二预定区129的第二间隙壁122以及第三间隙壁124。更具体地说，U型的第一预定区128包括底部区128a以及延伸区128b。底部区128a在第二方向D2上延伸；延伸区128b在第一方向Dl上延伸。第一预定区128的底部区128a需要完全覆盖对应于第一辅助层116底部的部分第二间隙壁122及其周围的部分第三间隙壁124，以确保所形成的线路之间具有足够的间隔距离。第一预定区128的延伸区128b涵盖对应于第一辅助层116底部与下侧壁的部分第二间隙壁122及其周围以及部分第二凸出部127，且在第一方向Dl上延伸至第一凸出部126的边缘。值得注意的是，第一预定区128的延伸区128b在第一方向Dl上至少必须横越过第二凸出部127，甚至还延伸到部分第一凸出部126上，以确保第二凸出部127在第二方向D2上可以断开，从而避免起因在后续的焊垫工艺的误差所导致的线路间的短路。第一预定区128只要满足上述的条件，则其尺寸可以根据需要而任意调整。借由形成第一凸出部126以及第二凸出部127，可有效提高进行移除部分第二间隙壁122、部分第三间隙壁124、以及部分第二凸出部127的步骤时的容许误差。第一预定区128的底部区128a在第一方向Dl上的长度L16例如是150nm?300nm，在第二方向D2上的长度L17例如是355nm?2455nm。第一预定区128的延伸区128b在第一方向Dl上的长度L18例如是120nm?150nm，在第二方向D2上的长度L19例如是50nm?450nm。第二预定区129的尺寸范围与第一实施例第二预定区29的尺寸范围相同，在此不再赘述。
[0064]请参阅图3F与图4F-1、图4F-2所示，之后，再进行图案转移，以形成第一线路130、第二线路132、第三线路134以及第四线路136。请参阅图1E所示，借由预定区域128的延伸区128b的位置或在第二方向D2上的长度L19的调整，经由上述移除步骤与图案转移之后，除形成第一线路130至第四线路136之外，第二线路132与第三线路134可以分别还包括第一凸出部126a、126b ;第一线路130与第四线路136可以分别还包括第二凸出部127a 、127b。此外，还可包括两个孤岛125。之后，请参阅图3G所示，进一步形成分别与第一线路130至第四线路136连接的多个焊垫138。焊垫138的材料以及焊垫138的形成方法均与第一实施例相同，在此不再赘述。
[0065]请同时参阅图3F、图3G及图4F_1、图4F_2所示，在经由上述移除步骤后，所形成的第一线路130的末段的端点与所形成的第二线路132的末段的端点在第二方向D2上具有间隔距离P4a ;所形成的第三线路134的末段的端点与所形成的第四线路136的末段的端点在第二方向D2上具有间隔距离P5a。间隔距离P4a为连接第一线路130的焊垫138与连接第二线路132的焊垫138之间的工艺容许度。间隔距离P5a为连接第三线路134的焊垫138与连接第四线路136的焊垫138之间的工艺容许度。请参阅图1E所示，只要借由增加第一预定区域128的底部128a在第二方向D2上的长度L17以及延伸区128b在第二方向D2上的长度L19，即可以增加间隔距离P4a与间隔距离P5a。
[0066]请同时参于图3F与图3G所示，依照本发明的第二实施例所形成的第一线路130至第四线路136与第一实施例的第一线路30至第四线路36相似，线路的末段均为阶梯状，阶梯的走向、阶梯数也相同。在一实施例中，第二线路132与第三线路134末段也可分别具有第一凸出部126a。不同点在于，在本第二实施例中，第二线路132的末段以及第三线路134的末段可以分别具有沿着第二方向D2延伸且朝向第一线路130以及第四线路136凸出的第一凸出部126a、126b。第一线路130的末段以及第四线路136的末段还可分别具有沿着第二方向D2延伸且朝向第二线路132以及第三线路134凸出的第二凸出部127a与127b。在第二凸出部127a与第二线路132之间以及第二凸出部127a与第三线路134之间分别具有孤岛125。第二凸出部127a与127b在第二方向D2上的长度为5nm?50nm，在第一方向Dl上的长度为15nm?60nm。在一实施例中，第一凸出部126a与126b在第二方向D2上的长度大于第二凸出部127a在第二方向D2上的长度。
[0067]由于与焊垫138连接的第一线路130、第二线路132、第三线路134、第四线路136末段的末端之间隔距离远大于未与焊垫138连接的第一线路130、第二线路132、第三线路134、第四线路136的起始段的端点之间隔距离，而且第一线路130至第四线路136的末段均呈阶梯状，且第二线路132、第三线路134末段的阶梯的走向不同于第一线路130、第四线路136末段的阶梯的走向，因此，纵使发生错误对准时，不论是在横向上或是纵向上均可以提供足够的工艺容忍度。
[0068]综上所述，本发明借由形成具有朝向两侧凸出的辅助层的核心层，可在使用较少次数的微影工艺的情况下，有效增加线路末端之间的间隔距离，从而可以降低制造成本以及工艺的复杂度。借由在核心层具有朝向两侧凸出的辅助层，可在横向上提供足够的距离，从而可有效提高对线路进行图案化以及形成焊垫时的容忍度。此外，若在核心层的延伸方向形成多组具有朝向两侧凸出的辅助层，则除了可提供横向的工艺容忍度之外，在纵向上可提供更大的工艺容忍度。
[0069]以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其特征在于其包括以下步骤: 形成一核心层，该核心层包括: 一主体层，包括一末端部，沿着一第一方向延伸； 一第一辅助层，与该主体层的该末端部连接；以及 两个第二辅助层，与该第一辅助层的两侧连接，且沿着一第二方向延伸； 形成一第一间隙壁，在该核心层的侧壁； 移除该核;1.!、层； 形成一第二间隙壁与一第三间隙壁，在该第一间隙壁的侧壁，该第二间隙壁位于该第三间隙壁之中，且具有对应于该些第二辅助层的两个第一凸出部； 移除该第一间隙壁； 移除部分该第二间隙壁、以及部分该些第一凸出部，并进行一图案转移工艺，以形成一第一线路以及一第二线路；以及 移除部分该第三间隙壁并进行一图案转移工艺，以形成一第三线路以及一第四线路，该第一线路与该第二线路位于该第三线路与该第四线路之间。2.根据权利要求1所述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其特征在于其中移除部分该第二间隙壁、以及部分该些第一凸出部的步骤以及移除部分该第三间隙壁的步骤包括: 移除位于U型的一预定区的该第二间隙壁、该第三间隙壁、以及该些第一凸出部，其中该预定区涵盖对应于该第一辅助层底部与下侧壁的部分该第二间隙壁及其周围的部分该第三间隙壁、以及部分该些第一凸出部。3.根据权利要求1所述的线路布局的间隙壁自对准四重图案化的方法，其特征在于其中该些第二辅助层包括: 两个第一延伸部，与该第一辅助层的两侧连接，且沿着该第二方向延伸；以及两个第二延伸部，与该第一辅助层的两侧连接，且沿着该第二方向延伸，其中该些第二延伸部位于该第一辅助层的底部。4.一种线路布局，其特征在于其包括: 一第一线路、一第二线路、一第三线路以及一第四线路，该第二线路与该第三线路位于该第一线路与该第四线路之间，且该第一线路至该第四线路分别沿着一第一方向延伸，其中该第二线路的末段以及该第三线路的末段分别具有沿着该第二方向延伸的一第一凸出部，该第二线路的末段的该第一凸出部朝向该第一线路凸出；以及该第三线路的末段的该第一凸出部朝向该第四线路凸出。5.根据权利要求4所述的线路布局，其特征在于其中: 该第一线路的末段的端点与该第二线路的末段的端点在该第二方向上的间隔距离大于等于该第一线路的宽度、以及该第一线路的起始段的端点与该第二线路的起始段的端点的间隔距离的总和；以及 该第四线路的末段的端点与该第三线路的末段的端点在该第二方向上的间隔距离大于等于该第四线路的宽度、以及该第四线路起始段的端点与该第三线路起始段的端点的间隔距离的总和。6.根据权利要求4所述的线路布局，其特征在于其中: 该第二线路的末段的端点与该第三线路的末段的端点在该第二方向上的间隔距离大于该第一线路的末段的端点与该第二线路的末段的端点在该第二方向上的间隔距离，且大于该第三线路的末段的端点与该第四线路的末段的端点在该第二方向上的间隔距离。7.根据权利要求4所述的线路布局，其特征在于其中该第一线路的末段以及该第四线路的末段分别具有沿着该第二方向延伸的两个第二凸出部， 该第一线路的末段的所述两个第二凸出部朝向该第二线路凸出；以及 该第四线路的末段的所述两个第二凸出部朝向该第三线路凸出。8.一种线路布局，其特征在于其包括: 末段均呈阶梯状的一第一线路至一第四线路，该第二线路与该第三线路位于该第一线路与该第四线路之间，其中该第二线路与该第三线路的末段的阶梯数少于该第一线路与该第四线路的末段的阶梯数。9.根据权利要求8所述的线路布局，其特征在于其中该第一线路末段的阶梯和该第二线路末段的阶梯的走向相同，且与该第三线路末段的阶梯和该第四线路的末段的阶梯走向相反。10.根据权利要求8所述的线路布局，其特征在于其中该第一线路至该第四线路分别沿着一第一方向延伸； 该第二线路的末段以及该第三线路的末段分别具有沿着该第二方向延伸且朝向该第一线路以及该第四线路凸出的两个第一凸出部；以及 该第一线路的末段以及该第四线路的末段分别具有沿着该第二方向延伸且朝向该第二线路以及该第三线路凸出的两个第二凸出部。
【专利摘要】本发明是有关于一种线路布局及其间隙壁自对准四重图案化的方法。该线路布局包括：第一线路、第二线路、第三线路与第四线路。第二线路与第三线路位于第一线路与第四线路之间，且第一线路、第二线路、第三线路与第四线路分别沿着第一方向延伸。第二线路的末段以及第三线路的末段分别具有沿着第二方向延伸的第一凸出部。第二线路的末段的第一凸出部朝向第一线路凸出。第三线路的末段的第一凸出部朝向第四线路凸出。本发明借由形成具有朝向两侧凸出的辅助层的核心层，而可在使用较少次数的微影工艺的情况下，有效增加线路末端之间的间隔距离。
【IPC分类】H01L21/033, H01L27/02, H01L21/027
【公开号】CN105489601
【申请号】CN201510088209
【发明人】彭及圣
【申请人】旺宏电子股份有限公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2015年2月26日
【公告号】US20160099217
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