光阻材料及图案化集成电路构件的方法.pdf

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摘要
申请专利号:

CN201110025180.5

申请日:

2011.01.19

公开号:

CN102314085A

公开日:

2012.01.11

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情:

授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G03F 7/004申请日:20110119|||公开

IPC分类号:

G03F7/004; G03F7/00; G03F7/20

主分类号:

G03F7/004

申请人:

台湾积体电路制造股份有限公司

发明人:

王建惟; 黄俊清

地址:

中国台湾300新竹市新竹科学工业园区力行六路八号

优先权:

2010.06.30 US 12/827,635

专利代理机构:

北京律诚同业知识产权代理有限公司 11006

代理人:

陈红

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内容摘要

一种图案化集成电路构件的光阻材料及方法,其使用紫外光以及极紫外光微影法。此方法包括提供基板;于基板上形成第一材料层;于第一材料层上形成第二材料层,第二材料层具有发光剂;以及曝光第二材料层的一或多个部分。

权利要求书

1: 一种光阻材料, 包括 : 一聚合物 ; 一光酸产生剂, 用以产生与该聚合物反应的酸 ; 一抑制碱 ; 一发色团 ; 一溶剂 ; 以及 一发光剂, 该发光剂将一第一波长电磁波转换成一第二波长电磁波, 该第二波长电磁 波可使该光酸产生剂产生酸。
2: 权利要求 1 所述的光阻材料, 其中该发光剂包括一芳香环化学物、 一离子盐类以及 一金属合金中的至少之一。
3: 权利要求 2 所述的光阻材料, 其中该芳香环化学物以下列化学式表示 : 其中 L 是一连接基, R 是选自于由烷基、 烯基、 炔基、 芳香环基、 环氧基、 氯基、 溴基、 碘 基、 二氧化氮基、 三氧化硫基、 氢基、 氰基、 异氰酸基、 氰酸基、 二氧化碳基、 氢氧基、 OR’ 基、 )2 基、 SO2R’ 基、 SOR’ 基、 OC(O)R’ 基、 C(O)OR’ 基、 C(O)R’ 基、 OC(O)CR’ 基、 SR 基、 SO2N(R’ Si(OR’ )3 基以及 Si(R’ )3 基所组成的一群组。
4: 权 利 要 求 3 所 述 的 光 阻 材 料, 其 中 该 连 接 基 是 选 自 于 由 -CO-、 -C( = O) O-、 -S-、 -P-、 -P(O2)-、 -C( = O)S-、 -O-、 -N-、 -C( = O)N-、 -SO2O-、 -SO2S-、 -SO-、 -SO2- 以 及 R* 所组成的一群组。
5: 权利要求 4 所述的光阻材料, 其中该连接基是 R*, 且 R* 是选自于由烷基、 烯基、 炔 基、 芳香环基、 环氧基、 -Cl、 -Br、 -I、 -NO2、 -SO3-、 -H-、 -CN、 -NCO、 -OCN、 -CO2-、 -OH, -OR’ 、 -OC( O)CR’ 、 -SR、 -SO2N(R’ )2、 -SO2R’ 、 SOR’ 、 -OC(O)R’ 、 -C(O)OR’ 、 -C(O)R’ 、 -Si(OR’ )3 以及 -Si(R’ )3 所组成的一群组。
6: 权利要求 3 所述的光阻材料, 其中 R 是选自于由 -OR’ 、 -OC(O)CR’ 、 -SR、 -SO2N(R’ )2、 -SO2R’ 、 -SOR’ 、 -OC(O)R’ 、 -C(O)OR’ 、 -C(O)R’ 、 -Si(OR’ )3 以及 -Si(R’ )3 所组成的一群组, 而 R’ 是选自于由氢基、 烷基、 烯基以及炔基所组成的一群组。
7: 权利要求 1 所述的光阻材料, 其中该发光剂的负载量是该聚合物的重量的 0.001% 到 10%。
8: 一种图案化集成电路的构件的方法, 包括 : 提供一基板 ; 于该基板上形成一第一材料层 ; 于该第一材料层上形成一第二材料层, 其中该第二材料层包含一发光剂 ; 以及 将该第二材料层的一或复数个部分曝光于一第一波长的一辐射, 使得该发光剂吸收该 第一波长的该辐射的至少一部分, 并且发射出一第二辐射, 该第二辐射的波长不同于该辐 射的该第一波长。
9: 权利要求 8 所述的方法, 其中形成该第二材料层的步骤包含从一芳香环化学物、 一 离子盐类或一金属合金的至少之一中选择该发光剂。
10: 权利要求 8 所述的方法, 还包括 : 2 在该第二材料层上进行一曝光后烘烤制程 ; 以及 显影该第二材料层, 以在该第二材料层中形成一图案。

说明书


光阻材料及图案化集成电路构件的方法

    【技术领域】
     本发明涉及使用紫外光以及极紫外光微影法来图案化集成电路 (IC) 构件。背景技术 在半导体制造过程的光学微影步骤中, 用于光阻涂料的紫外光波长限制了缩减 IC 构件的几何尺寸的能力。更确切地, 决定 IC 构件尺寸的光学对比, 与投射在光阻涂料上的 紫外光的波长成正比。
     传统上, 光学微影法已使用产生自含氟化氪 (KrF) 以及氟化氩 (ArF) 的光源的 紫外光。这些化学物产生出波长范围介于 193 纳米至 248 纳米的紫外光源。在这样传统 的氟化氪 / 氟化氩光学微影制程中, 光阻涂料包含酸可去保护 (deprotectable) 或可交联 (crosslinkable) 的聚合物、 光酸产生剂 (PAG) 以及一碱光抑制剂 (base quencher)。在氟 化氪 / 氟化氩光学微影制程中, 当氟化氪 / 氟化氩紫外光照在光阻涂料的表面时, 光酸产生 剂吸收紫外光的电磁波并产生酸。 之后, 酸与光阻聚合物反应, 改变了光阻聚合物的化学性 质, 以使其在后续的显影步骤中变得可溶。然而, 随着集成电路构件的尺寸变得更小, 由于 氟化氪 / 氟化氩紫外光的相对长的波长, 因此氟化氪 / 氟化氩的光学微影制程变得不再适 用。
     因此, 已发展出使用更短波长的紫外光源的光学微影制程。 特别是, 极紫外光微影 制程使用紫外光源, 这些紫外光源包含了波长约 13.5 纳米的电磁波。然而, 光酸产生剂无 法吸收这么短波长的紫外光光源。 极紫外光微影制程的一目的就是使光阻涂料包含光敏剂 (photosensitizer)。 当极紫外光照在光阻涂料时, 光敏剂吸收短波长的电磁波并释放出光 电子。接着, 这些光电子与光酸产生剂反应, 产生光酸。之后, 酸与光阻聚合物反应, 而改变 了光阻聚合物的化学性质, 与传统的氟化氪 / 氟化氩光学微影制程非常相像。
     然而, 当极紫外光光学微影使用较低波长的紫外光源来制造较小的 IC 构件时, 具 有一些缺点。首先, 极紫外光光学微影是效率不足的, 在光阻涂料中的光敏剂与光酸产生 剂, 一般只能将 5%的短波长电磁波转变成酸。再者, 在光阻涂料中产生的光电子以热的形 式消耗能量。此过量的热可能会造成光阻的逸气 (outgassing)。
     因此, 需要一种可以解决上述问题的制造集成电路组件的方法以及光阻材料。
     发明内容 本发明的目的是提供一种图案化集成电路构件的光阻材料及方法, 从而克服或改 善前述现有技术的问题。
     根据本发明的上述目的, 提出一种光阻材料, 其包含聚合物、 光酸产生剂、 一抑制 碱、 发色团、 溶剂以及发光剂。光酸产生剂用以产生与聚合物反应的酸。发光剂将第一波长 的电磁波转换成第二波长的电磁波。第二波长的电磁波可使光酸产生剂产生酸。
     根据本发明的上述目的, 提出一种图案化集成电路构件的方法, 此方法包括提供 一基板 ; 于基板上形成第一材料层 ; 于第一材料层上形成第二材料层, 其中第二材料层包
     含发光剂 ; 以及将第二材料层的一或复数个部分曝光于第一波长的辐射, 使得发光剂吸收 第一波长的辐射的至少一部分, 并且发射出第二辐射。第二辐射的波长不同于辐射的第一 波长。
     应用本发明的使用具发光剂的光阻层来制作集成电路, 由于具发光剂的光阻层具 有更高的酸产生效率, 因为它不使用光敏剂将短波长极紫外光转换成光电子。 因此, 具发光 剂的光阻涂布不会产生过量的热, 而造成光阻的逸气作用。
     附图简要说明
     从上述结合附图所作的详细描述, 可对本发明内容有更好的了解。 需强调的是, 根 据业界的标准实务, 各特征并未依比例绘示, 且目的仅仅是用以说明。事实上, 为了使讨论 更为清楚, 各特征的数量及尺寸都可任意地增加或减少。
     图 1 是绘示根据本发明的各种方面的一种半导体组件的制造方法的流程图。
     图 2A 至图 2C 是根据图 1 的方法的一种半导体组件的数个实施例在各个制造阶段 中的各种剖面示意图。
     主要组件符号说明
     100 : 方法 102 : 方框
     104 : 方框 106 : 方框
     108 : 方框 110 : 方框
     200 : 半导体组件 210 : 基板
     212 : 第一材料层 214 : 第二材料层
     214A : 曝光部分 214B : 未曝光部分
     实施方式
     本发明大体上涉及一种制造半导体组件的方法, 更特别地, 涉及一种图案化各种 半导体组件的特征的方法以及光阻。
     可以理解的是, 以下的发明内容提供了许多不同的实施例或者范例, 以执行本发 明内容的不同特征。以下描述构件以及排列的特定实施例, 以简化本发明内容。当然, 这些 实施例仅为例子, 并非用以作为限制。举例来说, 在描述中, 第一特征形成于第二特征的上 方 (“over” ) 或之上 (“on” ), 可能包括第一特征与第二特征以直接接触的方式形成的实 施例, 也可能包括额外特征可形成在第一特征与第二特征之间、 以至于第一特征与第二特 征可能并非直接接触的实施例。 此外, 本发明内容可能会在各例子中重复使用参考数字和 / 或字母符号。此重复使用的目的是为了简化与清楚说明, 其本身并不指定所讨论的各种实 施例和 / 或配置之间的关系。
     参阅图 1 以及图 2A 至图 2C, 方法 100 与半导体组件 200 将共同描述于下。半导 体组件 200 可为一集成电路或其一部分, 其中集成电路或其一部分可包含记忆胞和 / 或逻 辑电路。半导体组件 200 可包括多个被动构件、 多个主动构件、 其它适合的构件和 / 或上 述的组合, 前述被动构件例如可为电阻器、 电容器、 电感器和 / 或熔丝 (fuses), 而前述主 动构件例如可为 P 型通道场效晶体管 (P-channel Field Effect Transistors ; PFETs)、 N 型 通 道 场 效 晶 体 管 (NFETs)、 金 氧 半 导 体 场 效 晶 体 管 (Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistors ; MOSFETs)、 互 补 式 金 氧 半 导 体 晶 体 管 (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor Transistors ; CMOSTs)、 高压晶体管和 / 或高频晶体管。图 1是绘示制作半导体组件 200 的方法 100 的一个实施例的流程图。图 2A 至图 2C 是绘示根据 本发明一实施例的半导体组件 200 在方法 100 的各个制作阶段期间的部分或全部的多个剖 面示意图。可以理解的是, 对于此方法的其它实施例而言, 可以在此方法 100 之前、 期间及 之后, 提供额外的步骤, 而以下所述的步骤中某些步骤可被取代或消除。 可以进一步理解的 是, 对于半导体组件 200 的额外实施例而言, 可在半导体组件 200 中加入额外的特征, 而以 下所述的一些特征可被取代或消除。
     方法 100 是应用在制作半导体组件的一种微影方法。 用词 “微影 (lithography)” 、 “浸 润 式 微 影 (immersion lithography)” 、 “光 微 影 (photolithography)” 以 及 “光 学 微 影 (optical lithography)”可 在 本 发 明 中 交 换 使 用。 光 微 影 是 应 用 在 微 制 作 (microfabrication), 例如半导体制作, 的一种制程, 以选择性的移除部分的薄膜或基 板。此制程通过光将图案 ( 例如几何图案 ) 自光罩转移到基板上的光敏层 ( 例如光阻 (photoresist) 或阻剂 (resist))。光会在光敏层的曝光区域中造成化学变化, 而可增加或 减少曝光区域的可溶性。假如曝光区域变得更可溶, 则光敏层称为正光阻。假如曝光区域 变得较不可溶, 则光敏层称为负光阻。 可在基板曝光前或曝光后进行烘烤制程, 例如曝光前 烘烤或曝光后烘烤。显影制程选择性地将已曝光或未曝光区域移除到显影溶液中, 以在基 板上产生曝光的图案。接着, 在图案化光阻保护下方基板 ( 或材料层 ) 的一部分的情况下, 以一系列的化学处理方法将曝光图案刻到基板 ( 或材料层 ) 中。替代性地, 可实施金属沉 积、 离子注入或其它制程。最后, 以适当的试剂来移除 ( 或剥除 ) 剩余的光阻, 且基板准备 好来进行将在电路制作的下一阶段中重复的整个制程。在一个复合集成电路中 ( 例如, 新 式的 CMOS), 一个基板可能历经许多次的光学微影循环。
     参照图 1 与图 2A, 方法 100 始于方框 102, 在方框 102 中, 提供基板 210。基板 210 是半导体基板。基板 210 可为元素半导体、 复合物半导体、 合金半导体或其组合。元素半导 体包含结晶状的硅和 / 或锗。复合物半导体包含碳化硅、 砷化镓、 磷化镓、 磷化铟、 砷化铟 和 / 或锑化铟。合金半导体包含硅锗 (SiGe)、 磷化砷镓 (GaAsP)、 砷化铟铝 (AlInAs)、 砷化 镓铝 (AlGaAs)、 砷化铟镓 (GaInAs)、 磷化铟镓 (GaInP) 和 / 或砷磷化镓铟 (GaInAsP)。合 金半导体基板可具有梯度 (gradient) 的硅锗特征, 其中硅与锗由梯度硅锗特征的一位置 的一比例变化至在另一位置的另一比例。合金硅锗可形成于硅基板上。硅锗基板可为应变 式 (strained)。此外, 半导体基板可以是绝缘底半导体 (semiconductor on insulator)。 在一些实施例中, 半导体基板可包含一掺杂磊晶层。在其它实施例中, 硅基板可包含复层 (multilayer) 复合物半导体基板。 替代性地, 基板 210 包含非半导体材料, 例如薄膜晶体管 液晶显示器 (TFT-LCD) 组件的玻璃基板或作为光罩 ( 屏蔽 ) 的熔融石英 (fused quartz) 或氟化钙。
     基板 210 可包含材料层。材料层可为高介电常数 (k) 介电层、 栅极层、 硬屏蔽层、 界面层、 覆盖层、 扩散 / 阻障层、 介电层、 传导层、 其它适当的层或其组合。高介电常数介电 层可包含二氧化铪 (HfO2)、 氧化铪硅 (HfSiO)、 氮氧化铪硅 (HfSiON)、 氧化铪钽 (HfTaO)、 氧 化铪钛 (HfTiO)、 氧化铪锆 (HfZrO)、 二氧化铪 - 三氧化二铝 (HfO2-Al2O3) 合金、 其它适当的 高介电常数介电材料或其组合。栅极层可包含含硅材料、 含锗材料、 金属、 其它适合的材料 及 / 或其组合。其中, 金属例如为铝 (Al)、 铜 (Cu)、 钨 (W)、 钛 (Ti)、 钽 (Ta)、 氮化钛 (TiN)、 氮化钽 (TaN)、 硅化镍 (Ni2Si)、 二硅化钴 (CoSi2)、 碳化钽 (TaC)、 氮化钽硅 (TaSiN)、 碳氮化钽 (TaCN)、 其它适合材料和 / 或其组合。 在一实施例中, 栅极层包含二氧化硅层以及高介电 常数介电材料层。栅极层可为具有相同或不同掺杂量的掺杂多晶硅。栅极层可包含功函数 层。例如, 若需要 PMOS 的 P 型功函数金属 (P 型金属 ), 可使用氮化钛、 氮化钨或钨。另一方 面, 若需要 NMOS 的 N 型功函数金属 (N 型金属 ), 则可使用钛铝 (TiAl)、 氮化铝钛 (TiAlN) 或碳氮化钽 (TaCN)。 在一些实施例中, 功函数层可包含掺杂的导电 (doped-conducting) 金 属氧化物材料。
     在方框 104 与方框 106 中, 于基板 210 上形成第一材料层 212 与第二材料层 214。 替代性地, 可消除第一材料层 212, 而可于基板 210 上形成第二材料层 214。第一材料层 212 包含不同于第二材料层 214 的组成。以任何适当的制程, 例如旋转涂布、 化学气相沉积 (CVD)、 等离子体辅助化学气相沉积 (PECVD), 原子层沉积 (ALD)、 物理气相沉积 (PVD)、 高密 度等离子体化学气相沉积 (HDPCVD)、 其它适合方法和 / 或其组合, 于基板 210 上覆盖任何 适合厚度的第一材料层 212 与第二材料层 214。第一材料层 212 具有与第二材料层 214 不 同的光学特性。例如, 第一材料层 212 具有与第二材料层 214 实质不同的折射系数 ( 即, n 值 ) 以及消光系数 ( 即, k 值 )。第一材料层 212 与第二材料层 214 可进一步具有不同蚀刻 抵抗力。 第一材料层 212 是一图案化层。此图案化层包含光阻层、 抗反射涂布层 ( 例如顶 部抗反射涂布层 (TARC) 和 / 或底部抗反射涂布层 (BARC))、 高介电常数介电层、 栅极层、 硬 屏蔽层、 界面层、 覆盖层、 扩散 / 阻障层、 介电层、 传导层、 其它适合的层和 / 或其组合。图案 化层可类似于以上所描述的材料层。例示的第一材料层 212 包含硅、 二氧化硅、 氮化硅、 碳 化硅、 氮氧化硅、 金属、 金属合金、 金属氧化物 ( 例如, 三氧化二铝、 氧化铪 )、 金属氮化物 ( 例 如, 氮化钛 )、 金属氮氧化物、 硅氧烷、 其它适合的材料和 / 或其组合。替代性地, 第一材料 层 212 包含底部抗反射涂布材料, 例如有机底部抗反射涂布材料。在再一实施例中, 第一材 料层 212 包含至少一酸不安定分子、 光酸产生剂、 光抑制剂、 发色团、 交联剂、 表面活性剂和 / 或溶剂。
     第二材料层 214 是一光阻层。此光阻层是正型或负型光阻材料, 且可为复合层。 一种例示的光阻材料是为化学增幅 (chemical amplifying) 光阻。第二材料层 214 含有至 少一聚合物、 光酸产生剂、 光抑制剂 ( 碱性 )、 发色团和 / 或溶剂。聚合物包含有机聚合物 或无机聚合物。聚合物的分子量是介于约 2000 与约 20000 之间。聚合物可包含酸可裂解 (acid cleavable) 聚合物、 酸催化可交联 (acid catalyzed crosslinkable) 聚合物、 聚合 的频哪醇 (pinacol) 和 / 或其它适合聚合物。光酸产生剂的使用量范围在第二材料层 214 中的聚合物的重量的约 5%至约 20%之间。第二材料层 214 可进一步包含表面活性剂、 光 降解碱 (photodegradablebase)、 电子接收剂和 / 或交联剂。电子接收剂可包含下列的酮、 醛、 羧酸、 酯、 酰胺、 二氧化碳、 卤代烷、 卤代烯、 卤代炔、 烯、 炔、 芳香环、 其它适合基团和 / 或 其组合中的至少一者。
     传统的光阻层并不包含发光剂。然而, 在本发明的许多实施例中, 发光剂是添加 到第二材料层 214 的光阻涂布材料中。当具有短于 150nm( 例如, 0.01nm ~ 50nm) 的波长 的第一电磁波, 例如应用在极紫外光微影中的电磁波, 传播至光阻层的表面中时, 发光剂吸 收此电磁波。发光剂接着释放第二电磁波, 其具有长于第一电磁波的波长 ( 例如 151nm 至 750nm)。在本质上, 发光剂将短波长的电磁波转换成光酸产生剂可吸收的长波长的紫外
     光 - 可见光。通常发光剂转换第一电磁波的比例大约在 10%到 90%之间。在转换程序后, 长波长的紫外光 - 可见光激发了光阻涂料中的光酸产生剂而产生酸。所产生的酸与第一电 磁波内的光子的比例定义为酸产生效率。该酸接着与光阻聚合物反应, 以改变它们的化学 特性, 为显影步骤做准备。在本实施例中, 发光剂的负载量是光阻聚合物重量的约 0.001% 至约 10%。此外, 在本实施例中, 发光剂的负载量低于光酸产生剂的负载量。
     光阻涂料的内含发光剂具有某些优点。 就像应用在极紫外光微影制程中的光阻涂 料, 具发光剂的光阻涂料具有吸收短波长极紫外光的能力。 另一方面, 不像应用在极紫外光 微影制程中的光阻涂料, 具发光剂的光阻涂料具有更高的酸产生效率, 因为具发光剂的光 阻涂料不需如上所述般要使用光敏剂来将短波长极紫外光转换成光子。此外, 具发光剂的 光阻涂料不会产生过量的热, 其中产生过量的热是极紫外光微影的主要缺点之一。
     发光剂的例子包含具芳香环的有机分子、 离子盐类、 金属合金、 其它适合的材料和 / 或其组合中的至少之一。一种示范的具有芳香环的有机分子以下列式子表示 :
     L 代 表 连 接 基 (linking group) , 其 包 含 -CO- 、-C( = O) O-、 -S-、 -P-、 -P(O2)-、 -C( = O)S-、 -O-、 -N-、 -C( = O)N-、 -SO2O、 -SO2S-、 -SO-、 -SO2- 以及 R*。 R 以及 R* 可为烷基、 烯基、 炔基、 芳香环基、 氯基 (-Cl)、 溴基 (-Br)、 碘基 (-I)、 二氧化氮 基 (-NO2)、 三氧化硫基 (-SO3-)、 氢基 (-H-)、 氰基 (-CN)、 异氰酸基 (-NCO)、 氰酸基 (-OCN)、 二氧化碳基 (-CO2-)、 氢氧基 (-OH)、 OR’ 基、 OC(O)CR’ 基、 SR 基、 SO2N(R’ )2 基、 SO2R’ 基、 SOR’ 基、 OC(O)R’ 基、 C(O)OR’ 基、 C(O)R’ 基、 Si(OR’ )3 基、 Si(R’ )3 基或环氧基, 其中 R’ 可为氢 基、 烷基、 烯基或炔基。
     一种示范离子盐类具有通式 MaXb, 其中 “M” 是一金属阳离子, 例如氨阳离子或磷, “X” 是阴离子, 例如磺酸盐、 硝酸盐、 亚硝酸盐、 羧酸盐与磷酸盐。 “a” 是范围介于约 0.5 与 约 1.5 之间的数字, 而 “b” 是范围介于约 0.5 与约 3 之间的数字。
     一种示范的金属合金具有通式 McYd, 其中 “M” 与 “Y” 为金属, 例如钠、 钾、 铁、 铜或 镍。 “c” 是范围介于约 0.1 与约 1 之间的数字, 而 “d” 是范围介于约 0.8 与约 2 之间的数 字。
     在方框 108 中, 对第二材料层 214 进行至少一曝光制程。曝光制程利用辐射光束, 而选择性地照射第二材料层 214, 以形成如图 2B 中所示的一或多个曝光部分 214A 以及未曝 光部分 214B。 利用一辐射源, 且透过一或多个光罩 ( 或图罩 (reticle)) 照射第二材料层, 来 形成图案化的曝光部分 214A 与未曝光部分 214B, 以形成一影像图案。 用来曝光第二材料层 214 的辐射光束可为紫外光和 / 或延伸至包含其它辐射光束, 例如离子光束、 X 射线、 极紫外 光、 深紫外光以及其它辐射型式。在一实施例中, 将第二材料层 214 曝光于实质小于 250nm 的波长下。微影制程可实施氟化氪 (KrF) 准分子激光、 氟化氩 (ArF) 准分子激光、 氟化氩浸 润式微影、 紫外光辐射、 极紫外光辐射和 / 或电子束写入。曝光制程也可通过其它适合的方 法来实施或取代, 这些方法例如无光罩微影 (maskless photolithography)、 离子束写入和 / 或分子模印 (molecular imprint) 技术。可了解的是, 可进行单一曝光图案化制程、 双重 曝光图案化制程或多重曝光图案化制程。举例来说, 可将第二材料层 214 曝光于第一波长,
     接着曝光于第二波长。第二波长可近似于第一波长, 也就是说两波长实质小于 250nm, 且可 小至 13.5nm。第二波长可实质不同于第一波长。
     之后, 可对第二材料层 214 进行曝光后烘烤 (PEB) 制程。在图案曝光和 / 或曝光 后烘烤制程后, 第二材料层 ( 即, 光阻 )214 中的光酸产生剂可产生酸, 因而增加或减少第 二材料层 214 的可溶性。对于正型阻剂来说, 可增加其可溶性 ( 即, 酸将裂解酸可裂解聚 合物, 导致聚合物变得更亲水 ) ; 而对于负型阻剂来说, 可减少其可溶性 ( 即, 酸将催化酸 催化可交联聚合物、 或造成聚合尖峰 (polymeric pinnacle), 以经过频哪醇重组 (pinacol rearrangement), 而导致聚合物变得更亲油 )。
     如上所述, 当第二材料层 214 形成时, 调整第二材料层 214, 以使其包含显现出扩 散控制或负载控制的特征的光碱产生剂, 例如在此所述的光碱产生剂。这样的调整对于在 曝光制程期间所发生的整体酸与碱分布提供了较佳的控制。可修正碱分布, 以加强最后的 酸分布, 而提供了改善的酸 / 碱分布对比, 进而形成改良的图案轮廓。修正后的碱分布特别 改善了所产生的图案的分辨率 ( 对比 )。
     在方框 110, 如图 2C 所示, 利用任何适合制程, 来显影第二材料层 214, 以形成位于 第二材料层 214 中的图案。可利用显影溶液来移除部分的第二材料层 214, 其中显影溶液 例如四甲基氢氧化铵 (TMAH)。可使用任何浓度等级的四甲基氢氧化铵显影溶液, 例如大约 2.38%的四甲基氢氧化铵显影溶液。显影溶液可根据光阻型态, 而移除曝光部分 214A 或未 曝光部分 214B。举例来说, 在本实施例中, 第二材料层 214 包含负型光阻, 因此显影溶液并 不会溶解曝光部分 214A, 且曝光部分 214A 继续留在第一材料层 212( 或基板 210) 上。假如 第二材料层 214 包含正型光阻, 显影溶液将会溶解曝光部分 214A 而留下未曝光部分 214B。
     留下来的曝光部分 214A( 或未曝光部分 214B) 定义出一图案。此图案包含了一或 多个开口, 其中下方部分的第一材料层 212( 或基板 210) 被暴露出。可了解的是, 后续的处 理可包含移除开口内的第一材料层 212 和 / 或基板 210 的暴露部分。替代性地, 可在第一 材料层 212 和 / 或基板 210 上方或之上进行金属沉积、 离子注入或其它制程。接着可移除 或剥除图案化的第二材料层 214, 并可继续后续的制程。
     总而言之, 所公开的实施例提供了一种利用具发光剂的光阻层来制作集成电路的 方法。发光剂包含芳香环化学物、 离子盐类、 金属合金和 / 或其组合中的至少之一。发光剂 吸收第一电磁波, 而发射第二电磁波, 最后形成改良的轮廓对比 ( 或分辨率 )。所公开的实 施例提供一或多个优点, 例如改良的微影分辨率以及图案化轮廓。 而且, 所公开的方法以及 光阻材料提供了缩减的疏密偏斜 (iso/dense bias)。可了解的是, 不同实施例可具有不同 优点, 且无特定优点为所有实施例所必要的。
     以上已概述数个实施例的特征, 因此本领域技术人员可更加了解本发明的方面。 本领域技术人员应可理解, 其可轻易利用本发明作为基础, 来设计或润饰其它制程或结构, 以实现与此处所公开的实施例所述相同的目的和 / 或达成相同的优点。本领域技术人员也 应了解到, 这类等效的架构并未脱离本发明的精神和范围, 且本领域技术人员可在不脱离 本发明内容精神和范围下, 作各种更动、 取代与润饰, 因此本发明的保护范围当以权利要求 所界定的范围为准。

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1、10申请公布号CN102314085A43申请公布日20120111CN102314085ACN102314085A21申请号201110025180522申请日2011011912/827,63520100630USG03F7/004200601G03F7/00200601G03F7/2020060171申请人台湾积体电路制造股份有限公司地址中国台湾300新竹市新竹科学工业园区力行六路八号72发明人王建惟黄俊清74专利代理机构北京律诚同业知识产权代理有限公司11006代理人陈红54发明名称光阻材料及图案化集成电路构件的方法57摘要一种图案化集成电路构件的光阻材料及方法,其使用紫外光以及极紫外。

2、光微影法。此方法包括提供基板;于基板上形成第一材料层;于第一材料层上形成第二材料层,第二材料层具有发光剂;以及曝光第二材料层的一或多个部分。30优先权数据51INTCL19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书2页说明书6页附图3页CN102314089A1/2页21一种光阻材料,包括一聚合物;一光酸产生剂,用以产生与该聚合物反应的酸;一抑制碱;一发色团;一溶剂;以及一发光剂,该发光剂将一第一波长电磁波转换成一第二波长电磁波,该第二波长电磁波可使该光酸产生剂产生酸。2权利要求1所述的光阻材料,其中该发光剂包括一芳香环化学物、一离子盐类以及一金属合金中的至少之一。3权利要求2所述。

3、的光阻材料,其中该芳香环化学物以下列化学式表示其中L是一连接基,R是选自于由烷基、烯基、炔基、芳香环基、环氧基、氯基、溴基、碘基、二氧化氮基、三氧化硫基、氢基、氰基、异氰酸基、氰酸基、二氧化碳基、氢氧基、OR基、OCOCR基、SR基、SO2NR2基、SO2R基、SOR基、OCOR基、COOR基、COR基、SIOR3基以及SIR3基所组成的一群组。4权利要求3所述的光阻材料,其中该连接基是选自于由CO、COO、S、P、PO2、COS、O、N、CON、SO2O、SO2S、SO、SO2以及R所组成的一群组。5权利要求4所述的光阻材料,其中该连接基是R,且R是选自于由烷基、烯基、炔基、芳香环基、环氧基。

4、、CL、BR、I、NO2、SO3、H、CN、NCO、OCN、CO2、OH,OR、OCOCR、SR、SO2NR2、SO2R、SOR、OCOR、COOR、COR、SIOR3以及SIR3所组成的一群组。6权利要求3所述的光阻材料,其中R是选自于由OR、OCOCR、SR、SO2NR2、SO2R、SOR、OCOR、COOR、COR、SIOR3以及SIR3所组成的一群组,而R是选自于由氢基、烷基、烯基以及炔基所组成的一群组。7权利要求1所述的光阻材料,其中该发光剂的负载量是该聚合物的重量的0001到10。8一种图案化集成电路的构件的方法,包括提供一基板;于该基板上形成一第一材料层;于该第一材料层上形成一第。

5、二材料层,其中该第二材料层包含一发光剂;以及将该第二材料层的一或复数个部分曝光于一第一波长的一辐射,使得该发光剂吸收该第一波长的该辐射的至少一部分,并且发射出一第二辐射,该第二辐射的波长不同于该辐射的该第一波长。9权利要求8所述的方法,其中形成该第二材料层的步骤包含从一芳香环化学物、一离子盐类或一金属合金的至少之一中选择该发光剂。10权利要求8所述的方法,还包括权利要求书CN102314085ACN102314089A2/2页3在该第二材料层上进行一曝光后烘烤制程;以及显影该第二材料层,以在该第二材料层中形成一图案。权利要求书CN102314085ACN102314089A1/6页4光阻材料及。

6、图案化集成电路构件的方法技术领域0001本发明涉及使用紫外光以及极紫外光微影法来图案化集成电路IC构件。背景技术0002在半导体制造过程的光学微影步骤中,用于光阻涂料的紫外光波长限制了缩减IC构件的几何尺寸的能力。更确切地,决定IC构件尺寸的光学对比,与投射在光阻涂料上的紫外光的波长成正比。0003传统上,光学微影法已使用产生自含氟化氪KRF以及氟化氩ARF的光源的紫外光。这些化学物产生出波长范围介于193纳米至248纳米的紫外光源。在这样传统的氟化氪/氟化氩光学微影制程中,光阻涂料包含酸可去保护DEPROTECTABLE或可交联CROSSLINKABLE的聚合物、光酸产生剂PAG以及一碱光抑。

7、制剂BASEQUENCHER。在氟化氪/氟化氩光学微影制程中,当氟化氪/氟化氩紫外光照在光阻涂料的表面时,光酸产生剂吸收紫外光的电磁波并产生酸。之后,酸与光阻聚合物反应,改变了光阻聚合物的化学性质,以使其在后续的显影步骤中变得可溶。然而,随着集成电路构件的尺寸变得更小,由于氟化氪/氟化氩紫外光的相对长的波长,因此氟化氪/氟化氩的光学微影制程变得不再适用。0004因此,已发展出使用更短波长的紫外光源的光学微影制程。特别是,极紫外光微影制程使用紫外光源,这些紫外光源包含了波长约135纳米的电磁波。然而,光酸产生剂无法吸收这么短波长的紫外光光源。极紫外光微影制程的一目的就是使光阻涂料包含光敏剂PHO。

8、TOSENSITIZER。当极紫外光照在光阻涂料时,光敏剂吸收短波长的电磁波并释放出光电子。接着,这些光电子与光酸产生剂反应,产生光酸。之后,酸与光阻聚合物反应,而改变了光阻聚合物的化学性质,与传统的氟化氪/氟化氩光学微影制程非常相像。0005然而,当极紫外光光学微影使用较低波长的紫外光源来制造较小的IC构件时,具有一些缺点。首先,极紫外光光学微影是效率不足的,在光阻涂料中的光敏剂与光酸产生剂,一般只能将5的短波长电磁波转变成酸。再者,在光阻涂料中产生的光电子以热的形式消耗能量。此过量的热可能会造成光阻的逸气OUTGASSING。0006因此,需要一种可以解决上述问题的制造集成电路组件的方法以。

9、及光阻材料。发明内容0007本发明的目的是提供一种图案化集成电路构件的光阻材料及方法,从而克服或改善前述现有技术的问题。0008根据本发明的上述目的,提出一种光阻材料,其包含聚合物、光酸产生剂、一抑制碱、发色团、溶剂以及发光剂。光酸产生剂用以产生与聚合物反应的酸。发光剂将第一波长的电磁波转换成第二波长的电磁波。第二波长的电磁波可使光酸产生剂产生酸。0009根据本发明的上述目的,提出一种图案化集成电路构件的方法,此方法包括提供一基板;于基板上形成第一材料层;于第一材料层上形成第二材料层,其中第二材料层包说明书CN102314085ACN102314089A2/6页5含发光剂;以及将第二材料层的一。

10、或复数个部分曝光于第一波长的辐射,使得发光剂吸收第一波长的辐射的至少一部分,并且发射出第二辐射。第二辐射的波长不同于辐射的第一波长。0010应用本发明的使用具发光剂的光阻层来制作集成电路,由于具发光剂的光阻层具有更高的酸产生效率,因为它不使用光敏剂将短波长极紫外光转换成光电子。因此,具发光剂的光阻涂布不会产生过量的热,而造成光阻的逸气作用。0011附图简要说明0012从上述结合附图所作的详细描述,可对本发明内容有更好的了解。需强调的是,根据业界的标准实务,各特征并未依比例绘示,且目的仅仅是用以说明。事实上,为了使讨论更为清楚,各特征的数量及尺寸都可任意地增加或减少。0013图1是绘示根据本发明。

11、的各种方面的一种半导体组件的制造方法的流程图。0014图2A至图2C是根据图1的方法的一种半导体组件的数个实施例在各个制造阶段中的各种剖面示意图。0015主要组件符号说明0016100方法102方框0017104方框106方框0018108方框110方框0019200半导体组件210基板0020212第一材料层214第二材料层0021214A曝光部分214B未曝光部分0022实施方式0023本发明大体上涉及一种制造半导体组件的方法,更特别地,涉及一种图案化各种半导体组件的特征的方法以及光阻。0024可以理解的是,以下的发明内容提供了许多不同的实施例或者范例,以执行本发明内容的不同特征。以下描述。

12、构件以及排列的特定实施例,以简化本发明内容。当然,这些实施例仅为例子,并非用以作为限制。举例来说,在描述中,第一特征形成于第二特征的上方“OVER”或之上“ON”,可能包括第一特征与第二特征以直接接触的方式形成的实施例,也可能包括额外特征可形成在第一特征与第二特征之间、以至于第一特征与第二特征可能并非直接接触的实施例。此外,本发明内容可能会在各例子中重复使用参考数字和/或字母符号。此重复使用的目的是为了简化与清楚说明,其本身并不指定所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。0025参阅图1以及图2A至图2C,方法100与半导体组件200将共同描述于下。半导体组件200可为一集成电路或其一部分,其。

13、中集成电路或其一部分可包含记忆胞和/或逻辑电路。半导体组件200可包括多个被动构件、多个主动构件、其它适合的构件和/或上述的组合,前述被动构件例如可为电阻器、电容器、电感器和/或熔丝FUSES,而前述主动构件例如可为P型通道场效晶体管PCHANNELFIELDEFFECTTRANSISTORS;PFETS、N型通道场效晶体管NFETS、金氧半导体场效晶体管METALOXIDESEMICONDUCTORFIELDEFFECTTRANSISTORS;MOSFETS、互补式金氧半导体晶体管COMPLEMENTARYMETALOXIDESEMICONDUCTORTRANSISTORS;CMOSTS、高。

14、压晶体管和/或高频晶体管。图1说明书CN102314085ACN102314089A3/6页6是绘示制作半导体组件200的方法100的一个实施例的流程图。图2A至图2C是绘示根据本发明一实施例的半导体组件200在方法100的各个制作阶段期间的部分或全部的多个剖面示意图。可以理解的是,对于此方法的其它实施例而言,可以在此方法100之前、期间及之后,提供额外的步骤,而以下所述的步骤中某些步骤可被取代或消除。可以进一步理解的是,对于半导体组件200的额外实施例而言,可在半导体组件200中加入额外的特征,而以下所述的一些特征可被取代或消除。0026方法100是应用在制作半导体组件的一种微影方法。用词“。

15、微影LITHOGRAPHY”、“浸润式微影IMMERSIONLITHOGRAPHY”、“光微影PHOTOLITHOGRAPHY”以及“光学微影OPTICALLITHOGRAPHY”可在本发明中交换使用。光微影是应用在微制作MICROFABRICATION,例如半导体制作,的一种制程,以选择性的移除部分的薄膜或基板。此制程通过光将图案例如几何图案自光罩转移到基板上的光敏层例如光阻PHOTORESIST或阻剂RESIST。光会在光敏层的曝光区域中造成化学变化,而可增加或减少曝光区域的可溶性。假如曝光区域变得更可溶,则光敏层称为正光阻。假如曝光区域变得较不可溶,则光敏层称为负光阻。可在基板曝光前或曝。

16、光后进行烘烤制程,例如曝光前烘烤或曝光后烘烤。显影制程选择性地将已曝光或未曝光区域移除到显影溶液中,以在基板上产生曝光的图案。接着,在图案化光阻保护下方基板或材料层的一部分的情况下,以一系列的化学处理方法将曝光图案刻到基板或材料层中。替代性地,可实施金属沉积、离子注入或其它制程。最后,以适当的试剂来移除或剥除剩余的光阻,且基板准备好来进行将在电路制作的下一阶段中重复的整个制程。在一个复合集成电路中例如,新式的CMOS,一个基板可能历经许多次的光学微影循环。0027参照图1与图2A,方法100始于方框102,在方框102中,提供基板210。基板210是半导体基板。基板210可为元素半导体、复合物。

17、半导体、合金半导体或其组合。元素半导体包含结晶状的硅和/或锗。复合物半导体包含碳化硅、砷化镓、磷化镓、磷化铟、砷化铟和/或锑化铟。合金半导体包含硅锗SIGE、磷化砷镓GAASP、砷化铟铝ALINAS、砷化镓铝ALGAAS、砷化铟镓GAINAS、磷化铟镓GAINP和/或砷磷化镓铟GAINASP。合金半导体基板可具有梯度GRADIENT的硅锗特征,其中硅与锗由梯度硅锗特征的一位置的一比例变化至在另一位置的另一比例。合金硅锗可形成于硅基板上。硅锗基板可为应变式STRAINED。此外,半导体基板可以是绝缘底半导体SEMICONDUCTORONINSULATOR。在一些实施例中,半导体基板可包含一掺杂磊。

18、晶层。在其它实施例中,硅基板可包含复层MULTILAYER复合物半导体基板。替代性地,基板210包含非半导体材料,例如薄膜晶体管液晶显示器TFTLCD组件的玻璃基板或作为光罩屏蔽的熔融石英FUSEDQUARTZ或氟化钙。0028基板210可包含材料层。材料层可为高介电常数K介电层、栅极层、硬屏蔽层、界面层、覆盖层、扩散/阻障层、介电层、传导层、其它适当的层或其组合。高介电常数介电层可包含二氧化铪HFO2、氧化铪硅HFSIO、氮氧化铪硅HFSION、氧化铪钽HFTAO、氧化铪钛HFTIO、氧化铪锆HFZRO、二氧化铪三氧化二铝HFO2AL2O3合金、其它适当的高介电常数介电材料或其组合。栅极层可。

19、包含含硅材料、含锗材料、金属、其它适合的材料及/或其组合。其中,金属例如为铝AL、铜CU、钨W、钛TI、钽TA、氮化钛TIN、氮化钽TAN、硅化镍NI2SI、二硅化钴COSI2、碳化钽TAC、氮化钽硅TASIN、碳氮化说明书CN102314085ACN102314089A4/6页7钽TACN、其它适合材料和/或其组合。在一实施例中,栅极层包含二氧化硅层以及高介电常数介电材料层。栅极层可为具有相同或不同掺杂量的掺杂多晶硅。栅极层可包含功函数层。例如,若需要PMOS的P型功函数金属P型金属,可使用氮化钛、氮化钨或钨。另一方面,若需要NMOS的N型功函数金属N型金属,则可使用钛铝TIAL、氮化铝钛T。

20、IALN或碳氮化钽TACN。在一些实施例中,功函数层可包含掺杂的导电DOPEDCONDUCTING金属氧化物材料。0029在方框104与方框106中,于基板210上形成第一材料层212与第二材料层214。替代性地,可消除第一材料层212,而可于基板210上形成第二材料层214。第一材料层212包含不同于第二材料层214的组成。以任何适当的制程,例如旋转涂布、化学气相沉积CVD、等离子体辅助化学气相沉积PECVD,原子层沉积ALD、物理气相沉积PVD、高密度等离子体化学气相沉积HDPCVD、其它适合方法和/或其组合,于基板210上覆盖任何适合厚度的第一材料层212与第二材料层214。第一材料层2。

21、12具有与第二材料层214不同的光学特性。例如,第一材料层212具有与第二材料层214实质不同的折射系数即,N值以及消光系数即,K值。第一材料层212与第二材料层214可进一步具有不同蚀刻抵抗力。0030第一材料层212是一图案化层。此图案化层包含光阻层、抗反射涂布层例如顶部抗反射涂布层TARC和/或底部抗反射涂布层BARC、高介电常数介电层、栅极层、硬屏蔽层、界面层、覆盖层、扩散/阻障层、介电层、传导层、其它适合的层和/或其组合。图案化层可类似于以上所描述的材料层。例示的第一材料层212包含硅、二氧化硅、氮化硅、碳化硅、氮氧化硅、金属、金属合金、金属氧化物例如,三氧化二铝、氧化铪、金属氮化物。

22、例如,氮化钛、金属氮氧化物、硅氧烷、其它适合的材料和/或其组合。替代性地,第一材料层212包含底部抗反射涂布材料,例如有机底部抗反射涂布材料。在再一实施例中,第一材料层212包含至少一酸不安定分子、光酸产生剂、光抑制剂、发色团、交联剂、表面活性剂和/或溶剂。0031第二材料层214是一光阻层。此光阻层是正型或负型光阻材料,且可为复合层。一种例示的光阻材料是为化学增幅CHEMICALAMPLIFYING光阻。第二材料层214含有至少一聚合物、光酸产生剂、光抑制剂碱性、发色团和/或溶剂。聚合物包含有机聚合物或无机聚合物。聚合物的分子量是介于约2000与约20000之间。聚合物可包含酸可裂解ACID。

23、CLEAVABLE聚合物、酸催化可交联ACIDCATALYZEDCROSSLINKABLE聚合物、聚合的频哪醇PINACOL和/或其它适合聚合物。光酸产生剂的使用量范围在第二材料层214中的聚合物的重量的约5至约20之间。第二材料层214可进一步包含表面活性剂、光降解碱PHOTODEGRADABLEBASE、电子接收剂和/或交联剂。电子接收剂可包含下列的酮、醛、羧酸、酯、酰胺、二氧化碳、卤代烷、卤代烯、卤代炔、烯、炔、芳香环、其它适合基团和/或其组合中的至少一者。0032传统的光阻层并不包含发光剂。然而,在本发明的许多实施例中,发光剂是添加到第二材料层214的光阻涂布材料中。当具有短于150N。

24、M例如,001NM50NM的波长的第一电磁波,例如应用在极紫外光微影中的电磁波,传播至光阻层的表面中时,发光剂吸收此电磁波。发光剂接着释放第二电磁波,其具有长于第一电磁波的波长例如151NM至750NM。在本质上,发光剂将短波长的电磁波转换成光酸产生剂可吸收的长波长的紫外说明书CN102314085ACN102314089A5/6页8光可见光。通常发光剂转换第一电磁波的比例大约在10到90之间。在转换程序后,长波长的紫外光可见光激发了光阻涂料中的光酸产生剂而产生酸。所产生的酸与第一电磁波内的光子的比例定义为酸产生效率。该酸接着与光阻聚合物反应,以改变它们的化学特性,为显影步骤做准备。在本实施例。

25、中,发光剂的负载量是光阻聚合物重量的约0001至约10。此外,在本实施例中,发光剂的负载量低于光酸产生剂的负载量。0033光阻涂料的内含发光剂具有某些优点。就像应用在极紫外光微影制程中的光阻涂料,具发光剂的光阻涂料具有吸收短波长极紫外光的能力。另一方面,不像应用在极紫外光微影制程中的光阻涂料,具发光剂的光阻涂料具有更高的酸产生效率,因为具发光剂的光阻涂料不需如上所述般要使用光敏剂来将短波长极紫外光转换成光子。此外,具发光剂的光阻涂料不会产生过量的热,其中产生过量的热是极紫外光微影的主要缺点之一。0034发光剂的例子包含具芳香环的有机分子、离子盐类、金属合金、其它适合的材料和/或其组合中的至少之。

26、一。一种示范的具有芳香环的有机分子以下列式子表示00350036L代表连接基LINKINGGROUP,其包含CO、COO、S、P、PO2、COS、O、N、CON、SO2O、SO2S、SO、SO2以及R。R以及R可为烷基、烯基、炔基、芳香环基、氯基CL、溴基BR、碘基I、二氧化氮基NO2、三氧化硫基SO3、氢基H、氰基CN、异氰酸基NCO、氰酸基OCN、二氧化碳基CO2、氢氧基OH、OR基、OCOCR基、SR基、SO2NR2基、SO2R基、SOR基、OCOR基、COOR基、COR基、SIOR3基、SIR3基或环氧基,其中R可为氢基、烷基、烯基或炔基。0037一种示范离子盐类具有通式MAXB,其中。

27、“M”是一金属阳离子,例如氨阳离子或磷,“X”是阴离子,例如磺酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、羧酸盐与磷酸盐。“A”是范围介于约05与约15之间的数字,而“B”是范围介于约05与约3之间的数字。0038一种示范的金属合金具有通式MCYD,其中“M”与“Y”为金属,例如钠、钾、铁、铜或镍。“C”是范围介于约01与约1之间的数字,而“D”是范围介于约08与约2之间的数字。0039在方框108中,对第二材料层214进行至少一曝光制程。曝光制程利用辐射光束,而选择性地照射第二材料层214,以形成如图2B中所示的一或多个曝光部分214A以及未曝光部分214B。利用一辐射源,且透过一或多个光罩或图罩RETICLE。

28、照射第二材料层,来形成图案化的曝光部分214A与未曝光部分214B,以形成一影像图案。用来曝光第二材料层214的辐射光束可为紫外光和/或延伸至包含其它辐射光束,例如离子光束、X射线、极紫外光、深紫外光以及其它辐射型式。在一实施例中,将第二材料层214曝光于实质小于250NM的波长下。微影制程可实施氟化氪KRF准分子激光、氟化氩ARF准分子激光、氟化氩浸润式微影、紫外光辐射、极紫外光辐射和/或电子束写入。曝光制程也可通过其它适合的方法来实施或取代,这些方法例如无光罩微影MASKLESSPHOTOLITHOGRAPHY、离子束写入和/或分子模印MOLECULARIMPRINT技术。可了解的是,可进。

29、行单一曝光图案化制程、双重曝光图案化制程或多重曝光图案化制程。举例来说,可将第二材料层214曝光于第一波长,说明书CN102314085ACN102314089A6/6页9接着曝光于第二波长。第二波长可近似于第一波长,也就是说两波长实质小于250NM,且可小至135NM。第二波长可实质不同于第一波长。0040之后,可对第二材料层214进行曝光后烘烤PEB制程。在图案曝光和/或曝光后烘烤制程后,第二材料层即,光阻214中的光酸产生剂可产生酸,因而增加或减少第二材料层214的可溶性。对于正型阻剂来说,可增加其可溶性即,酸将裂解酸可裂解聚合物,导致聚合物变得更亲水;而对于负型阻剂来说,可减少其可溶性。

30、即,酸将催化酸催化可交联聚合物、或造成聚合尖峰POLYMERICPINNACLE,以经过频哪醇重组PINACOLREARRANGEMENT,而导致聚合物变得更亲油。0041如上所述,当第二材料层214形成时,调整第二材料层214,以使其包含显现出扩散控制或负载控制的特征的光碱产生剂,例如在此所述的光碱产生剂。这样的调整对于在曝光制程期间所发生的整体酸与碱分布提供了较佳的控制。可修正碱分布,以加强最后的酸分布,而提供了改善的酸/碱分布对比,进而形成改良的图案轮廓。修正后的碱分布特别改善了所产生的图案的分辨率对比。0042在方框110,如图2C所示,利用任何适合制程,来显影第二材料层214,以形成。

31、位于第二材料层214中的图案。可利用显影溶液来移除部分的第二材料层214,其中显影溶液例如四甲基氢氧化铵TMAH。可使用任何浓度等级的四甲基氢氧化铵显影溶液,例如大约238的四甲基氢氧化铵显影溶液。显影溶液可根据光阻型态,而移除曝光部分214A或未曝光部分214B。举例来说,在本实施例中,第二材料层214包含负型光阻,因此显影溶液并不会溶解曝光部分214A,且曝光部分214A继续留在第一材料层212或基板210上。假如第二材料层214包含正型光阻,显影溶液将会溶解曝光部分214A而留下未曝光部分214B。0043留下来的曝光部分214A或未曝光部分214B定义出一图案。此图案包含了一或多个开口。

32、,其中下方部分的第一材料层212或基板210被暴露出。可了解的是,后续的处理可包含移除开口内的第一材料层212和/或基板210的暴露部分。替代性地,可在第一材料层212和/或基板210上方或之上进行金属沉积、离子注入或其它制程。接着可移除或剥除图案化的第二材料层214,并可继续后续的制程。0044总而言之,所公开的实施例提供了一种利用具发光剂的光阻层来制作集成电路的方法。发光剂包含芳香环化学物、离子盐类、金属合金和/或其组合中的至少之一。发光剂吸收第一电磁波,而发射第二电磁波,最后形成改良的轮廓对比或分辨率。所公开的实施例提供一或多个优点,例如改良的微影分辨率以及图案化轮廓。而且,所公开的方法。

33、以及光阻材料提供了缩减的疏密偏斜ISO/DENSEBIAS。可了解的是,不同实施例可具有不同优点,且无特定优点为所有实施例所必要的。0045以上已概述数个实施例的特征,因此本领域技术人员可更加了解本发明的方面。本领域技术人员应可理解,其可轻易利用本发明作为基础,来设计或润饰其它制程或结构,以实现与此处所公开的实施例所述相同的目的和/或达成相同的优点。本领域技术人员也应了解到,这类等效的架构并未脱离本发明的精神和范围,且本领域技术人员可在不脱离本发明内容精神和范围下,作各种更动、取代与润饰,因此本发明的保护范围当以权利要求所界定的范围为准。说明书CN102314085ACN102314089A1/3页10图1说明书附图CN102314085ACN102314089A2/3页11图2A图2B说明书附图CN102314085ACN102314089A3/3页12图2C说明书附图CN102314085A。

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