形成半导体装置的方法与流程

1.本揭露是有关于一种形成半导体装置的方法。


背景技术：

2.半导体集成电路(integrated circuit，ic)行业经历了指数级增长。集成电路材料及设计的技术进步产生了一代又一代的集成电路，每一代的电路都比上一代更小、更复杂。在ic演进过程中，功能密度(即，每一晶片面积内互连装置的数目)通常有所增大，而几何尺寸(即，可使用制造技术产生的最小组件(或接线))则有所减小。这种规模缩小的过程通常通过提高生产效率及降低相关成本来提供益处。这种规模缩小亦提高了ic加工及制造的复杂性。为了实现这些进步，需要在ic加工及制造方面进行类似的开发。例如，执行更高解析度的微影制程的需求在增长。


技术实现要素：

3.本揭露的一态样是提供一种成半导体装置的方法包含：产生具有主图案集的原始布局；在微影系统的光瞳面上模拟原始布局的第一能量分布，其中第一能量分布具有第一波前；通过在原始布局的未由主图案集占据的区域中插入虚设图案集来产生第一经修改布局；在微影系统的光瞳面上模拟第一经修改布局的第二能量分布；判定经模拟第二能量分布的第二波前是否比第一能量分布的第一波前更均匀；及因应于经模拟第二能量分布的第二波前被判定为比第一能量分布的第一波前更均匀，使用具有第一经修改布局的第一光罩执行第一微影制程。
4.本揭露的另一态样是提供一种成半导体装置的方法包含：产生具有主图案集的原始布局；通过在原始布局的未由主图案集占据的区域中插入虚设图案集来产生第一经修改布局，其中虚设图案集中的各者包含线型图案，且虚设图案集中的第一集合的线型图案在线宽度或线节距上不同于虚设图案集中的第二集合的线型图案；在微影系统中使用第一经修改布局时，基于第一经修改布局模拟临界尺寸(critical dimension，cd)均匀性；判定经模拟cd均匀性是否满足预定规范；及因应于经模拟cd均匀性被判定为满足预定规范，通过使用具有第一经修改布局的第一光罩来图案化导电层，以将第一经修改布局的主图案集及虚设图案集转移至导电层。
5.本揭露的又一态样是提供一种成半导体装置的方法包含：产生具有主图案集的原始布局；通过在原始布局的未由主图案集占据的区域中插入虚设图案集产生经修改布局，使得经修改布局的图案密度大于原始布局的图案密度；在基板上方形成晶体管；在基板上方形成导电层；及通过使用具有经修改布局的光罩图案化导电层，以将经修改布局的主图案集及虚设图案集转移至导电层，其中经图案化导电层的主图案集电连接至晶体管，且经图案化导电层的虚设图案集为电浮动的。
附图说明
6.本揭露的态样在与随附附图一起研读时自以下详细描述内容来最佳地理解。应注意，根据行业中的标准惯例，各种特征未按比例绘制。实际上，各种特征的尺寸可为了论述清楚经任意地增大或减小。
7.图1是根据本揭露的一些实施例的微影系统的示意图；
8.图2是根据本揭露的一些实施例的微影系统的示意图；
9.图3是根据本揭露的一些实施例的光罩；
10.图4示出了根据本揭露的一些实施例的形成光罩布局的方法；
11.图5示出了根据本揭露实施例的布局；
12.图6a至图6g示出了根据本揭露实施例的布局；
13.图7a至图7d显示了根据本揭露实施例的半导体装置的顺序制造操作的各个阶段；
14.图8示出了根据本揭露实施例的布局；
15.图9示出了根据本揭露实施例的半导体装置的横截面图；
16.图10示出了根据本揭露实施例的半导体装置的横截面图；
17.图11是使用本揭露的一些实施例执行化学机械研磨(chemical mechanical planarization；cmp)制程的横截面图。
18.【符号说明】
19.10:euv微影系统
20.20:pob
21.30:基板
22.32:导电层
23.34:反射多层结构
24.36:覆盖层
25.38:缓冲层
26.40:吸收体层
27.90:微影系统
28.102:激光源
29.104:激光束
30.106:光束传输系统
31.108:聚焦系统
32.108a～b:透镜
33.110:euv源容器
34.112:燃料液滴
35.114:电浆
36.116:euv辐射
37.118:收集镜
38.120:液滴发生器
39.125:液滴收集元件
40.130:中间聚焦单元
41.140:液滴成像器
42.150:能量监测器
43.200:扫描器
44.210:聚光器
45.212a:第一表面
46.212b:第二表面
47.214:反射器
48.220:光罩
49.222a～c:吸收特征
50.230a:第一镜面
51.230b:第二镜面
52.230c:第三镜面
53.230d:第四镜面
54.240:光瞳相位调变器
55.245:投影光瞳面
56.250:晶圆
57.255:基板站
58.402:光罩
59.405:基板
60.410:导电层
61.420:光阻剂层
62.422:光阻剂图案/经图案化导电层
63.430:介电材料层
64.440:通孔插座
65.505:基板
66.510:栅极层
67.524:源极/漏极区域
68.526:源极/漏极触点
69.530:ild层
70.540:通孔插座
71.600:互连层
72.605:介电层
73.610:导电层
74.630:介电层
75.640:通孔插座
76.660:金属接线
77.705:基板
78.710:材料层
79.710a:第一材料
80.710b:第二材料
81.720:抛光垫
82.810:辐射源
83.820:光束传输系统
84.830:照明器
85.832:调整器
86.834:积分器
87.836:聚光器
88.840:光罩台
89.850:定位装置
90.860:投影系统
91.870:晶圆台
92.880:晶圆定位装置
93.cp1～2:主栅极图案集
94.dg:虚设栅极结构
95.dl:虚设金属接线
96.dp1～6:虚设图案集
97.ep2～3:虚设栅极图案集
98.er:空区域
99.gs:栅极结构
100.lp1～7:线型图案
101.lp4-1～5:线型图案
102.ma:光罩
103.ml:金属接线
104.mp1～4:主图案集
105.m1:方法
106.p1,2,3,5,6:节距
107.p4-1～4:线节距
108.p7-1～2:节距
109.rb1:辐射束
110.s101:操作
111.s102:操作
112.s103:操作
113.s104:操作
114.s105:操作
115.s106:操作
116.s107:操作
117.w:晶圆
118.w1～6:线宽度
119.w7-1:宽度
120.w7-2:高度
121.x:方向
122.y:方向
具体实施方式
123.以下揭示内容提供用于实施所提供标的物的不同特征的许多不同实施例、或实例。下文描述组件及配置的特定实例以简化本揭露。当然，这些仅为实例且非意欲为限制性的。举例而言，在以下描述中第一特征于第二特征上方或上的形成可包括第一及第二特征直接接触地形成的实施例，且亦可包括额外特征可形成于第一特征与第二特征之间使得第一特征及第二特征可不直接接触的实施例。此外，本揭露在各种实例中可重复参考数字及/或字母。此重复是出于简单及清楚的目的，且本身且不指明所论述的各种实施例及/或组态之间的关系。
124.此外，为了方便用于描述如诸图中图示的一个元件或特征与另一(多个)元件或(多个)特征的关系的描述，在本文中可使用空间相对术语，诸如“在
……
下面”、“在
……
之下”、“下部”、“在
……
之上”、“上部”及类似者。空间相对术语意欲涵盖除了诸图中所描绘的定向以外的装置在使用或操作时的不同定向。装置可另外定向(旋转90度或处于其他定向)，且本文中所使用的空间相对描述符可类似地加以相应解释。
125.图1示意性地示出了根据本揭露的一些实施例的微影系统。所示为深紫外光辐射(deep ultraviolet radiation；duv)微影系统90。微影系统90包括框架910、具有表面922的参考框架920、用以调整辐射束rb1(例如，duv辐射或任何其他适合的辐射)的照明系统(照明器)830，支撑结构(例如，光罩台)840，其构造为支撑光罩ma，且连接至第一定位装置(亦称为光罩定位装置)850，第一定位装置用以根据某些参数准确定位光罩ma。微影系统90亦包括基板台(例如，晶圆台)870或“基板支撑件”，其构造为支持基板(例如，光阻剂涂布晶圆)w且连接至第二定位装置(亦称为晶圆定位装置)880，第二定位装置用以根据特定参数准确定位基板w。在一些实施例中，晶圆台870可称为保持装置，因为其可保持晶圆w。微影系统90进一步包括投影系统(例如，折射投影透镜系统)860，投影系统用以将通过光罩ma给予辐射束rb1的图案投影至基板w的靶位置。
126.在一些实施例中，照明系统830可包括各种类型的光学组件，诸如折射、反射、磁、电磁、静电或其他类型的光学组件、或其任何组合，用于导引、成形、或控制辐射束rb1。
127.支撑结构840支撑(即，承受)光罩ma的重量。在一些实施例中，支撑结构840可使用机械、真空、静电或其他夹紧技术来保持光罩ma。支撑结构840例如可为框或台，其可为固定的或可移动的。支撑结构840可确保光罩ma处于例如相对于投影系统860的期望位置。
128.在一些实施例中，光罩ma为可用于在辐射束的横截面上给予图案以在基板w(即，晶圆)中产生图案的任何装置。注意，例如，若图案包括相转移特征，则给予辐射束rb1的图案可不完全对应于基板w中的期望图案。通常，给予辐射束rb1的图案将对应于在基板w中创建的装置中的特定功能层，诸如集成电路。
129.光罩ma可为透射的或反射的。图案化装置ma的实例包括光罩(亦称为分主光罩)、可程序化镜面阵列、及可程序化液晶显示器(liquid crystal display；lcd)面板。遮罩包
括诸如二元、交替相转移、及衰减相转移的遮罩类型，以及各种混合遮罩类型。可程序化镜面阵列的一个实例采用了小镜面的矩阵配置，各个小镜面可单独倾斜，以便在不同方向反射入射的辐射束。倾斜的镜面在辐射束中给予图案，图案由镜面阵列反射。
130.在一些实施例中，投影系统860为任何类型的投影系统，包括折射、反射、折反射、磁、电磁及静电光学系统、或其任何组合，以适于所使用的曝光辐射，或适于其他因素，诸如使用浸渍液体或使用真空。
131.如这里所描绘的，微影系统90为透射型的(例如，采用透射光罩)。或者，微影系统90可为反射型的(例如，采用可程序化镜面阵列，或采用反射光罩)。
132.微影系统90可为具有两个(双阶段)或两个以上基板台或“基板支撑件”(及/或两个或两个以上光罩台或“基板支撑件”)的类型。在这种“多阶段”机器中，可平行使用额外台或支撑件，可在一或多个台或支撑件上执行准备步骤，同时一或多个其他台或支撑件用于曝光。
133.微影系统90亦可为这样一种类型，其中基板w的至少一部分可由具有相对高折射率的液体(例如，水)覆盖，以便填充投影系统860与基板w之间的空间。浸渍液体亦可应用于微影系统90中的其他空间，例如，在光罩ma与投影系统860之间。浸渍技术可用于增大投影系统的数值孔径。本文使用的术语“浸渍”并不意味着基板w必须浸没在液体中，而仅意味着在曝光期间，液体位于投影系统860与基板w之间。
134.参考图1，照明器830自辐射源810接收辐射束rb1。辐射源及微影系统90可为分开的实体，例如当辐射源为准分子激光时。在这种情况下，辐射源810不被视为形成微影系统的一部分，且辐射束rb1借助于包括例如适当的导向镜及/或扩束器的光束传输系统820自辐射源810传递至照明器830。在其他情况下，例如当辐射源810为水银灯时，辐射源810可为微影系统90的组成部分。源810及照明器830、与可选的光束传输系统820一起可称为辐射系统。
135.在一些实施例中，照明器830可包括调整器832，调整器832用以调整辐射束rb1的角强度分布。通常，至少可调整照明器830的光瞳面中的强度分布的外部及/或内部径向范围(通常分别称为外部σ及内部σ)。此外，照明器830可包括各种其他组件，例如积分器834及聚光器836。照明器830可用于调整辐射束rb1，使其具有期望的均匀性及强度分布。
136.辐射束rb1入射至光罩ma(光罩ma保持在光罩定位装置850上)上，且由光罩ma图案化。横穿光罩ma之后，辐射束rb1通过投影系统860，投影系统860将辐射束rb1聚焦至晶圆台870上晶圆w的靶部分上。借助于晶圆定位装置880，晶圆台870可精确移动，例如，以便在辐射束rb1的路径中定位晶圆的不同靶部分。类似地，例如，在自光罩库进行机械检索之后、或在扫描期间，光罩定位装置850可用于相对于辐射束rb1的路径准确地定位光罩ma。通常，光罩台840的移动可借助长冲程模块(粗定位)及短冲程模块(精定位)来实现，其构成光罩定位装置850的一部分。类似地，晶圆台870的移动可使用晶圆定位装置880实现。在步进机(相对于扫描器)的情况下，光罩台840可仅连接至短冲程致动器，或可固定。可使用光罩ma上的光罩对准标记及晶圆w上的晶圆对准标记对准光罩台840上的光罩ma及晶圆870上的晶圆w。
137.图2是根据本揭露的一些实施例的微影系统的示意图。所示为极紫外光辐射(extreme ultraviolet radiation；euv)微影系统10。尽管euv微影系统10被示为具有特定组件组态，但应理解，所揭示的微影系统10可包括额外组件(例如，额外镜面)或具有较少组
件(例如，较少镜面)。
138.euv微影系统10包括euv源容器110。燃料液滴发生器120连接至euv源容器110，且用以产生多个燃料液滴112。在一些实施例中，由燃料液滴发生器120产生的燃料液滴112被提供至euv源容器110中。在一些实施例中，燃料液滴112可包括锡(sn)。在其他实施例中，燃料液滴112可包括不同的金属材料。在一些实施例中，euv源容器110亦可称为辐射源，其中辐射源采用激光引发致电浆(laser produced plasma，lpp)机制来产生电浆且进一步自电浆产生euv光。
139.euv微影系统10亦可包括液滴位置检测系统，该系统可包括布置在euv源容器110中的液滴成像器140，液滴成像器140撷取一或多个燃料液滴112的影像。液滴成像器140可将撷取的影像提供至液滴位置检测回馈系统(未示出)，该系统可例如因应于撷取的影像的分析结果产生液滴位置及轨迹。因此，位置检测回馈系统可因应于所产生的液滴位置及轨迹(例如，基于逐个液滴的基础、或基于平均数)而产生液滴误差。在一些实施例中，液滴成像器140可包括精细液滴转向相机(fine droplet steering camera，fdsc)、液滴形成相机(droplet formation camera，dfc)、及/或适合的装置。
140.euv微影系统10进一步包括主激光，其具有用以产生激光束104的激光源102。在一些实施例中，激光源102可包括多阶段激光，多阶段激光具有多个用以放大前一阶段产生的激光的阶段。激光束104通过光束传输系统106，光束传输系统106用以提供激光束至聚焦系统108。聚焦系统108包括一或多个透镜108a、108b及/或配置在光束线内且用以聚焦激光束104的镜面。激光束104自聚焦系统108输出至euv源容器110。
141.激光束104透射穿过位于euv源容器110内的收集镜118。接着，由激光源102产生的主激光束104与燃料液滴112相交。在一些实施例中，主激光束104可为二氧化碳(co2)激光。在其他实施例中，主激光束104可包括替代类型的激光。当主激光束104撞击燃料液滴112时，主激光束104将燃料液滴112加热至一温度。在该温度下，燃料液滴112脱落其电子且成为包括多个离子的电浆114。在一些实施例中，离子发射euv辐射116(例如，具有约13.3nm至约13.7nm的波长)。
142.在一些实施例中，收集镜118具有凹曲率。在一些实施例中，收集镜118可包括具有不同材料的交替层的多层涂层。例如，在一些实施例中，收集镜118可包括用以操作为布拉格反射器的钼及硅的交替层。收集镜118的凹曲率将由电浆114产生的euv辐射116朝向euv源容器110出射孔内的中间聚焦(intermediate focus，if)单元130聚焦。中间聚焦单元130位于euv源容器110与扫描器200之间，包括用以导引euv辐射116至工件(例如，半导体基板)的光学组件。在一些实施例中，中间聚焦单元130可包括锥形孔，用以在euv源容器110与扫描器200之间提供压力分离。在一些实施例中，中间聚焦单元130可延伸至扫描器200中。
143.euv微影系统10亦可包括布置在euv源容器110中的euv能量监测器150。euv能量监测器150设计成监测euv强度或自euv源容器110产生的能量。例如，euv能量监测器150包括euv感测组件，诸如二极管，设计成对euv光敏感，且用以有效检测euv光。在其他实例中，euv能量监测器150包括组态在阵列中的多个二极管，以有效地检测用于监测目的的euv光。在一些实施例中，基于感测的euv强度(或能量)计算剂量误差。例如，当感测的euv强度(或能量)低于预定临限值时，这种情况可称为剂量误差。通常，剂量误差与电浆不稳定性有关，通过euv能量监测器150监测euv强度，可自监测的euv强度中萃取剂量误差。因此，当发生剂量
误差时，表示电浆114不稳定。
144.在一些实施例中，euv微影系统进一步包括布置在euv源容器110中且与液滴发生器120相对的液滴收集元件125。液滴收集元件125用以收集在euv辐射116的形成期间未蒸发的燃料液滴112及/或在euv辐射116形成期间产生的燃料液滴112的碎片。
145.自euv源容器110输出的euv辐射116通过中间聚焦单元130提供至聚光器210。在一些实施例中，聚光器210包括用以聚焦euv辐射116的第一表面212a及第二表面212b，以及用以朝向光罩220反射euv辐射116的反射器214。光罩220用以反射euv辐射116以在晶圆250的表面上形成图案。为了产生图案，光罩220可包括配置在光罩220的正面上的多个吸收特征222a、222b、及222c。多个吸收特征222a、222b、及222c用以吸收euv辐射116，使得euv辐射116的经反射射线传送由光罩220定义的图案。
146.微影系统10亦包括投影光学模块(或投影光学盒(projection optics box，pob))20，用于在靶(例如，晶圆250)上成像光罩220的图案。在各种实施例中，pob 20具有折射光学(诸如用于uv微影系统)或替代地反射光学(诸如用于euv微影系统)。自光罩220引导的光，绕射成各种绕射阶数且携带在遮罩上定义的图案的影像，由pob 20收集。pob 20可包括小于一倍的放大率(因此靶(诸如晶圆250)上的“影像”的大小小于遮罩上相应“对象”的大小)。
147.在一些实施例中，pob 20将euv辐射116传送至布置在晶圆250表面上的光阻剂层上。euv辐射116基于由euv辐射116携带的图案照射光阻剂层的特定区域，且因此经照射光阻剂层可在显影其后经图案化。因此，可对晶圆250的所选区域执行后续加工。
148.在一些实施例中，euv辐射116经由pob 20过滤，pob 20包括一系列第一至第四镜面230a、230b、230c、及230d，这些镜面用作透镜以减小由euv辐射116携带的图案的大小。
149.微影系统10亦包括光瞳相位调变器240，用于调变自光罩220导引的euv辐射116的光学相位，使得euv辐射116在投影光瞳面245上具有相位分布。在光学模块中，存在一个平面，其场分布对应于对象(本例中的光罩220)的傅立叶转换。这个平面称为投影光瞳面。光瞳相位调变器240提供在投影光瞳面245上调变euv辐射116的光学相位的机制。在一些实施例中，光瞳相位调变器240包括调谐pob 20的镜面230a、230b、230c、及230d以进行相位调变的机制。例如，pob 20的镜面230a、230b、230c、及230d为可切换的，且经控制以反射euv光，从而调变经由pob 20的光的相位。
150.在一些实施例中，光瞳相位调变器240利用置放在投影光瞳面上的光瞳滤波器。光瞳滤波器过滤掉来自光罩220的euv辐射116的特定空间频率分量。光瞳滤波器为相位光瞳滤波器，用于调变经由pob 20导引的光的相位分布。
151.微影系统10亦包括基板站255，以固定待图案化晶圆250。在一些实施例中，半导体基板为半导体晶圆，诸如硅晶圆或其他类型的晶圆。晶圆250涂布有对辐射束(诸如本实施例中的euv光)敏感的阻剂层。包括上述组件在内的各种组件整合在一起且可操作以执行微影术曝光制程。微影系统10可进一步包括其他模块，或者可与其他模块整合(或耦合)。
152.根据一些实施例，进一步描述了光罩220及其制造方法。在一些实施例中，遮罩制造制程包括两个操作：空白遮罩制造制程及遮罩图案化制程。在空白遮罩制造制程期间，通过在适合的基板上沉积适合的层(例如，反射多层)来形成空白遮罩。接着在遮罩图案化制程期间对空白遮罩进行图案化，以达成集成电路(integrated circuit，ic)的层的期望设
计。接着，经图案化遮罩用于将电路图案(例如，ic层的设计)转移至半导体晶圆上。图案可经由各种微影制程反复转移至多个晶圆上。一组遮罩用于构造一个完整的ic。
153.光罩220包括适合的结构，诸如在各种实施例中的二元强度遮罩(binary intensity mask，bim)及相转移遮罩(phase-shifting mask，psm)。实例bim包括吸收区域(亦称为不透明区域)及反射区域，其经图案化以定义待转移至靶的ic图案。在不透明区域中，存在吸收体，且入射光几乎完全由吸收体吸收。在反射区域，吸收体经移除，且入射光由多层膜(multilayer，ml)绕射。psm可为衰减psm(attenuated psm，attpsm)或交替psm(alternating psm，altpsm)。示例性psm包括根据ic图案经图案化的第一反射层(诸如反射ml)及第二反射层。在一些实例中，attpsm通常具有来自其吸收体的2％～15％的反射率，而altpsm通常具有来自其吸收体的大于50％的反射率。
154.光罩220的一个实例如图3中所示。所示实施例中的光罩220为euv遮罩，且包括由ltem制成的基板30。ltem材料可包括掺杂tio2的sio2、及/或本领域已知的其他低热膨胀材料。在一些实施例中，出于静电夹持的目的，在ltem基板30的背面下方另外布置了导电层32。在一个实例中，导电层32包括氮化铬(crn)。在其他实施例中，其他适合的组成物可能为，例如含钽材料。
155.光罩220包括布置在ltem基板30上方的反射多层结构34。反射多层结构34可经选择以使其对所选辐射类型/波长提供高反射率。反射多层结构34包括多个膜对，诸如mo/si膜对(例如，在各个膜对中钼层在硅层之上或之下)。或者，反射多层结构34可包括mo/be膜对，或具有折射率差的任何材料，在euv波长处具有高反射性。
156.仍然参考图3，光罩220亦包括布置在反射多层结构34上方的覆盖层36，以防止ml氧化。在一个实施例中，覆盖层36包括厚度在约4nm至约7nm范围内的硅。光罩220可进一步包括布置在覆盖层36之上的缓冲层38，以在吸收层的图案化或修复制程中用作蚀刻停止层，这将在后面描述。缓冲层38具有与布置在其上的吸收层不同的蚀刻特性。在各种实例中，缓冲层38包括钌(ru)、诸如rub、rusi的ru化合物、铬(cr)、氧化铬及氮化铬。
157.光罩220亦包括形成在缓冲层38上方的吸收体层40(亦称为吸收层)。吸收体层40具有开口18。在一些实施例中，吸收体层40吸收导引至遮罩上的euv辐射。在各种实施例中，吸收体层可由氮化硼钽(tabn)、氧化硼钽(tabo)、或铬(cr)、镭(ra)、或以下材料中的一或多者的适合的氧化物或氮化物(或合金)制成：锕、镭、碲、锌、铜、及铝。
158.图4示出了根据本揭露的一些实施例的形成光罩布局的方法m1。尽管方法1000被示出及/或描述为一系列动作或事件，但应理解，方法不限于所示次序或动作。因此，在一些实施例中，可按照与所示不同的次序执行、及/或可同时执行动作。此外，在一些实施例中，所示的动作或事件可细分为多个动作或事件，这些动作或事件可在分开的时间执行或与其他动作或子动作同时执行。在一些实施例中，可省略一些图示的动作或事件，且可包括其他未图示的动作或事件。
159.参考图4及图5。方法m1通过在光罩上产生原始布局自操作s101开始。图5示出了根据本揭露实施例的原始布局300。原始布局300包括主图案，其中主图案包括主图案集mp1、mp2、mp3及mp4。主图案集mp1、mp2、mp3及mp4中的各者可包括线型图案lp1。作为主图案集mp1的实例，线型图案lp1中的各者可沿第一方向(例如，y方向)延伸。在一些实施例中，线型图案lp1在一些实施例中用于栅电极图案，且在其他实施例中用于金属布线图案。在一些实
施例中，线型图案lp1以节距p1定位，且线型图案lp1中的各者具有线宽度w1，其可通过用于待由光罩制造的层的设计规则定义。应理解，图案lp1可不限于“线型图案”。在一些其他实施例中，图案lp1可包括接触孔图案、或其他适合的2-d图案。
160.在图5中，原始布局300可包括多个空区域er。空区域er可被称为原始布局300上未由主图案集mp1、mp2、mp3及mp4的线型图案lp1占据的区域。
161.返回参考图4，方法m1通过模拟微影系统的光瞳面上的原始布局的能量分布而进行至操作s102。在一些实施例中，图5的原始布局300可用于微影系统(例如，图1的微影系统90或图2的微影系统10)的光罩(例如，图1的光罩ma或图2的光罩220)中。在一些实施例中，在制造光罩之前，可模拟(或计算)微影术的光瞳面上的原始布局300的能量分布(或相位分布)。在微影系统为duv微影系统(例如，图1的duv微影系统90)的一些实施例中，可基于薄遮罩近似计算光瞳面上的能量分布。更详细地，可通过对原始布局300的图案执行傅立叶转换来获得经模拟能量分布。换言之，光瞳面上原始布局300的经模拟能量分布为原始布局300的图案的傅立叶转换。在一些实施例中，光瞳面上的经模拟能量分布亦可称为光瞳面上的光分布。
162.作为图5的实例，原始布局300的主图案集mp1至mp4中的各者的数学表达式可表示如下：
[0163][0164]
其中w
x
可为主图案集mp1至mp4的线型图案lp1的线宽度w1，且p
x
可为主图案集mp1至mp4的线型图案lp1的节距p1。
[0165]
如上所述，可通过对原始布局300的图案执行傅立叶转换来计算原始布局300的经模拟能量分布。例如，原始布局300的主图案集mp1至mp4的能量分布的数学表达式可表示为：
[0166][0167]
如上所述，基于薄遮罩近似计算这个方程式，其结果为光瞳面上的原始布局300的能量分布可表示为原始布局300的图案的节距及宽度的函数。
[0168]
在微影系统为euv微影系统(例如，图2的euv微影系统10)的一些实施例中，因为光罩(例如，图2的光罩220)的波长及厚度的尺度处于相同量级，为了获得更精确的模拟结果，经模拟能量分布可通过例如对原始布局300的图案应用马克斯尔方程式(maxwell equation)来计算光罩处的euv近场光分布、且接着对光罩处的euv近场光分布执行傅立叶转换以获得光瞳面上的原始布局300的能量分布来获取。
[0169]
返回参考图4，方法m1通过判定原始布局的经模拟能量分布是否可接受而进行至操作s103。例如，如图5中所示，原始布局300可包括大面积的空区域er，且因此计算出的能量分布在微影系统的光瞳面上可为不均匀的。若经模拟能量分布在光瞳面上不均匀，则表明投影系统(例如，图1的投影系统860或图2的pob 20)中的镜面或透镜可能被不均匀加热，这将导致镜面或透镜上的局部变形，且将导致折射率变化。局部变形及折射率变化可引起像差，且将进一步影响晶圆的临界尺寸(critical dimension，cd)或边缘置放误差(edge placement error，epe)。在一些实施例中，判定原始布局的经模拟能量分布是否可接受的
一种方法包括，例如，通过在每个曝光条件下(包括失焦、剂量、遮罩偏置
……
)使用原始布局的经模拟能量分布来模拟影像对比、cd均匀性、及/或制程窗口，以及判定经模拟影像对比、cd均匀性、及/或制程窗口是否满足预定规范。若经模拟影像对比、cd均匀性、及/或制程窗口满足预定规范，则经模拟能量分布可被认为为可接受的。另一方面，若经模拟影像对比、cd均匀性、及/或制程窗口不满足预定规范，则经模拟能量分布可被认为为不可接受的。
[0170]
在一些其他实施例中，判定原始布局的经模拟能量分布是否可接受的另一种方法包括，例如，若原始布局的经模拟能量分布不均匀(有像差)，则经模拟能量分布可被认为为不可接受的。换言之，不可接受的经模拟能量分布可包括不均匀波前。另一方面，若原始布局的经模拟能量分布足够均匀(无像差)，则经模拟能量分布可被认为为可接受的。换言之，可接受的经模拟能量分布可包括均匀波前。在一些其他实施例中，若原始布局的经模拟能量分布在预定临限值内或低于预定临限值，则经模拟能量分布可被认为为可接受的。
[0171]
参考图4、及图6a至图6g。若光瞳面上的能量分布为不可接受的，则方法m1接着通过产生经修改布局来进行至操作s104。
[0172]
图6a示出了根据本揭露的一些实施例的经修改布局400。原始布局300(见图5)的空区域er插入虚设图案，且因此产生经修改布局400。换言之，经修改布局400通过在原始布局300的空区域中插入虚设图案来产生。在一些实施例中，虚设图案包括多个虚设图案集。图6b至图6g示出了根据本揭露的一些实施例的不同虚设图案集的布局。
[0173]
在一些实施例中，产生经修改布局的一个目的为，在光瞳面上获得均匀的能量分布(加热诱导波前)，使得加热效应不会引起像差。在一些其他实施例中，产生经修改布局的另一目的为，获得能够满足制程要求的特定能量分布(特定加热诱导波前)。在一个实例中，经修改布局可产生特定能量分布(特定加热诱导波前)，其可抵消扫描器固有像差，从而获得较小的像差。在另一实例中，经修改布局可产生特定能量分布，其将导致特定像差分布，若经修改布局可改善影像对比、cd均匀性、及/或制程窗口，则可在制程中采用特定能量分布(特定加热诱导波前)。
[0174]
在图6b中，显示了虚设图案集dp1，虚设图案集dp1包括线型图案lp2。线型图案lp2可沿第一方向(例如，y方向)延伸且沿第二方向(例如，x方向)配置。虚设图案集dp1的线型图案lp2可包括线节距p2及线宽度w2。
[0175]
在图6c中，显示了虚设图案集dp2，虚设图案集dp2包括线型图案lp3。线型图案lp3可沿第一方向(例如，y方向)延伸且沿第二方向(例如，x方向)配置。虚设图案集dp2的线型图案lp3可包括线节距p3及线宽度w3。在一些实施例中，虚设图案集dp2的线宽度w2大于图6b的虚设图案集dp1的线宽度w2，且虚设图案集dp2的线节距p3大于图6b的虚设图案集dp1的线节距p2。
[0176]
在图6d中，显示了虚设图案集dp3，虚设图案集dp3包括线型图案lp4。线型图案lp4可沿第一方向(例如，y方向)延伸。虚设图案集dp3的线型图案lp4可包括线宽度w4。在一些实施例中，虚设图案集dp3的线宽度w4与图6b的虚设图案集dp1的线宽度w2实质相同。在一些实施例中，线型图案lp4不包括固定节距。例如，如图6d中所示，线型图案lp4可包括线型图案lp4-1、lp4-2、lp4-3、lp4-4、及lp4-5，其中线型图案lp4-1及lp4-2由线节距p4-1间隔开，线型图案lp4-2及lp4-3由窄于线节距p4-1的线节距p4-2间隔开，线型图案lp4-3及lp4-4由窄于线节距p4-2的线节距p4-3间隔开，且线型图案lp4-4及lp4-5由窄于线节距p4-3的
线节距p4-4间隔开。
[0177]
在图6e，显示了虚设图案集dp4，虚设图案集dp4包括线型图案lp5。线型图案lp5可沿垂直于第一方向(例如，y方向)的第二方向(例如，x方向)延伸，且沿第一方向(例如，y方向)配置。虚设图案集dp4的线型图案lp5可包括线节距p5及线宽度w5。在一些实施例中，虚设图案集dp4的线节距p5及线宽度w5分别与图6b的虚设图案集dp1的线节距p2及线宽度w2实质相同。在一些实施例中，虚设图案集dp4可被视为图6b的虚设图案集dp1旋转90度。
[0178]
在图6f中，显示了虚设图案集dp5，虚设图案集dp5包括线型图案lp6。线型图案lp6可沿第一方向(例如，y方向)延伸。虚设图案集dp5的线型图案lp6可包括线节距p6及线宽度w6。在一些实施例中，线节距p6大于图6b的虚设图案集dp1的线节距p2，且线宽度w6与图6b的虚设图案集dp1的线宽度w2实质相同。
[0179]
在图6g中，显示了虚设图案集dp6，虚设图案集dp6包括方块图案lp7。在一些实施例中，方块图案lp7中的各者可包括宽度w7-1及高度w7-2。这里，高度w7-2亦可被称为沿第一方向(例如，y方向)的方块图案lp8的宽度。在一些实施例中，各个方块图案lp8的宽度w7-1及高度w7-2实质相同，且因此方块图案lp8亦可称为方形图案。在一些实施例中，方块图案lp8配置成矩阵，其中方块图案lp8沿第二方向(例如，x方向)以节距p7-1间隔开，且沿第一方向(例如，y方向)以节距p7-2间隔开。
[0180]
返回参考图6a，经修改布局400包括如图5中所述的主图案集mp1、mp2、mp3、及mp4。经修改布局400亦可包括至少一个虚设图案。在图6a的实例中，经修改布局400包括14个虚设图案集。更详细地，经修改布局400包括图6b的3个虚设图案集dp1、图6c的3个虚设图案集dp2、图6d的2个虚设图案集dp3、图6e的4个虚设图案集dp4、图6f的2个虚设图案集dp5、及图6g的1个虚设图案集dp6。虚设图案集dp1、dp2、dp3、dp4、dp5、及dp6的百分数为x1％、x2％、x3％、x4％、x5％、及x6％。在图6a的实施例中，x1％、x2％、x3％、x4％、x5％、及x6％分别约为21.4％、21.4％、14.3％、28.6％、14.3％、及7.1％。注意，经修改布局400中的虚设图案集dp1、dp2、dp3、dp4、dp5、及dp6的数目及配置仅用于解释。基于制造布局的设计规则，本领域技术人员可调整经修改布局400中的虚设图案集的数目及配置，以获得光瞳面上的期望能量分布。
[0181]
返回参考图4，方法m1通过模拟微影系统的光瞳面上的经修改布局的能量分布来进行至操作s105。在一些实施例中，图6a的经修改布局400可用于微影系统(例如，图1的微影系统90或图2的微影系统10)的光罩(例如，图1的光罩或图2的光罩220)中。在一些实施例中，在制造光罩之前，可模拟微影术的光瞳面上的经修改布局400的能量分布(或相位分布)。在微影系统为duv微影系统(例如，图1的duv微影系统90)的一些实施例中，可基于薄遮罩近似计算光瞳面上的能量分布。更详细地，可通过对经修改布局400的图案执行傅立叶转换来获得经模拟能量分布。换言之，光瞳面上经修改布局400的经模拟能量分布为经修改布局400的图案的傅立叶转换。
[0182]
作为图6a、图6b、图6c、及图6f的实例，经修改布局400的主图案集mp1至mp4及虚设图案集dp1、dp2、dp5的数学表达式可表示为：
[0183][0184]
其中w
x
可为主图案集mp1至mp4的线宽度w1、虚设图案集dp1的线宽度w2、虚设图案
集dp2的线宽度w3、及虚设图案集dp5的线宽度w6。此外，p
x
可为主图案集mp1至mp4的节距p1、虚设图案集dp1的节距p2、虚设图案集dp2的节距p3、及虚设图案集dp5的节距p6。
[0185]
经修改布局400的经模拟能量分布可通过对经修改布局400的图案执行傅立叶转换来计算。例如，经修改布局400的主图案集mp1至mp4及虚设图案集dp1、dp2、dp5的能量分布的数学表达式可表示为：
[0186][0187]
如上所述，该方程式基于薄遮罩近似计算，其结果为光瞳面上的经修改布局400的能量分布可表示为经修改布局400的图案的节距及宽度的函数。
[0188]
在一些实施例中，其中微影系统为euv微影系统(例如，图2的euv微影系统10)，因为光罩(例如，图2的光罩220)的波长及厚度的尺度处于相同量级，为了获得更精确的模拟结果，经模拟能量分布可通过例如对原始布局300的图案应用马克斯尔方程式来计算光罩处的euv近场光分布、且接着对光罩处的euv近场光分布执行傅立叶转换以获得光瞳面上的经修改布局400的能量分布来获取。
[0189]
此外，作为图6g的实例，经修改布局400的虚设图案集dp6的数学表达式可表示为：
[0190][0191]
其中w
x
可为虚设图案集dp6的宽度w7-1，wy可为虚设图案集dp6的高度w7-2，p
x
可为虚设图案集dp6的节距p7-1，且py可为虚设图案集dp6的节距p7-2。
[0192]
经修改布局400的经模拟能量分布可通过对经修改布局400的图案执行傅立叶转换来计算。例如，经修改布局400的虚设图案集dp6的能量分布的数学表达式可表示为：
[0193][0194]
如上所述，这个方程式基于薄遮罩近似计算，其结果为光瞳面上的经修改布局400的能量分布可表示为经修改布局400的图案的节距及宽度的函数。
[0195]
在微影系统为euv微影系统(例如，图2的euv微影系统10)的一些实施例中，因为光罩(例如，图2的光罩220)的波长及厚度的尺度处于相同的量级，为了获得更精确的模拟结果，经模拟能量分布可通过例如对原始布局300的图案应用马克斯尔方程式来计算光罩处的euv近场光分布、且接着对光罩处的euv近场光分布执行傅立叶转换以获得光瞳面上的经修改布局400的能量分布来获取。
[0196]
返回参考图4，方法m1通过判定经修改布局的经模拟能量分布是否可接受而进行至操作s106。在经修改布局被设计成具有特定能量分布的一些实施例中，判定经修改布局的经模拟能量分布是否可接受的一种方法包括，例如，通过在每个曝光条件下(包括失焦、剂量、遮罩偏置
……
)使用经修改布局的经模拟能量分布来模拟影像对比、cd均匀性、及/或制程窗口，以及判定经模拟影像对比、cd均匀性、及/或制程窗口是否满足预定规范。若经模拟影像对比、cd均匀性、及/或制程窗口满足预定规范，则经模拟能量分布可被认为为可接受的。另一方面，若经模拟影像对比、cd均匀性、及/或制程窗口不满足预定规范，则经模拟能量分布可被认为为不可接受的。
[0197]
在一些其他实施例中，判定经修改布局的经模拟能量分布是否可接受的另一种方
法包括，例如，若经修改布局400的经模拟能量分布(或经模拟能量分布的波前)不均匀(有像差)，则经模拟能量分布可被认为不可接受的。换言之，不可接受的经模拟能量分布可包括不均匀波前。另一方面，若经修改布局400的经模拟能量分布(或经模拟能量分布的波前)足够均匀，则可认为经模拟能量分布是可接受的。在一些其他实施例中，若经修改布局的经模拟能量分布(或波前)比原始布局300的经模拟能量分布(或波前)更均匀，则经修改布局400的经模拟能量分布可被认为是不可接受的。换言之，可接受的经模拟能量分布可包括均匀波前。在一些其他实施例中，若经修改布局的经模拟能量分布在预定临限值之内或之下，则可认为经模拟能量分布是可接受的。
[0198]
参考图4及图7a至图7d。若经修改布局的经计算能量分布是可接受的，则方法m1通过使用具有第一经修改布局的光罩执行微影制程来进行至操作s107。
[0199]
图7a至图7d显示了根据本揭露实施例的半导体装置顺序制造操作的各个阶段。应理解，可在由图7a至图7d所示的制程之前、期间、及之后提供额外操作，且可替换或消除下面描述的一些操作。在以下实施例中，可采用与图7a至图7d描述的前述实施例相同或类似的材料、组态、尺寸及/或制程，且可省略其详细说明。
[0200]
如图7a中所示，在基板405上方形成导电层410。在一些实施例中，基板405可类似于图1中所述的晶圆w或图2中所述的晶圆250。在一些实施例中，基板405包括适合的元素半导体，诸如硅、金刚石或锗；适合的合金或化合物半导体，诸如iv族化合物半导体(硅锗(sige)、碳化硅(sic)、碳化硅锗(sigec)、gesn、sisn、sigesn)、iii-v族化合物半导体(例如，砷化镓(gaas)、砷化镓铟(ingaas)、砷化铟(inas)、磷化铟(inp)、锑化铟(insb)、磷化砷镓(gaasp)、或磷化铟镓(gainp))、或类似者。此外，基板405可包括可被施加应变以增强效能的磊晶层(epi层)、及/或可包括绝缘体上硅(silicon-on-insulator，soi)结构。
[0201]
导电层410包括半导体材料，诸如硅、sige或ge或金属材料，诸如cu、alcu、w、co、ni、ti、tin、ta或tan，或金属合金，诸如硅化物。半导体材料可为磊晶形成的单晶、多晶或非晶。导电层410可通过以下方法形成：物理气相沉积(physical vapor deposition，pvd)、分子束磊晶(molecular beam epitaxy，mbe)、脉冲激光沉积(pulsed laser deposition，pld)、原子层沉积(atomic layer deposition，ald)、电子束(electron beam，e-beam)磊晶、化学气相沉积(chemical vapor deposition，cvd)、或衍生cvd制程(包括低压cvd(low pressure cvd，lpcvd)、超高真空cvd(ultrahigh vacuum cvd，uhvcvd)、减压cvd(reduced pressure cvd，rpcvd))、电镀、或其任何组合、或任何其他适合的薄膜沉积方法。
[0202]
此外，在导电层410上方形成光阻剂层420。在一些实施例中，光阻剂层420由正型光阻剂制成。在一些实施例中，包括一或多个介电质或金属层的硬遮罩层(未示出)可形成在导电层410上，且光阻剂层420形成在硬遮罩层上。
[0203]
光罩402制造成具有图6a中所述的经修改布局400。通过使用具有经修改布局400的光罩402，用曝光光来曝光光阻剂层420。图6a中光罩402上的原始布局400的横截面图系沿图6a中经修改布局400的线a-a截取的。例如，图6a示出了主图案集mp1、mp2、及虚设图案集dp2、dp3。
[0204]
经修改布局400的图案被成像在光阻剂层420上。例如，通过使用图1的微影系统90或图2的微影系统10。辐射基于由辐射所携带的经修改布局400的图案照射光阻剂层420的特定区域，且因此经照射光阻剂层可在显影其后经图案化。
[0205]
在图7b中，在经曝光光阻剂层420显影之后，接着形成光阻剂图案422。在一些实施例中，经修改布局400的图案被成像在光阻剂层420上。
[0206]
在图7c中，通过使用光阻剂图案422作为蚀刻遮罩，通过一或多个蚀刻操作图案化导电层410。当使用硬遮罩层(未示出)时，通过使用光阻剂图案422作为蚀刻遮罩来图案化硬遮罩层，且通过使用经图案化硬遮罩层来图案化导电层410。在一些实施例中，在蚀刻操作之后，可任选地执行化学机械研磨(chemical mechanical planarization；cmp)制程。在一些实施例中，经图案化导电层410可用作后段制程(back-end-of-line，beol)的导电布线(例如，金属线)、或可用作栅极结构。
[0207]
更详细地，经图案化导电层410包括主图案集cp1及cp2，其中经图案化导电层410的主图案集cp1及cp2分别与经修改布局400的主图案集mp1及mp2实质相同(或相对应)。经图案化导电层410进一步包括虚设图案集ep2及ep3，其中经图案化导电层410的虚设图案集ep2及ep3与经修改布局400的虚设图案集dp2及dp3实质相同(或相对应)。
[0208]
此外，尽管图7c中未示出，图6a的主图案集mp3、mp4、及虚设图案集dp1、dp4、dp5、及dp6亦可成像在经图案化导电层410上。亦即，经图案化导电层410亦可包括对应于图6a的主图案集mp3、mp4、及虚设图案集dp1、dp4、dp5、及dp6的图案。在一些实施例中，经图案化导电层410的主图案集cp1及cp2为功能性电路系统的部分。
[0209]
在一些实施例中，虚设图案集(例如，虚设图案集ep2及ep3)插入经图案化导电层410中且可提供优点。在虚设图案集在光罩布局中省略的一些实施例中，在光罩布局中可存在几个空区域。空区域可转移至经图案化导电层410，且经图案化导电层410将具有不均匀的图案密度。这将导致基板405上不同区域的不同蚀刻速率，且将恶化蚀刻制程的可靠性。因此，通过在光罩中插入虚设图案集，可平衡图案密度，且可平衡基板405上方不同区域处的蚀刻速率。因此，可提高蚀刻制程的可靠性。
[0210]
在图7d中，在经图案化导电层410上方形成一或多个介电材料层430。此外，形成一或多个通孔插座440以接触经图案化导电层410的主图案集cp1及cp2，它们为功能性电路系统的部分。相反，在经图案化导电层422的虚设图案集ep2及ep3上不形成通孔插座，且因此在一些实施例中，经图案化导电层422的虚设图案集ep2及ep3为电浮动的。亦即，在最终结构中，可没有电连接至经图案化导电层422的虚设图案集ep2及ep3的通孔或插座。例如，经图案化导电层422之上或之下的层可不包括电连接至经图案化导电层422的虚设图案集的通孔或插座。换言之，导电层422的虚设图案集的表面的整体由绝缘材料(例如，介电层)覆盖。
[0211]
参考图4及图8。若第一经修改布局的经计算能量分布为不可接受的，则方法m1通过产生经修改布局返回至操作s104。
[0212]
图8示出了根据本揭露一些实施例的经修改布局500。在图8中，将图6a的经修改布局400修改至经修改布局500中。在一些实施例中，可通过改变虚设图案集的数目或改变虚设图案集的位置来修改图6a的经修改布局400。然而，图6a的经修改布局400中的主图案集mp1至mp4没有改变。亦即，例如，经修改布局400中的主图案集mp1、mp2、mp3、及mp4保持如图5的原始布局300中的其原始位置。
[0213]
更详细地，经修改布局500包括14个虚设图案集。更详细地，经修改布局500包括图6b的1个虚设图案集dp1、图6c的2个虚设图案集dp2、图6d的1个虚设图案集dp3、图6e的3个
虚设图案集dp4、图6f的3个虚设图案集dp5、及图6g的4个虚设图案集dp6。经修改布局500中虚设图案集dp1、dp2、dp3、dp4、dp5、及dp6的百分数为x1％、x2％、x3％、x4％、x5％、及x6％。在图8的实施例中，x1％、x2％、x3％、x4％、x5％、及x6％分别约为7.1％、14.3％、7.1％、21.4％、21.4％、及28.6％。
[0214]
图9系根据本揭露一些实施例的半导体装置的横截面图。所示为基板505。在一些实施例中，基板505包括半导体基板。基板505可包括晶体硅基板或经掺杂半导体基板(例如，p型半导体基板或n型半导体基板)。在一些替代实施例中，基板505包括由其他适合的元素半导体(诸如金刚石或锗)制成的半导体基板；适合的化合物半导体，诸如砷化镓、碳化硅、砷化铟、或磷化铟；或适合的合金半导体，诸如碳化硅锗、磷化砷镓、或磷化铟镓。
[0215]
在基板505上形成栅极层510。例如，栅极层510包括具有主栅极图案集cp1及cp2的主栅极图案，以及具有虚设栅极图案集ep2及ep3的虚设栅极图案。在一些实施例中，主栅极图案集cp1及cp2中的各者包括多个栅极结构gs，其中栅极结构gs为功能性电路系统的部分。亦即，栅极结构gs可在半导体装置的最终结构中提供电路功能。另一方面，虚设栅极图案集ep2及ep3中的各者包括多个虚设栅极结构dg，且其中虚设栅极结构dg不为功能性电路系统的部分。亦即，虚设栅极结构dg在半导体装置的最终结构中不提供电路功能。
[0216]
在一些实施例中，主栅极图案集cp1及cp2、以及虚设栅极图案集ep2及ep3可通过图7a至图7c中所述的方法来形成。例如，可在基板505上形成栅极材料层，且接着通过使用图1至图8中所述的光罩图案化栅极材料层。例如，通过使用具有图6a的布局的光罩图案化栅极材料层，且主栅极图案集cp1及cp2、以及虚设栅极图案集ep2及ep3具有与图7c中描述的主图案集cp1及cp2、以及虚设图案集ep2及ep3相似的轮廓。注意，基板505上的虚设栅极图案集亦可具有如图6b至图6g中所述的轮廓。亦即，图6b至图6g的虚设图案集dp1至dp6可通过使用具有图6b至图6g的虚设图案集dp1至dp6的布局的光罩转移至经图案化栅极材料层。
[0217]
源极/漏极区域524可形成为基板505中的经掺杂区域，且在栅极结构gs的相对侧上及/或虚设栅极结构dg的相对侧上。在一些实施例中，源极/漏极区域524可包括ge、si、gaas、algaas、sige、gaasp、sip、或其他适合材料，且可掺杂有n型掺杂剂或p型掺杂剂。在一些实施例中，源极/漏极区域524亦可称为源极/漏极磊晶结构。在一些实施例中，栅极结构gs中的各者及其相对侧上的源极/漏极区域524可形成一晶体管。
[0218]
层间介电(interlayer dielectric，ild)层530可形成在基板505上方。在一些实施例中，ild层530可包括氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、磷硅酸盐玻璃(phosphosilicate glass，psg)、硼磷硅酸盐玻璃(borophosphosilicate glass，bpsg)、低k介电材料、及/或其他适合的介电材料。低k介电材料的实例包括但不限于氟硅酸盐玻璃(fluorinated silica glass，fsg)、掺碳氧化硅、非晶态氟化碳、聚对二甲苯、苯环丁烯(bcb)、或聚酰亚胺。在一些实施例中，ild层530可通过适合的沉积制程形成，诸如cvd、pvd、ald、或类似者。
[0219]
源极/漏极触点526形成在ild层530中，且电连接至源极/漏极区域524。在一些实施例中，源极/漏极触点526可包括ti、w、co、cu、al、mo、mow、w、tin、tan、wn、其组合、或其他适合的导电材料。
[0220]
在一些实施例中，形成与主栅极图案集cp1及cp2的栅极结构gs的相对侧上的源极/漏极区域524接触的源极/漏极触点526。另一方面，由于虚设栅极结构ds在半导体装置
中不提供电路功能，因此形成不与虚设栅极图案集ep1及ep2的虚设栅极结构dg的相对侧上的源极/漏极区域524接触的源极/漏极区域524。换言之，虚设栅极图案集ep1及ep2的虚设栅极结构dg的相对侧上的源极/漏极区域524不与源极/漏极触点526接触，且不电连接至半导体装置中的其他元件。亦即，虚设栅极图案集ep1及ep2的虚设栅极结构dg的相对侧上的源极/漏极区域524为电浮动的，且因此虚设栅极图案集ep1及ep2的虚设栅极结构dg的相对侧上的源极/漏极区域524亦可称为虚设源极/漏极区域。
[0221]
通孔插座540形成在ild层530中，且可与主栅极图案集cp1及cp2的栅极结构gs接触，且与源极/漏极触点526接触。在一些实施例中，通孔插座540可包括ti、w、co、cu、al、mo、mow、w、tin、tan、wn、及其组合、或其他适合的导电材料。
[0222]
在一些实施例中，由于虚设栅极结构ds在半导体装置中不提供电路功能，因此不形成与虚设栅极图案集ep1及ep2的虚设栅极结构dg接触的通孔插座540。换言之，虚设栅极图案集ep1及ep2的虚设栅极结构dg不与通孔插座540接触，且不电连接至半导体装置中的其他元件。亦即，虚设栅极图案集ep1及ep2的虚设栅极结构dg为电浮动的。
[0223]
图10系根据本揭露一些实施例的半导体装置的互连结构的横截面图。所示为互连层600。在一些实施例中，互连层600可包括介电层605及介电材料中的金属布线。例如，互连层600可包括布置在介电层605中的金属接线660。在一些实施例中，介电层605可包括氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、磷硅酸盐玻璃(phosphosilicate glass，psg)、硼磷硅酸盐玻璃(borophosphosilicate glass，bpsg)、低k介电材料、及/或其他适合的介电材料。金属接线660可包括ti、w、co、cu、al、mo、mow、w、tin、tan、wn、其组合、或其他适合的导电材料。
[0224]
在互连层600上方形成导电层610。例如，导电层610包括主图案集cp1及cp2、以及虚设图案集ep2及ep3。在一些实施例中，主栅极图案集cp1及cp2中的各者包括多个金属接线ml，其中金属接线ml为功能性电路系统的部分。亦即，金属接线ml可在半导体装置的最终结构中提供电路功能。另一方面，虚设图案集ep2及ep3中的各者包括多个虚设金属接线dl，其中虚设金属接线dl非功能性电路系统的一部分。亦即，虚设金属接线dl在半导体装置的最终结构中不提供电路功能。因此，导电层610的虚设图案集ep2及ep3不与互连层600的金属接线660接触。亦即，导电层610的虚设图案集ep2及ep3的底表面的整体与互连层600的介电层605接触。
[0225]
在一些实施例中，主图案集cp1及cp2、以及虚设图案集ep2及ep3可通过图7a至图7c中所述的方法形成。例如，可在互连层600上形成金属层，且接着通过使用图1至图8中所述的光罩图案化金属层。例如，通过使用具有图6a的布局的光罩图案化金属层，且主栅极图案集cp1及cp2、以及虚设栅极图案集ep2及ep3具有与图7c中描述的主图案集cp1及cp2、以及虚设图案集ep2及ep3相似的轮廓。注意，互连层600上的虚设图案集亦可具有如图6b至图6g中所述的轮廓。亦即，图6b至图6g的虚设图案集dp1至dp6可通过使用具有图6b至图6g的虚设图案集dp1至dp6的布局的光罩转移至经图案化金属层。
[0226]
介电层630可形成在互连层600上方。在一些实施例中，ild层630可包括氧化硅、氮化硅、氧氮化硅、磷硅酸盐玻璃(phosphosilicate glass，psg)、硼磷硅酸盐玻璃(borophosphosilicate glass，bpsg)、低k介电材料、及/或其他适合的介电材料。低k介电材料的实例包括但不限于氟硅酸盐玻璃(fluorinated silica glass，fsg)、掺碳氧化硅、非晶态氟化碳、聚对二甲苯、苯环丁烯(bcb)、或聚酰亚胺。在一些实施例中，ild层630可通
过适合的沉积制程形成，诸如cvd、pvd、ald、或类似者。
[0227]
在介电层630中形成通孔插座640以接触经图案化导电层410的主图案集cp1及cp2，其为功能性电路系统的部分。相反，在导电层510的虚设图案集ep2及ep3上未形成通孔插座，且因此在一些实施例中，导电层510的虚设图案集ep2及ep3为电浮动的。亦即，在最终结构中，可没有电连接至导电层510的虚设图案集的通孔或插座。例如，导电层510之上或之下的层可不包括电连接至导电层510的虚设图案集ep2及ep3的通孔或插座。换言之，导电层510的虚设图案集ep2及ep3的表面的整体由绝缘材料(例如，介电层605及介电层630)覆盖。
[0228]
在一些实施例中，图10中所示的结构可形成在图9的结构上方。在一些实施例中，图9的结构可为前段制程(front-end-of-line，feol)，其包括布置在基板上方的至少一个晶体管。在一些实施例中，图10的结构可为后段制程(back-end-of-line，beol)，其包括布置在feol晶体管上方的互连结构。
[0229]
图11是用本揭露的一些实施例执行cmp制程的横截面图。图中所示为基板705。在一些实施例中，基板705可类似于图7a中讨论的基板405。
[0230]
在基板705上方形成材料层710。在一些实施例中，材料层710可包括第一材料710a及延伸穿过第一材料710a的第二材料710b。在一些实施例中，第一材料710a及第二材料710b由不同的材料制成。例如，第一材料710a可为介电材料，且第二材料710b可为金属。或者，第一材料710a可为金属，且第二材料710b可为介电材料。或者，第一材料710a及第二材料710b均为介电材料，但具有不同的组成物。或者，第一材料710a及第二材料710b均为金属，但具有不同的组成物。
[0231]
在一些实施例中，第二材料710b包括主图案集cp1及cp2、以及虚设图案集ep2及ep3，其中主图案集cp1及cp2以及虚设图案集ep2及ep3可使用图4至图6g中所述的方法来设计。例如，可在基板705上形成第二材料710b的层，且接着通过使用图1至图8中所述的光罩图案化第二材料710b的层。例如，可通过使用具有图6a的布局的光罩图案化第二材料710b的层，且主图案集cp1及cp2、以及虚设图案集ep2及ep3具有类似于图7c中描述的主图案集cp1及cp2、以及虚设图案集ep2及ep3的轮廓。注意，基板705上的第二材料710b的虚设图案集亦可具有如图6b至图6g中所述的轮廓。亦即，图6b至图6g的虚设图案集dp1至dp6可通过使用具有图6b至图6g的虚设图案集dp1至dp6的布局的光罩转移至材料层710的第二材料710b的层。
[0232]
执行cmp制程以平坦化材料层710的第一材料710a和第二材料710b的顶表面。在一些实施例中，可通过例如在抛光垫720上方引入浆料、旋转抛光垫720、且接着将材料层710的表面压向抛光垫720来执行cmp制程。结果，材料层710的第一材料710a和第二材料710b的顶表面实质共面。在一些其他实施例中，第二材料710b的主图案集cp1及cp2的顶表面、与第二材料710b的虚设图案集ep2及ep3的顶表面实质共面。
[0233]
在一些实施例中，插入第二材料710b的虚设图案集(例如，虚设图案集ep2及ep3)可提供优点。在省略虚设图案集的一些实施例中，基板405上方可存在几个未由第二材料710b的图案覆盖的空区域，且第二材料710b将具有不均匀的图案密度。亦即，大面积的第一材料710a将经受cmp制程。这将导致基板705上方不同区域的不同抛光率，且将恶化cmp制程的可靠性。因此，通过在光罩中插入虚设图案集，可平衡第二材料710b的图案密度，且可平衡基板705上方不同区域的抛光率。因此，可提高cmp制程的可靠性。
[0234]
根据上述实施例，可看出，本揭露在制造半导体装置方面具有优势。然而，应理解，其他实施例可提供额外的优点，并非所有的优点都必须在本文揭示，且没有特定的优点需要用于所有的实施例。一个优点为在光罩的布局中插入虚设图案集，且虚设图案集可经由加热效应导致有利的像差。另一个优点为，虚设图案集可转移至晶圆上的层，且经转移虚设图案集可平衡图案密度且提高制造制程(诸如蚀刻制程或cmp制程)的可靠性。
[0235]
在本揭露的一些实施例中，一种形成半导体装置的方法包含产生具有主图案集的原始布局；在微影系统的光瞳面上模拟原始布局的第一能量分布，其中第一能量分布具有第一波前；通过在原始布局的未由主图案集占据的区域中插入虚设图案集来产生第一经修改布局；在微影系统的光瞳面上模拟第一经修改布局的第二能量分布；判定经模拟第二能量分布的第二波前是否比第一能量分布的第一波前更均匀；及因应于经模拟第二能量分布的第二波前被判定为比第一能量分布的第一波前更均匀，使用具有第一经修改布局的第一光罩执行第一微影制程。在一些实施例中，上述形成半导体装置的方法还包含：判定经模拟第一能量分布的第一波前是否具有一不均匀波前，其中因应于第一波前被判定为不均匀，执行产生第一经修改布局。在一些实施例中，上述形成半导体装置的方法还包含：因应于经模拟第二能量分布的该第二波前被判定为比第一能量分布的第一波前更不均匀，通过改变第一经修改布局中的虚设图案集的多个数目或多个位置来产生一第二经修改布局；在微影系统的光瞳面上模拟第二经修改布局的第三能量分布；判定经模拟第三能量分布的一第三波前是否比经模拟第二能量分布的该第二波前更均匀；及因应于第三能量分布被判定为比经模拟第二能量分布的第二波前更均匀，使用具有第三经修改布局的一第二光罩执行一第二微影制程。在一些实施例中，在不改变第一经修改布局中的主图案集的情况下产生第二经修改布局。在一些实施例中，微影系统为一极紫外光辐射(extreme ultraviolet radiation；euv)微影系统，且在微影系统的光瞳面上模拟第一经修改布局的第二能量分布包含以下步骤：通过将一马克斯尔方程式(maxwell equation)应用于该第一经修改布局的一图案来计算一近场光分布；及对该近场光分布执行一傅立叶转换。在一些实施例中，微影系统为一深紫外光辐射(deep ultraviolet radiation；duv)微影系统，且在微影系统的该光瞳面上模拟该第一经修改布局的第二能量分布包含对第一经修改布局的一图案执行一傅立叶转换的步骤。在一些实施例中，虚设图案集中的各者包含多个线型图案，且虚设图案集中的一第一集合的线型图案在线宽度或线节距上不同于虚设图案集中的一第二集合的该些线型图案。在一些实施例中，其中，虚设图案集中的各者包含多个第一线型图案，主图案集中的各者包含多个第二线型图案，及各个虚设图案集的该些第一线型图案在线宽度或线节距上不同于各个主图案集的第二线型图案。
[0236]
在本揭露的一些实施例中，一种形成半导体装置的方法包含产生具有主图案集的原始布局；通过在原始布局的未由主图案集占据的区域中插入虚设图案集来产生第一经修改布局，其中虚设图案集中的各者包含线型图案，且虚设图案集中的第一集合的线型图案在线宽度或线节距上不同于虚设图案集中的第二集合的线型图案；在微影系统中使用第一经修改布局时，基于第一经修改布局模拟临界尺寸(critical dimension，cd)均匀性；判定经模拟cd均匀性是否满足预定规范；及因应于经模拟cd均匀性被判定为满足预定规范，通过使用具有第一经修改布局的第一光罩来图案化导电层，以将第一经修改布局的主图案集及虚设图案集转移至导电层。在一些实施例中，模拟该临界尺寸均匀性的步骤包含以下步
骤：计算一微影系统的该光瞳面上该第一经修改布局的一能量分布；及使用该第一经修改布局的该能量分布模拟该临界尺寸均匀性。在一些实施例中，上述形成半导体装置的方法进一步包含以下步骤：因应于该经模拟临界尺寸均匀性被判定为不满足该预定规范，通过改变该第一经修改布局中该些虚设图案集的该些线型图案的多个线宽度或多个线节距来产生一第二经修改布局。在一些实施例中，上述形成半导体装置的方法进一步包含以下步骤：因应于经模拟临界尺寸均匀性被判定为不满足预定规范，通过改变第一经修改布局中虚设图案集的多个数目或多个位置来产生一第二经修改布局，使得微影系统的一光瞳面上的第二经修改布局的一能量分布具有一均匀波前。在一些实施例中，上述形成半导体装置的方法进一步包含以下步骤：在经图案化导电层上方形成一介电层；及在介电层中形成多个通孔插座，其中通孔插座与转移至经图案化导电层上的主图案集接触，而不与转移至经图案化导电层上的虚设图案集接触。在一些实施例中，转移至经图案化导电层上的虚设图案集的多个顶表面的一整体由该介电层覆盖。
[0237]
在本揭露的一些实施例中，一种形成半导体装置的方法包含产生具有主图案集的原始布局；通过在原始布局的未由主图案集占据的区域中插入虚设图案集产生经修改布局，使得经修改布局的图案密度大于原始布局的图案密度；在基板上方形成晶体管；在基板上方形成导电层；及通过使用具有经修改布局的光罩图案化导电层，以将经修改布局的主图案集及虚设图案集转移至导电层，其中经图案化导电层的主图案集电连接至晶体管，且经图案化导电层的虚设图案集为电浮动的。在一些实施例中，上述形成半导体装置的方法进一步包含以下步骤：使用一化学机械研磨(chemical mechanical planarization；cmp)制程研磨经图案化导电层，使得经图案化导电层的虚设图案集的多个顶表面与经图案化导电层的主图案集的多个顶表面实质共面。在一些实施例中，上述形成半导体装置的方法进一步包含以下步骤：在该经图案化导电层上方形成多个通孔插座，通孔插座与该经图案化导电层的主图案集接触，且经图案化导电层的该些虚设图案集与通孔插座分开。在一些实施例中，经图案化导电层的主图案集形成一功能性电路，且经图案化导电层的虚设图案集不形成一电路。在一些实施例中，上述形成半导体装置的方法进一步包含以下步骤：在一微影系统的一光瞳面上模拟原始布局的一第一能量分布；判定第一能量分布是否不均匀，其中因应于第一能量分布被判定为不均匀，执行产生经修改布局。在一些实施例中，上述形成半导体装置的方法进一步包含以下步骤：在微影系统的该光瞳面上模拟经修改布局的一第二能量分布；判定该第二能量分布是否均匀；及因应于第二能量分布被判定为均匀，制造具有经修改布局的光罩。
[0238]
前述内容概述若干实施例的特征，使得熟悉此项技术者可更佳地理解本揭露的态样。熟悉此项技术者应了解，其可易于使用本揭露作为用于设计或修改用于实施本文中引入的实施例的相同目的及/或达成相同优势的其他制程及结构的基础。熟悉此项技术者亦应认识到，此类等效构造并不偏离本揭露的精神及范畴，且此类等效构造可在本文中进行各种改变、取代、及替代而不偏离本揭露的精神及范畴。