CN108227409A - 光刻图案化的方法 - Google Patents

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Abstract

光刻图案化的方法包括形成光致抗蚀剂层于基板上，其中光致抗蚀剂层包含聚合物、光敏剂、与光酸产生剂，其中光敏剂包含共振环，且共振环包含氮与至少一双键。方法亦包括对光致抗蚀剂层进行曝光工艺。方法亦包括显影光致抗蚀剂层以形成图案化的光致抗蚀剂层。

Description

光刻图案化的方法
技术领域
本公开实施例涉及半导体装置的形成方法，更特别涉及极紫外线光刻中光敏膜的组成，与采用此光致抗蚀剂膜的方法。
背景技术
半导体集成电路产业已经历指数成长。集成电路材料与设计的技术进展，使每一代的集成电路比前一代的集成电路更小更复杂。在集成电路进化的课题中，功能密度(单位芯片面积的内连线装置数目)通常随着几何尺寸(比如工艺所能形成的最小构件或线路)缩小而增加。尺寸缩小的工艺优点在于增加产能并降低相关成本，不过也会增加集成电路工艺的复杂性。
举例来说，当半导体工艺持续缩小间距至低于20nm的节点时，公知的i-ArF光致抗蚀剂面临巨大挑战，其光学限制使分辨率与光刻效能无法达到要求。极紫外线光刻已用于符合较小装置其关键尺寸的需求。极紫外线光刻采用的扫描机的射线在极紫外线区中，其波长介于约1nm至约100nm之间。一些极紫外线扫描机与一些光学扫描机类似，可提供4X微缩投影曝光至涂布在基板上的光致抗蚀剂膜上，差别在于极紫外线扫描机为反射式光学件而非折射式光学件。极紫外线光刻可施加所需的复杂组于光致抗蚀剂膜上。
ArF光致抗蚀剂中的光酸产生剂可吸收波长193nm的波并产生光酸，而酸将进行1000倍的化学放大反应并使酸活性基团去保护。与193nm的ArF光致抗蚀剂不同，极紫外线会使光敏剂产生二次电子。二次电子的能量与193nm的能量类似。与193nm的ArF光致抗蚀剂类似，光酸产生剂会吸收二次电子以进一步产生光酸并进行化学放大反应。由于已知光敏剂的化学结构、用于极紫外线工具的源功率低、与其他因素，极紫外线光致抗蚀剂仍有能量效率与其他相关问题。目前亟需改善此领域的光致抗蚀剂与采用其的方法。
发明内容
本公开一实施例提供的光刻图案化的方法，包括：形成光致抗蚀剂层于基板上，其中光致抗蚀剂层包含聚合物、光敏剂、与光酸产生剂，其中光敏剂包含共振环，且共振环包含氮与至少一双键；对光致抗蚀剂层进行曝光工艺；以及显影光致抗蚀剂层以形成图案化的光致抗蚀剂层。
附图说明
图1A至图1C是依据所述原理的一例中，对极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂进行的光刻图案化工艺。
图2是依据所述原理的一例中，极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂组成。
图3A与图3B是依据所述原理的一例中，用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的光敏剂其多种特性。
图4是依据所述原理的一例中，可用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的聚合物结构。
图5是依据所述原理的一例中，可用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的阻挡结构。
图6A与图6B是依据所述原理的一例中，可用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的光敏剂其化学结构。
图7A、图7B、图7C、与图7D是依据所述原理的一例中，用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的光酸产生剂其化学结构。
图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、与图8H是依据所述原理的一例中，用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的光酸产生剂其额外的化学结构。
图9是依据所述原理的一例中，采用极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的方法其流程图。
图10是依据所述原理的一例中，采用极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的方法其流程图。
附图标记说明：
100 半导体结构
102 基板
104 光致抗蚀剂层
108 曝光工艺
110 曝光部分
112 图案化的光致抗蚀剂层
114 显影工艺
200 光致抗蚀剂
202 聚合物
204 阻挡基团
206 光敏剂
208 光酸产生剂
210 溶剂
302 R
304 双键
306 氮原子
400 聚羟基苯乙烯的化学结构
402、404 末端
406 羟基
500 叔丁氧羰基
900、1000 方法
902、904、906、1002、1004、1006 工艺
具体实施方式
下述内容提供的不同实施例或实例可实施本公开的不同结构。特定构件与排列的实施例是用以简化本公开而非局限本公开。举例来说，形成第一结构于第二结构上的叙述包含两者直接接触，或两者之间隔有其他额外结构而非直接接触。此外，本公开的多种例子中可重复标号，但这些重复仅用以简化与清楚说明，不代表不同实施例及/或设置之间具有相同标号的单元之间具有相同的对应关系。
此外，空间性的相对用语如「下方」、「其下」、「较下方」、「上方」、「较上方」、或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在图示中的相对关系。空间性的相对用语可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于图示方向。元件亦可转动90°或其他角度，因此方向性用语仅用以说明图示中的方向。
在光刻图案化中以射线(如极紫外线或其他射线如电子束)曝光光致抗蚀剂膜后，在显影剂(如化学溶液)中显影光致抗蚀剂膜。显影剂可移除部分光致抗蚀剂膜(比如正型光致抗蚀剂的曝光部分或负型光致抗蚀剂的未曝光部分)，以形成光致抗蚀剂图案。光致抗蚀剂图案可包含线路图案及/或沟槽图案。接着以光致抗蚀剂图案作为后续蚀刻工艺中的蚀刻掩模，以将图案转移至下方的材料层。在其他实施例中，光致抗蚀剂图案可作为后续离子注入工艺中的离子注入掩模，且离子注入工艺施加至下方的材料层如外延的半导体层中。
一般为了形成最小的电路，最先进的光刻系统设计为采用极短波长的光，比如深紫外线(波长小于或等于200nm)或极紫外线(波长约13.5nm)。这些光源较弱，因此光敏膜(如光致抗蚀剂)需设计为尽可能有效的利用光。
采用化学放大的光致抗蚀剂通常称作化学放大光致抗蚀剂。光致抗蚀剂包含聚合物以阻挡半导体工艺中的蚀刻或离子注入。光致抗蚀剂亦包含酸产生化合物(如光酸产生剂)与溶剂。在一些例子中，聚合物亦包含至少一酸活性基团以回应酸。光酸产生剂吸收射线能量并产生酸。在光刻工艺将光致抗蚀剂施加至工件如半导体晶片前，先混合聚合物与光酸产生剂于溶剂中。光酸产生剂对极紫外线不敏感。这在改良光刻效率(如分辨率/对比、线宽粗糙度、与敏感度)时遭遇问题。
本公开实施例的光致抗蚀剂包含光敏剂，其具有较高的再结合能与较低的游离能。光敏剂照射极紫外线后可放射电子。更特别的是，光敏剂吸收极紫外线并产生电子。这些电子接着可启动光酸产生剂以产生酸。依据所述原理的一例，光敏剂的化学结构具有特定性质以增加效率。首先，光敏剂包含低电子游离能，即光敏剂可吸收较少极紫外线的能量以产生电子。再者，光敏剂具有较高的再结合能阶，即电子较难与光敏剂再结合。由于不需要电子再结合，而是希望电子可传递至光酸产生剂结构，以启动光酸产生剂并产生酸，因此需要光敏剂具有较高的再结合能阶。此外，光酸产生剂的结构可较有效的吸收电子，以启动产生酸。
在一例中，光敏剂所需的特性可通过其化学结构达成，比如具有杂环，且杂环可包含至少一氮原子与至少一双键。此外，光酸产生剂所需的特性可通过其化学结构达成，比如具有至少一环(如杂环)的吸收基团，且杂环具有碳原子与至少一氮原子或氧原子。这些结构将详述如下，可在极紫外线下更有效的传输电子与产生酸。光致抗蚀剂与光刻方法将进一步说明如下。
图1A至图1C是对极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂进行光刻图案化的工艺。如上所述，由于光敏剂具有较高的再结合能阶与较低的游离能，且光酸产生剂对电子的吸收度较佳，光致抗蚀剂对极紫外线的敏感度提高。如图1A所示，光致抗蚀剂层104沉积于半导体结构100上。半导体结构100可为集成电路的工艺中的中间工件或其部分，可包含逻辑电路、存储结构、被动构件(如电阻、电容、或电感)、主动构件如二极管、场效晶体管、金属氧化物半导体场效晶体管、互补式金属氧化物半导体晶体管、双极性晶体管、高压晶体管、高频晶体管、鳍状场效晶体管、其他三维的场效晶体管、金属氧化物半导体场效晶体管、互补式金属氧化物半导体晶体管、双极性晶体管、高压晶体管、高频晶体管、其他存储单元、或上述的组合。
在此例中，半导体结构100包含基板102。在一例中，基板102为半导体基板如晶片。在另一例中，基板102包含结晶结构的硅。在其他实施例中，基板102包含其他半导体元素如锗，或半导体化合物如碳化硅、砷化镓、砷化铟、或磷化铟。基板102包含一或多层的材料或组成。基板102可包含绝缘层上硅基板、可具有应力以增加效能、可包含外延区、可包含隔离区、可包含掺杂区、可包含一或多个半导体装置或其部分、可包含导电层及/或非导电层、及/或可包含其他合适结构与层状物。
在此例中，基板102之后将进行工艺(比如图案化或注入)。在一些例子中，在沉积光致抗蚀剂层104之前可先沉积下方层(未图示)于基板102上，且下方层可为硬掩模。在一例中，下方层可包含材料如氧化硅、氮化硅、氮氧化硅、或其他合适材料或组成。在一些例子中，下方层为抗反射涂层如无氮的抗反射涂层，其材料可为氧化硅、碳氧化硅、或等离子体增强化学气相沉积的氧化硅。在一些例子中，下方层可包含高介电常数的介电层、栅极层、硬掩模层、界面层、盖层、扩散阻挡层、介电层、导电层、其他合适的层状物、及/或上述的组合。
在一些例子中，半导体结构100可为用以图案化半导体晶片的光掩模。在此例中，基板102为光掩模基板，其可包含透明材料如石英，或低热膨胀材料如氧化硅-氧化钛化合物。光掩模基板可进一步包含之后图案化的材料层。在此例中，基板可为制作深紫外线光掩模、极紫外线光掩模、或其他种类光掩模的光掩模基板。综上所述，下方层可为之后图案化以定义电路图案的材料层。举例来说，下方层可为吸收层如铬层。
光致抗蚀剂层104对用于光刻曝光工艺的射线敏感，且可抵抗蚀刻或注入。光致抗蚀剂层104的形成方法为旋转涂布工艺。在一些例子中，可进一步对光致抗蚀剂层104进行软烘烤工艺。在一些实施例中，光致抗蚀剂层104对射线如I线光、深紫外线(如氟化氪(KrF)准分子激光的射线(248nm)或氟化氩(ArF)准分子激光的射线(193nm))、极紫外线(如13.5nm的光)、电子束、或离子束敏感。在此例中，光致抗蚀剂层对极紫外线敏感。
如图1B所示，在光刻系统中以射线对光致抗蚀剂层104进行曝光工艺108。在一些实施例中，射线为极紫外线(如13.5nm)。在一些例子中，射线为i线光(365nm)、深紫外线(如氟化氪(KrF)准分子激光的射线(248nm)或氟化氩(ArF)准分子激光的射线(193nm))、极紫外线、x光、电子束、离子束、及/或其他合适射线。可在空气中、液体中(浸润式光刻)、或真空中(用于极紫外线光刻与电子束光刻)进行曝光工艺108。在一些例子中，射线导向光致抗蚀剂层104以形成电路图案的影像，上述电路图案定义于适当曝光模式(如步进式或扫描式)中的光掩模(如穿透式光掩模或反射式光掩模)。经由光掩模或曝光工艺，可实施多种分辨率增进技术如相位偏移、离轴照射、及/或光学邻近修正。举例来说，光学邻近修正结构可整合至电路图案中。在另一例中，光掩模为相位偏移光掩模如交替型相位偏移光掩模、减光型相位偏移光掩模、或无铬相位偏移光掩模。在另一例中，以离轴照射模式实施曝光工艺。在一些其他实施例中，以预定图案如集成电路布局直接调整射线束而不采用光掩模，比如采用数位图案产生器或直写模式。在此实施例中，射线束为极紫外线，且在极紫外线光刻系统中进行曝光工艺108。由于光致抗蚀剂层104的敏感度增加，光致抗蚀剂层的曝光临界值可低于20mJ/cm2。综上所述，可采用低于20mJ/cm2的剂量实施曝光工艺。
由于光致抗蚀剂层104的特性，其可更有效地吸收极紫外线。更特别的是，光敏剂可产生更多电子，而光酸产生剂之后可更有效地吸收这些电子。
在一些例子中，可在曝光工艺后进行热处理。举例来说，可对半导体结构100(特别是对涂布于基板102上的光致抗蚀剂层104)进行曝光后烘烤工艺。在曝光后烘烤工艺中，曝光的光致抗蚀剂材料中的酸活性基团被切断，因此光致抗蚀剂材料的曝光部分将产生化学变化(比如更亲水或更疏水)。在一特定实施例中，可在介于约120℃至约160℃之间的热腔室中进行曝光后烘烤工艺。
在曝光工艺108后，曝光部分110将化学转变为抗显影剂(或者可由显影剂移除)。在一些例子中，曝光部分110被去保护，导致其极性改变以用于双型成像(显影)。在其他例中，曝光部分110的聚合型态改变，比如正型光致抗蚀剂中的解聚或者负型光致抗蚀剂中的交联。
如图1C所示，对光致抗蚀剂层104进行显影工艺114，以形成图案化的光致抗蚀剂层112。在一些例子中，曝光工艺108之后的光致抗蚀剂层104改变极性，且可进行双型显影工艺。在一些例子中，若光致抗蚀剂层104自非极性态(疏水态)转变成极性态(亲水态)，则可采用水性溶剂如氢氧化四甲基铵移除曝光部分110(正型成像)，或采用有机溶剂如乙酸丁酯移除未曝光部分(负型成像)。在一些其他例子中，光致抗蚀剂层104自极性态转变成非极性态，接着以有机溶剂如乙酸丁酯移除曝光部分110(正型成像)，或以水性溶剂移除未曝光部分(负型成像)。
在图1C所示的此例中，显影工艺114移除曝光部分110。在图1C所示的此例中，图案化的光致抗蚀剂层112具有两个线路图案。然而下述说明同样可用于具有沟槽的光致抗蚀剂图案。
在一些例子中，可采用图案化的光致抗蚀剂层112作为掩模，对半导体结构100进行工艺如蚀刻或注入工艺，因此上述工艺只施加于图案化的光致抗蚀剂层112的开口所露出的部分半导体结构100，而图案化的光致抗蚀剂层112所覆盖的其他部分半导体结构100则免于工艺影响。在一些例子中，工艺包含以图案化的光致抗蚀剂层112作为蚀刻掩模的蚀刻工艺，其可将图案化的光致抗蚀剂层112的图案转移至基板102或其上的材料层。在一些例子中，工艺包含以图案化的光致抗蚀剂层112作为注入掩模的注入工艺，且注入工艺可形成多种掺杂结构于半导体结构100中。
在此例中，硬掩模层位于基板102(或其上的材料层)上。在此例中，图案先自图案化的光致抗蚀剂层112转移至硬掩模层，接着再转移至基板102(或其上的材料层)。举例来说，经由图案化的光致抗蚀剂层112的开口蚀刻硬掩模，且蚀刻方法可为干(等离子体)蚀刻、湿蚀刻、及/或其他蚀刻方法。举例来说，干蚀刻工艺可采用含氧气体、含氟气体、含氯气体、含溴气体、含碘气体、其他合适气体及/或等离子体、及/或上述的组合。在蚀刻硬掩模时，可部分或完全地消耗图案化的光致抗蚀剂层112。在一例中，可剥除任何残留的图案化的光致抗蚀剂层112，以保留图案化的硬掩模于基板102上。
虽然未图示于图1A至图1C中，前述工艺在上述步骤之前、之中、或之后可进一步包含其他步骤。在一例中，其他步骤包含形成鳍状场效晶体管结构。在此例中，工艺可包含形成多个主动鳍状物于半导体的基板102中。在此例中，经由图案化的硬掩模的开口蚀刻基板102，以形成沟槽于基板102中；将介电材料填入沟槽；进行化学机械研磨工艺以形成浅沟槽隔离结构；以及外延成长或使浅沟槽隔离结构凹陷以形成鳍状主动区。在一些例子中，其他步骤可包含形成多个栅极于半导体的基板102中。其他步骤亦可包含形成栅极间隔物、掺杂的源极/漏极区、用于栅极/源极/漏极结构的接点、与类似工艺。在一些例子中，将形成目标图案以作为多层内连线结构中的金属线路。举例来说，金属线路可形成于基板102的层间介电层中，而层间介电层已蚀刻以形成多个沟槽。其他步骤亦包含将导电材料如金属填入沟槽，接着进行工艺如化学机械研磨以研磨导电材料，直到露出图案化的层间介电层。如此一来，可形成金属线路于层间介电层中。本公开多种实施例的光致抗蚀剂层104，可用于形成及/或改良上述装置/结构的非限制性例子。
图2是极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂组成。在此例中，光致抗蚀剂300采用化学放大光致抗蚀剂材料。在一例中，化学放大光致抗蚀剂材料为正型光致抗蚀剂，且包含的聚合物材料在与酸反应后转为可溶于显液剂中。在另一例中，化学放大光致抗蚀剂材料为负型光致抗蚀剂，且包含的聚合物材料在与酸反应后转为不溶于显影剂(如碱性溶液)中。在另一例中，化学放大光致抗蚀剂材料包含的聚合物材料，在与酸反应后改变其极性。
光致抗蚀剂材料200对极紫外线敏感。光致抗蚀剂材料200包含聚合物202、化学键结至聚合物202的阻挡基团204、光敏剂206、与酸产生化合物如光酸产生剂208。光致抗蚀剂材料200更包含溶剂210使上述化学品混合其中。光敏剂206可与聚合物202混掺，或键结至聚合物202。在一些实施例中，光致抗蚀剂材料200可包含其他添加剂如淬息剂。
聚合物202可抵抗蚀刻或注入。在多种例子中，聚合物202包含降冰片烯-马来酸酐共聚物、或聚羟基苯乙烯的聚合物、或丙烯酸酯为主的聚合物。举例来说，丙烯酸酯为主的聚合物包含聚甲基丙烯酸甲酯的聚合物。聚羟基苯乙烯的聚合物包含多个图4所示的聚羟基苯乙烯的化学结构400，其中n为大于2的整数。聚羟基苯乙烯的化学结构400包含两个末端402与404，其可化学连接至其他聚羟基苯乙烯的化学结构的末端。此外，聚羟基苯乙烯亦对极紫外线敏感，并可作为极紫外线光致抗蚀剂的光敏剂。综上所述，多个聚羟基苯乙烯的化学结构400经由两个末端402与404化学键在一起，以形成聚羟基苯乙烯的聚合物骨架。聚合物202亦包含多个侧位，其可与其他化学基团化学键结。举例来说，聚羟基苯乙烯的聚合物包含多个羟基406化学键结至侧位。
在一些例子中，光致抗蚀剂材料200更包含阻挡基团204如酸活性基团或回应酸的溶解抑制剂。阻挡基团204如酸活性基团为化学基团，其可经由光致抗蚀剂曝光区中的光酸产生剂去保护。如此一来，曝光的光致抗蚀剂材料200将改变其极性与溶解度。举例来说，曝光的光致抗蚀剂材料在显影剂中具有增加的溶解度(对正型光致抗蚀剂而言)，或者在显影剂中具有降低的溶解度(对负型光致抗蚀剂而言)。当光刻曝光工艺的曝光剂量达到临界剂量，曝光的光致抗蚀剂材料将不溶于显影剂中(或溶于显影剂中)。在一例中，阻挡基团204如酸活性基团，包含图5所示的叔丁氧羰基500。
光致抗蚀剂材料200更包含光敏剂206以增加光致抗蚀剂材料的敏感度与效率。光敏剂206设计为增加光致抗蚀剂材料的敏感度。光致抗蚀剂材料中可对极紫外线不敏感，但对电子或其他射线如紫外线或深紫外线较敏感。如此一来，光致抗蚀剂材料搭配光敏剂206时对第一射线的敏感度提高。特别的是，光敏剂206对第一射线敏感，并可产生第二射线以回应第一射线。在此实施例中，第一射线为极紫外线，而第二射线为电子。光敏剂206吸收极紫外线并产生第二电子。此外，光酸产生化合物208对第二电子敏感，可吸收第二电子并产生酸。
在一些实施例中，光敏剂206、聚合物202、与光酸产生剂208混合于溶剂210中。在一些实施例中，光敏剂306可改为键结至聚合物202(或光酸产生剂208)，或额外地键结至聚合物202(或光酸产生剂208)。在多种例子中，光致抗蚀剂中的敏化剂206可为单体添加物、寡聚物、或聚合物。
在本公开一例中，敏化剂包含杂环，且杂环包含至少一氮原子与至少一双键。在一些例子中，敏化剂的再结合能介于约165千卡/摩尔至170千卡/摩尔之间。如图3A与图3B所示，多种双键304位于氮原子306与R 302之间，其可为C4-C30的共振环、芳环、或杂芳环。R302亦可包含极性基团，比如-OH、-NH2、-COOH、或-CONH2。这些结构让光敏剂206具有较低的游离能与较高的再结合能。图3A所示的一例中，一个氮原子键结至共振环。图3B所示的一例中，两个氮原子键结至共振环。
光致抗蚀剂材料200包含酸产生化合物如光酸产生剂208。光酸产生剂208吸收射线能量并产生酸。光致抗蚀剂材料200亦包含溶剂210。在光刻工艺将光致抗蚀剂施加至工件如半导体晶片前，先混合聚合物202与光酸产生剂208于溶剂210中。
光酸产生剂208可包含苯环。在特定例子中，光酸产生剂208包含锍阳离子如三苯锍基团，以及阴离子如三氟甲烷磺酸阴离子。特别的是，光酸产生剂208的阳离子具有连接至硫的化学键以及额外的化学键，因此光酸产生剂对电子或其他种类的第二射线的敏感度(或吸收度)增加。
在一些例子中，光酸产生剂208的化学结构设计为能有效地吸收极紫外线。举例来说，光酸产生剂208可包含氟、饱合的烷基、芳基、杂环基、或上述的组合，以增加极紫外线的吸收。在一些例子中，光敏剂206化学键结至光酸产生剂208。
在一些例子中，光酸产生剂208设计为具有特定的化学结构，以较佳地吸收光敏剂206产生的电子。特别的是，光酸产生剂208包含至少一杂环，且杂环除了多个碳原子外还具有至少一氮原子或氧原子。光酸产生剂208亦可具有至少一双键于杂环中。如图7A至图7D与图8A至图8H所示，是光酸产生剂208的结构的多种例子。
图7A至图7D是具有结构M+的光酸产生剂结构，且杂环结构围绕结构M+。这些杂环结构标示为R1、R2、R3、R4、R5、R6、与R7。R1、R2、R3、R4、R5、R6、与R7可包含至少一C1-C20的杂芳基衍生物(呋喃、吡啶、吡嗪、咪唑、噻吩、或类似物)与氟化烷基。在一些例子中，M可为阳离子而A可为阴离子。在一些例子中，M或A可为硫、碳、或碘。
如图8A至图8H所示，多种光酸产生剂结构具有多个环围绕的结构。在此例中，结构为硫阳离子。如图所示，每一结构具有至少一杂环，且杂环具有至少一双键。在一些例子中，杂环具有至少两个双键。在一些例子中，杂环具有三个双键。
图9是采用因具有光敏剂而极紫外线的敏感度改良的光致抗蚀剂的方法的流程图。在一例中，方法900包含的工艺902形成光致抗蚀剂层于基板上，其中光致抗蚀剂层包含聚合物、光敏剂、与光酸产生剂，且光敏剂包含共振环。上述共振环包含氮以及至少一双键。举例来说，光敏剂可具有图6A与图6B所示的结构之一。方法900包含的工艺904对光致抗蚀剂层进行曝光工艺。这些曝光工艺可为搭配图1B说明的上述内容。方法900包含的工艺906显影光致抗蚀剂层，以形成图案化的光致抗蚀剂层。此显影工艺可为搭配图1C说明的上述内容。
图10是采用因具有光酸产生剂而极紫外线的敏感度改良的光致抗蚀剂的方法的流程图。在一例中，方法1000包含的工艺1002形成光致抗蚀剂层于基板上，其中光致抗蚀剂层包含聚合物、光敏剂、与光酸产生剂，其中光敏剂包含共振环，且共振环包含氮与至少一双键。光酸产生剂可具有图7A至图7D及图8A至图8H所示的结构之一。方法1000包含的工艺1004对光致抗蚀剂层进行曝光工艺。这些曝光工艺可为搭配图1B说明的上述内容。方法1000包含的工艺1006显影光致抗蚀剂层，以形成图案化的光致抗蚀剂层。此显影工艺可为搭配图1C说明的上述内容。
本公开实施例提供敏感度提高的光致抗蚀剂材料，以及采用其的光刻方法。光致抗蚀剂材料包含聚合物、光敏剂、以及光酸产生剂混合于溶剂中。更特别的是，光酸产生剂的化学结构可增加极紫外线的吸收，或者光敏剂的化学结构可增加极紫外线的吸收。综上所述，可增加光致抗蚀剂材料的敏感度。
在一例中，方法包括：形成光致抗蚀剂层于基板上，其中光致抗蚀剂层包含聚合物、光敏剂、与光酸产生剂，其中光敏剂包含共振环，且共振环包含氮与至少一双键。方法亦包含对光致抗蚀剂层进行曝光工艺。方法亦包含显影光致抗蚀剂层以形成图案化的光致抗蚀剂层。
在一些实施例中，上述方法的光敏剂化学键结至光酸产生剂。
在一些实施例中，上述方法的共振环包含至少两个氮原子。
在一些实施例中，上述方法的光敏剂包含第二共振环，且第二共振环包含氮以及至少一双键。
在一些实施例中，上述方法的光敏剂的电子再结合能介于约165千卡/摩尔至170千卡/摩尔之间。
在一些实施例中，上述方法的光敏剂为芳基结构。
在一些实施例中，上述方法的光敏剂为杂环结构。
在一些实施例中，上述方法的光敏剂包含极性基团，且极性基团为-OH、-NH2、-COOH、与CONH2中至少一者。
在一些实施例中，上述方法的光酸产生剂包括一吸收基团，且吸收基团包含一结构与多个环，其中至少一环为杂环且具有至少一双键。
在一些实施例中，上述方法的结构包含硫、碘、或碳。
在一例中，方法包括形成光致抗蚀剂层于基板上，其中光致抗蚀剂层包含聚合物、光敏剂、与光酸产生剂，其中光酸产生剂包含吸收基团，且吸收基团包含一结构与多个环，其中至少一环为共振杂环且具有至少一双键。上述方法亦包含对光致抗蚀剂层进行曝光工艺。上述方法亦包含显影光致抗蚀剂层以形成图案化的光致抗蚀剂层。
在一些实施例中，上述方法的吸收基团包括三苯锍三氟甲烷磺酸酯。
在一些实施例中，上述方法的吸收基团还包括氟、饱合烷基、芳基结构、与化学键结至三苯锍三氟甲烷磺酸酯的杂环基中至少一者。
在一些实施例中，上述方法的共振杂环包括至少一碳原子与至少一氧原子或氮原子。
在一实施例中，上述方法的光敏剂更包含一共振环，且共振环包含氮与至少一双键。
在一实施例中，上述方法的光敏剂包含一极性基团，且极性基团为-OH、-NH2、-COOH、与CONH2中至少一者。
在一实施例中，上述方法的共振环包含至少两个氮原子。
在一例中，方法包括形成光致抗蚀剂层于基板上。光致抗蚀剂层包含聚合物、光敏剂、以及光酸产生剂。光敏剂包含共振环，且共振环包含氮与至少一双键。光酸产生剂包含吸收基团，其包含结构与多个环，其中一环为共振杂环且具有至少一双键。此方法亦包括对光致抗蚀剂层进行曝光工艺，以及显影光致抗蚀剂层以形成图案化的光致抗蚀剂层。
在一实施例中，上述方法的光酸产生剂包含杂环，且杂环具有至少两个双键与氧原子。
在一实施例中，上述方法的光酸产生剂包含杂环，且杂环具有至少两个双键与氮原子。
上述实施例的特征有利于本领域技术人员理解本公开实施例。本领域技术人员应理解可采用本公开作基础，设计并变化其他工艺与结构以完成上述实施例的相同目的及/或相同优点。本领域技术人员亦应理解，这些等效置换并未脱离本公开精神与范畴，并可在未脱离本公开的精神与范畴的前提下进行改变、替换、或更动。

Claims (1)

1.一种光刻图案化的方法，包括：
形成一光致抗蚀剂层于一基板上，其中该光致抗蚀剂层包含一聚合物、一光敏剂、与一光酸产生剂，其中该光敏剂包含共振环，且共振环包含氮与至少一双键；
对该光致抗蚀剂层进行一曝光工艺；以及
显影该光致抗蚀剂层以形成一图案化的光致抗蚀剂层。
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