TW201544910A

TW201544910A - 在光敏化化學放大光阻中減輕極紫外光散射雜訊複製於酸散射雜訊中

Info

Publication number: TW201544910A
Application number: TW104105888A
Authority: TW
Inventors: Michael A Carcasi; Mark H Somervell
Original assignee: Tokyo Electron Ltd
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2015-12-01
Also published as: WO2015127348A1; US9746774B2; JP6636196B2; KR101845188B1; KR20160126018A; JP6524388B2; US20150241781A1; TWI564676B; JP2017507360A; JP2019109540A

Abstract

一個關於光敏化化學放大光阻（PS-CAR）在極紫外線（EUV）微影及圖案化中減輕散射雜訊的方法。該方法包括：第一EUV圖案化曝光過程，用以產生光敏劑；及第二整片曝光過程，於不同於第一EUV圖案化曝光過程的波長，以於第一EUV圖案化曝光過程期間的曝光區域產生酸，其中光敏劑用以放大酸生成及增進對比。該光阻可曝露於熱、液態溶劑、溶劑氛圍、或真空以減輕可能於第一EUV圖案化曝光過程期間累積之光敏劑濃度的EUV散射雜訊效應。

Description

在光敏化化學放大光阻中減輕極紫外光散射雜訊複製於酸散射雜訊中

本發明關於在半導體製造中圖案化的方法。更具體而言，其涉及應用於使用光敏化化學放大光阻（PS-CAR）之圖案化（微影）的EUV散射雜訊減輕方法。

PS-CAR中，第一EUV圖案化曝光過程係用於以產生相對小量的酸來產生一圖案（光阻內的潛像），及同時產生光敏劑（PS, photosensitizer）化合物，例如：從加至PS-CAR光阻的光敏劑產生劑。酸和光敏劑（PS）兩者於第一EUV圖案化曝光過程係只產生在PS-CAR光阻的照光部分。之後，實行以不同於第一EUV曝光過程波長之第二光波長的第二整片曝光過程，亦即沒有圖案。PS-CAR光阻化學成分被選擇以使得光敏劑（PS）對使用於第二整片曝光過程的第二光波長敏感，而其他光阻成分則不然。光敏劑（PS），無論存在於在第一EUV圖案化曝光期間所形成圖案的任何地方，在第二整片曝光期間造成酸進一步的生成，舉例來說，通常酸濃度十倍增加。此光敏劑誘導酸濃度增加致使大大地增加對比度，其允許更多特別關於RLS權衡（解析度─線寬粗糙度─靈敏度）的加工寬容度。因此，PS-CAR提供EUV微影的實現技術，因為其允許在目前功率水平之EUV來源及微影的生產使用。

在此應注意，PS-CAR加工可包含額外的步驟，例如在第一EUV圖案化曝光過程及第二整片曝光過程之間。上面的描述為清楚起見而簡化。此外，在一些PS-CAR化學成分的實施例中，於第一EUV圖案化曝光過程期間沒有酸可產生，且只有光敏劑（PS）可產生，其產生的光敏劑（PS）於第二整片曝光過程期間造成所有酸的生成。又或者，如之前所述，酸可小量產生，但藉由競爭的化學反應例如淬滅事件（依據存在於PS-CAR光阻內淬滅體的數量）而可有效地消耗。

因為EUV光源的功率水平係如此低，且因為由於短的EUV光波長，EUV光子每一個具有相對高能量，比當較長波長的光源使用（例如氟化氬、氟化氪等）時，有相對較少的光子包含於圖案化的EUV曝光過程（對同樣的曝光劑量）。這代表將有較少的酸分子產生，例如，在傳統的化學放大光阻（CAR）中。當EUV曝光劑量減少時，在給定的體積內不被分解成酸的光酸產生劑（PAG, photoacid generator）分子之隨機機率增加，導致光阻內不均勻的酸濃度，統稱為散射雜訊的效應。散射雜訊是圖案化中線寬粗糙度（LWR, line width roughness）已知的主要原因之一。根據特徵類型，其他適用的參數諸如線邊緣粗糙度（LER, line edge roughness）或接點邊緣粗糙度（CER, contact edge roughness）亦可被影響。

散射雜訊亦可於PS-CAR加工的第一EUV圖案化曝光過程期間，在不均勻的酸濃度及不均勻的光敏劑（PS）濃度兩者中表現出來。於後續的第二整片曝光過程期間，這些不均勻的酸及/或光敏劑（PS）濃度之進一步擴增將以線寬粗糙度（LWR）（視特徵類型而定，或LER或CER）被嚴重影響的方式導致製程效能的衰退。因此，存在減輕散射雜訊之方法的需求，特別對於PS-CAR微影及圖案化。

本發明的另一個實施態樣中，擴散產生於輻射敏感材料層中的光敏劑（PS）分子的步驟可包含使用對流熱源，或藉由曝露至從電磁輻射源而來的電磁輻射加熱熱板上的基板。

本發明的又另一個實施態樣包括使用一光酸產生劑（PAG）化合物，其具有比光敏劑（PS）分子的熱活化能量高的一熱活化能量。

本發明的進一步實施態樣，擴散產生於輻射敏感材料層中的光敏劑（PS）分子的步驟，可包含曝露輻射敏感材料層於液態溶劑或溶劑蒸汽的至少其中一者，選擇性地將輻射敏感材料層交替曝露至液態溶劑及溶劑蒸汽。

本發明的又進一步實施態樣中，擴散產生於輻射敏感材料層中的光敏劑（PS）分子的步驟可包含曝露輻射敏感材料層至真空環境。

本發明的又進一步實施態樣中，擴散產生於輻射敏感材料層中的光敏劑（PS）分子的步驟可包含藉由輻射敏感材料層的揮發性化學成分的釋出促成輻射敏感材料層的體積增加。

在以下的說明中，為了便於透徹理解本發明和為了解釋而非限制的目的，說明具體細節，諸如微影術之特殊幾何形狀、鍍膜器/顯影器、曝光工具，及各種元件和程序的描述。然而，須瞭解本發明可在背離這些具體細節的其它實施例中實踐。

在以下的說明中，輻射敏感材料和光阻兩術語可能互換使用，光阻只是使用於光微影術中的諸多合適之輻射敏感材料中的其中一種。同樣地，表示加工中之工件的基板此術語，在之後的說明中可與以下專有名詞互換使用：半導體晶圓、液晶顯示面板（LCD panel）、發光二極體（LED, light-emitting diode）、光伏打（PV, photovoltaic）元件板等，以上加工皆落入所請發明之範疇內。

整個本說明書中提及“一個實施例”或“一實施例”，意味著關於該實施例所描述的一個特定的特徵、結構、材料或特性，是包括於本發明的至少一個實施例中，但不表示它們存在於每一個實施例中。因此，“在一個實施例中”或“在一實施例中”此兩片語出現於整份說明書不同的地方時，不一定指的是本發明的相同實施例。此外，在一個或多個實施例中，特定的特徵、結構、材料或特性可以任何適當的方式結合。

各種操作將以最有助於理解本發明的方式，依次以多個分立操作來描述。然而，描述的順序不應被解釋為暗示這些操作必然順序相關的。尤其，這些操作不需要以陳述的順序執行。描述的操作可以不同於提及之實施例的順序執行。各種額外的操作可被執行，及/或已敘述的操作於其他實施例中可被省略。

此外，光敏化化學放大光阻（PS-CAR, photo-sensitized chemically-amplified resist）的使用不僅限於光阻（resist, photoresist），而是相似的光敏感化學材料可以抗反射塗層（ARC, antireflective coatings）、底部抗反射塗層（BARC, bottom antireflective coatings）、顯影劑可溶性底部抗反射塗層（DBARC, developer-soluble bottom antireflective coatings）等方式被實現。須理解，在此所描述的PS-CAR化學材料及方法可被應用於所有這些材料和對其實行圖案化，及因此，此後欲指稱這些材料時，光阻（resist, photoresist）和輻射敏感材料這些術語將可被互換使用。

PS-CAR的概念於目前被提出，例如： S. Tagawa等人發表於Journal of Photopolymer Science and Technology, Vol. 26, Number 6 (2013), pp. 825-830的“Super High Sensitivity Enhancement by Photo-Sensitized Chemically Amplified Resist Process”的文獻（以下簡稱Tagawa）。與單一圖案化曝光過程（亦即通過一個遮罩）產生分別定義可溶解及不可溶解的區域的去保護（正型）或保護（負型）光阻的區域之傳統光阻加工相比， PS-CAR加工仰賴以第一光波長之第一圖案化曝光過程，以對於以第二光波長之第二化學性選擇整片曝光過程放大光阻的靈敏度，該整片曝光過程定義了最終圖案。該第二光波長被選擇以不同於第一光波長。當光子密度為低時，這使較高靈敏度的圖案化能夠進行。光敏劑（PS, photosensitizer）產生於第一EUV圖案化曝光過程期間，且只在光阻的曝光區域。電子束（eBeam, electron beam）、氟化氪或氟化氬曝光過程也可被使用於第一圖案化曝光過程。

整片曝光過程波長的選擇是由光敏劑（PS）吸收度最大化且光阻中光酸產生劑（PAG, photo acid generator）吸光度最小化的需求決定。通常，整片曝光的光波長係光譜中的UV部分。由第二整片曝光過程激發的光敏劑（PS），在其附近將分解光酸產生劑（PAG）分子，於第一EUV圖案化曝光過程的曝光區域造成酸產生之擴增，且基本上維持未曝光區域中無酸生成。這意味著沒有典型存在於傳統整片曝光過程中的直流偏流飄移。

該光阻因此可具有一獨立的活化閾值，其允許在被顯影之前於不同的時間、不同的製程條件下在光阻中產生化學物質。更具體地，如Tagawa所述，此概念係在光阻中隔離光敏劑（PS）的產生及酸擴增兩者。在一些PS-CAR化學的實施例中，於第一EUV圖案化曝光過程期間，只有光敏劑而沒有酸產生，於隨後的第二整片曝光過程期間，酸生成和擴增完全地發生。在這些實施例中，光敏劑產生劑和光酸產生劑（PAG）的光靈敏度範圍沒有重疊。在其他PS-CAR化學的實施例中，於第一EUV圖案化曝光過程期間，光敏劑產生劑和光酸產生劑（PAG）光靈敏度範圍可略微重疊，使得光敏劑（PS）與相對小量的酸同時產生，該酸量通常比擴增後最終酸產生量的約一半少。此最初產生的酸量隨後於第二整片曝光過程中被擴增。在PS-CAR的例示性實施例中，第一（EUV）光波長可小於300nm，且用於第二整片曝光過程的第二光波長可大於300nm，通常約365nm。

在一實施例中，光阻可包括光敏劑產生劑及光酸產生劑（PAG）化合物，光敏劑產生劑包含在光阻層中控制光敏劑（PS）分子產生的第一光波長活化閾值，光酸產生劑（PAG）化合物包含在光阻層中控制酸生成和擴增的第二光波長活化閾值，如前面提到的，其中第二活化波長不同於第一活化波長。該光敏劑分子可被選為能吸收光能且轉移光能至另一分子，例如光酸產生劑（PAG）。一些光敏劑（PS）分子可在基態中轉移能量，而其他則可於激發態中轉移能量。在一實施例中，PS-CAR光阻的光敏劑產生劑可包含苯乙酮、聯伸三苯、二苯甲酮、芴酮（flourenone）、蒽醌、菲、或其衍生物的其中至少一種。在一實施例中，光酸產生劑（PAG）可為可使被吸收的光能轉變為化學能（例如酸性反應）的陽離子型光引發劑。該光酸產生劑（PAG）可包含下列至少一種：三苯鋶三氟甲磺酸鹽、三苯鋶全氟丁磺酸鹽、三苯鋶全氟辛基磺酸鹽、三芳基鋶三氟甲磺酸鹽、三芳基鋶全氟丁磺酸鹽、三芳基鋶全氟辛基磺酸鹽、三苯鋶鹽、三芳基鋶鹽、三芳基鋶六氟銻酸鹽、N-羥基萘二甲醯亞胺三氟甲磺酸鹽、1,1-雙[對-氯苯基]-2,2,2-三氯乙烷（DDT）、1,1-雙[對-甲氧苯基]-2,2,2-三氯乙烷、1,2,5,6,9,10-六溴環十二烷、1,10-二溴癸烷、1,1-雙[對-氯苯基]2,2-二氯乙烷、4,4-二氯-2-(三氯甲基)二苯甲醇、1,1-雙（氯苯基）2,2,2-三氯乙醇、六氯二甲基碸、2-氯-6-(三氯甲基)吡啶、或其衍生物。

為了進一步幫助了解，圖1A-D描述了後續顯影及蝕刻步驟前的PS-CAR圖案化程序。在圖1B中，提供一基板150，該基板係加以塗佈或改質以形成將被圖案化的底層160。PS-CAR光阻170以使用如旋轉式（spin-on）分配技術塗佈至底層160的曝露表面。在第一EUV圖案化曝光過程101中，第一光波長190通過遮罩180曝光至PS-CAR光阻170上，以在PS-CAR光阻170內形成交替的曝光及未曝光區域。在此曝光過程期間，光敏劑（PS）於PS-CAR光阻170的曝光區域中由光敏劑產生劑生成，以形成光敏劑（PS）濃度剖面圖120，其亦以光敏劑（PS）濃度剖面圖120和酸濃度剖面圖110的圖表100放大顯示於圖1A中。根據PS-CAR光阻的化學性質，在一些實施例中，於第一EUV圖案化曝光過程101期間，酸亦可由PS-CAR光阻170內的光酸產生劑（PAG）分子產生，以形成酸濃度剖面圖110。在其他實施例中，在光敏劑產生劑和光酸產生劑（PAG）的光靈敏度範圍間沒有重疊之處，如之前所述，於第一EUV圖案化曝光過程101期間沒有酸產生。

隨後，如圖1D所示，具備底層160及圖案-曝光之PS-CAR光阻170的基板150現在經歷使用不同於第一光波長190的第二光波長290之第二整片曝光過程201，該第二整片曝光過程使在之前曝光（亦即未遮罩）的區域產生的光敏劑（PS）分子放大在其附近由光酸產生劑（PAG）分子而來的酸生成，因此，形成酸濃度剖面圖210。酸濃度剖面圖210有較高的峰，且因此比第一EUV圖案化曝光過程101之後的酸濃度剖面圖110有更好的對比。雖然涉及第二整片曝光過程201，但不像傳統的整片曝光處理，此過程於第一EUV圖案化曝光過程101期間在未曝光（加以遮罩）的區域沒有酸生成，因此沒有直流偏流且維持了高度對比。這是因為PS-CAR酸生成和擴增僅發生於光敏劑（PS）存在的情況下。通常，光敏劑（PS）濃度剖面圖220在第二整片曝光過程201後，與初始的光敏劑（PS）濃度剖面圖120相比改變不大，但在某些化學的實施例中，光敏劑濃度剖面圖120和220之間產生較大的改變。圖1C顯示第二整片曝光過程201之後為光敏劑（PS）濃度剖面圖220和酸濃度剖面圖210的圖表200。

已擴增的酸濃度剖面圖210現存在於PS-CAR光阻170中，形成一潛像，基板現已準備就緒進行隨後的圖案化加工步驟，如底層160的烘烤、顯影及蝕刻，以遵循傳統的步驟完成圖案化程序。在一些實施例中，於第一EUV圖案化曝光過程101及第二整片曝光過程201之間可執行額外的加工步驟，如烘烤步驟等。再者，雖然在此敘述的處理使用PS-CAR光阻170作為例子，同樣的處理可適用於任何其他材料，例如包括PS-CAR化學成分的ARC、BARC、DBARC等層。

圖1A-1D顯示理想的光敏劑（PS）和酸濃度剖面圖可能是什麼樣子。圖2A顯示於第一EUV圖案化曝光過程101期間計入EUV散射雜訊（shot noise）效應的例示性光敏劑（PS）濃度剖面圖320及酸濃度剖面圖310。EUV散射雜訊造成從圖1A的理想濃度剖面圖110及120偏離。如果此非理想的光敏劑（PS）濃度剖面圖320及酸濃度剖面圖310現在經歷第二整片曝光過程201，該第二整片曝光過程201可放大酸濃度剖面圖310的不規則性成為如圖2B所示喪失對比性的最終酸濃度剖面圖410。酸濃度剖面圖410的對比性喪失對於圖案化過程中線寬粗糙度（LWR）（視裝置類型而定，或LER或CER）是主要貢獻者，且需要減輕因EUV散射雜訊而來的對比性喪失之手段以保持圖案的完整性。

發明人已設想許多可能的方法以減輕因EUV散射雜訊而來的對比性喪失。這些方法大多數是基於在第一EUV圖案化曝光過程101和第二整片曝光過程201之間包含一個中間步驟，其中產生的光敏劑（PS）被允許在其附近擴散，以校平EUV散射雜訊導致的不規則性。擴散過程的細節將在稍後討論。

圖3A顯示光敏劑擴散步驟之前的光敏劑（PS）濃度剖面圖320和之後的光敏劑（PS）濃度剖面圖520之圖表。光敏劑（PS）濃度剖面圖520比經EUV散射雜訊影響的光敏劑（PS）濃度剖面圖320平滑，且應該大大地縮減最終酸濃度剖面圖從理想的偏離。光敏劑（PS）擴散後的酸濃度剖面圖510亦顯示於圖3A。具備了已擴散且校平的光敏劑（PS）濃度剖面圖520後，該製程進行第二整片曝光以產生及擴增酸。在此製程中，如圖3B所示，會達到最終酸濃度剖面圖610，其比沒有減輕EUV散射雜訊的步驟而得的圖2B酸濃度剖面圖410改善很多。

現在參考圖4，其中顯示了具備減輕EUV散射雜訊手段的PS-CAR圖案化加工的流程圖700。在步驟710中，提供一基板，例如基板150，待圖案化的底層160係形成於其上，且PS-CAR光阻170沉積於底層160之上。在步驟715中，PS-CAR光阻經歷使用通常在EUV範圍中的第一光波長之第一EUV圖案化曝光過程，因此激活第一活化閾值以在PS-CAR光阻170中的光敏劑產生劑產生光敏劑（PS）。在步驟720中，產生的光敏劑（PS）分子被允許擴散以減輕EUV散射雜訊效應。在步驟725中，PS-CAR光阻170經歷不同於第一光波長之第二光波長的第二整片曝光過程，以激活第二活化閾值，且導致PS-CAR光阻170中從光酸產生劑（PAG）分子而來的酸生成及擴增，以產生針對EUV散射雜訊效應修正的最終酸濃度剖面圖，如之前所述。

繼續參考圖4，進一步的圖案化步驟可包括傳統的圖案化步驟，諸如選用性的後續烘烤加工730，於該過程期間基板被加熱，接著是顯影加工735，PS-CAR光阻170被顯影以形成用於底層160的後續處理的圖案化遮罩。最後，該過程終止於實際處理740，其中使用顯影的PS-CAR光阻當作遮罩以蝕刻、植入或改質底層160。所有這些處理為熟習半導體微影圖案化領域者所熟知，且因此將在此不詳細討論。

在最簡單的實施例中，允許產生的光敏劑（PS）分子在第一EUV圖案化曝光過程及第二整片曝光過程間有充分的時間擴散，代表了擴散光敏劑（PS）分子步驟720的最簡單的實施例。然而，由於曝光過程之間為了允許擴散發生而固持基板，此方法可造成製程產量的損失。

在其他實施例中，基板150及PS-CAR光阻170可加熱以加速擴散步驟720。例如：基板150可加熱至約30^o C至約130^o C間的溫度範圍少於120秒。在顯示於圖5A的一個實施例中，基板810置於熱板820上，且施加熱830於基板810，以使光敏劑（PS）擴散720發生。在微影軌道系統中，這可於備有熱板820的傳統烘烤模組800上執行。

在另一個實施例中，如圖5B所示，對流加熱模組900可加以使用，以藉由在基板910表面流動加熱的流體930加熱置於基板支架920上的基板910。

在又一個實施例中，如圖5C所示，輻射加熱模組1000可加以使用，以使用一個或多個電磁（EM, electromagnetic）輻射源1040引導輻射1030至基板1010而進行加熱，加熱置於基板支架1020的基板1010。EM輻射源可包括可見光、UV光、紅外光、或微波輻射源、或其組合。該EM輻射源可包括寬頻帶閃光燈、發光二極體；雷射、紫外光（UV, ultraviolet）閃光燈、或微波源。基板1010可掃掠EM輻射源1040下方，或輻射源本身可掃掠、或兩者，以達到均質的EM曝光過程及基板加熱。

因為PS-CAR光阻加熱有潛力可誘導擴散、去保護、及淬滅由第一EUV圖案化曝光過程產生酸的現像，所以其有潛力影響最終的解析度和靈敏度。例如：加熱的溫度和持續時間需要最佳化，以在有害的酸擴散（亦即第一EUV圖案化曝光過程中產生的酸）及有益的光敏劑（PS）擴散之間找到一個平衡，以減輕EUV散射雜訊及改善線寬粗糙度（LWR）。

在針對藉由加熱PS-CAR光阻擴散光敏劑（PS）之實施例改善的另一實施例中，光敏劑（PS）化學成分可針對低熱活化能量加以選擇，且選擇的酸化學成分將需要較高的熱活化能量。建立此關係的一個可能的方式係使用相對低分子量的光敏劑（PS），其具有小因而更可移動的分子；且相反地從光酸產生劑（PAG）產生相對高分子量的酸。具備這種關係，該光敏劑（PS）的相對高移動性在相對溫和的烘烤加工中將允許充分的擴散，例如：在約30^o C至約70^o C的溫度範圍，且酸濃度剖面圖沒有受到太多影響，因此沒有由於受第一EUV圖案化曝光過程產生的酸擴散而導致解析度喪失，且仍然非常有效地藉由擴散光敏劑（PS）減輕EUV散射雜訊。

在另一個擴散光敏劑（PS）的實施例中，光敏劑（PS）化學成分可選擇具有揮發性的成分，其於光敏劑（PS）形成期間其將揮發，因此產生將暫時且局部地增加光敏劑反應位置周圍自由體積的氣態副產物，允許光敏劑（PS）於該氣態副產物從PS-CAR光阻放出之前在一小局部距離擴散。因為沒有包含加熱且因此沒有對於酸去保護事件的熱驅動器，此實施例降低酸去保護事件且解析度及靈敏度喪失的機會。

在又一個擴散光敏劑（PS）的實施例中，如圖6所示，為了暫時增加PS-CAR光阻中的自由體積以允許光敏劑（PS）的擴散以減輕EUV散射雜訊，基板1110曝露於液態溶劑1145或溶劑蒸汽（未顯示），或兩者。溶劑曝光模組1100，如設置在光微影軌道系統的溶劑曝光模組，係配備有建構以接收基板1110的基板支架1120。由液態溶劑供應裝置1140供應的液態溶劑可從噴嘴1142分配或噴塗至基板1110上，基板1110可選擇性地於分配或噴塗期間使用旋轉工具1125加以旋轉。對於溶劑蒸汽曝露過程，設置一封閉室1115，溶劑蒸汽（未顯示）係由溶劑蒸汽供應裝置1150供給進入封閉室1115。在一實施例中，基板可交替地曝露至液態溶劑及溶劑蒸汽兩者，其中此週期性的曝露過程減少PS-CAR光阻的全面（永久性）膨脹，且於多次曝露至液態溶劑期間給予光敏劑（PS）擴散多重機會，因此減輕EUV散射雜訊。

可以蒸汽形式使用的溶劑之例子包括：n-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲亞碸（DMSO）、及二丙二醇二甲醚（dipropylene glycol dimethyl ether）、異丙醇、或其兩種或更多種的混合物。可於液體形式使用的溶劑之例子包括：丙二醇甲醚醋酸酯（PGMEA, propylene glycol monomethyl ether acetate）、環己酮、加馬丁內酯、甲基戊基酮、乳酸乙酯、乙酸正丁酯、甲基異丁基酮（MIBK）、苯甲醚、2-庚酮、及四甲基氫氧化銨（TMAH）之水溶夜、水、甲醇、4-甲基-2-戊醇、異丙醇、乙醇、丙醇、丁醇、或其兩種或更多種的混合物。

在溶劑曝露過程的同時，基板1110亦可從約20^o C加熱至約100^o C的溫度，以進一步促進光敏劑（PS）擴散過程。加熱可藉由嵌入於基板支架1120內的加熱器來實現，或更普遍地以任何如圖5A-C所顯示的加熱工具來實現。溶劑蒸汽壓力可於該過程期間使用連接到封閉室1115的真空泵（未顯示）維持在約5毫托至約100毫托。在另一個實施例中，在該過程對於選擇的溶劑在選擇的溫度，溶劑蒸汽壓力可維持在飽和蒸汽壓。

在另一個實施例中，單獨的真空曝露過程可用以在PS-CAR光阻內對於光敏劑（PS）擴散促進自由體積的產生，如圖7所示。真空模組1200用以圍起安置在封閉室1215內基板支架1220上的基板1210，且真空泵1260用來抽空封閉室1215至從約0.1毫托至約500毫托的壓力，或更好的話，抽空到約5毫托至約100毫托，其足夠允許光敏劑（PS）擴散以減輕EUV散射雜訊。

精於相關技術之人士可理解，根據上述教示，許多修改和變化是可能的。精於本項技術之人士將辨識對於顯示於圖中各種元件之各種等效組合及代換。因此，本發明的範圍不是由此詳細說明限定，而是由隨附申請專利範圍限定。

【元件符號說明】
100‧‧‧圖表
101‧‧‧第一EUV圖案化曝光過程
110‧‧‧酸濃度剖面圖
120‧‧‧光敏劑濃度剖面圖
150‧‧‧基板
160‧‧‧底層
170‧‧‧PS-CAR光阻
180‧‧‧遮罩
190‧‧‧第一光波長
200‧‧‧圖表
201‧‧‧第二整片曝光過程
210‧‧‧酸濃度剖面圖
220‧‧‧光敏劑濃度剖面圖
290‧‧‧第二光波長
310‧‧‧酸濃度剖面圖
320‧‧‧光敏劑濃度剖面圖
410‧‧‧酸濃度剖面圖
510‧‧‧酸濃度剖面圖
520‧‧‧光敏劑濃度剖面圖
610‧‧‧酸濃度剖面圖
700‧‧‧流程圖
800‧‧‧烘烤模組
810‧‧‧基板
820‧‧‧熱板
830‧‧‧熱
900‧‧‧對流加熱模組
910‧‧‧基板
920‧‧‧基板支架
930‧‧‧加熱的流體
1000‧‧‧輻射加熱模組
1010‧‧‧基板
1020‧‧‧基板支架
1030‧‧‧輻射
1040‧‧‧電磁輻射源
1100‧‧‧溶劑曝光模組
1110‧‧‧基板
1115‧‧‧封閉室
1120‧‧‧基板支架
1125‧‧‧旋轉工具
1140‧‧‧液態溶劑供應裝置
1142‧‧‧噴嘴
1145‧‧‧液態溶劑
1150‧‧‧溶劑蒸汽供應裝置
1200‧‧‧真空模組
1210‧‧‧基板
1215‧‧‧封閉室
1220‧‧‧基板支架
1260‧‧‧真空泵

依照本發明的一個實施例，圖1A及1B顯示例示性的光敏劑和酸濃度剖面圖，及在PS-CAR圖案化加工中EUV圖案化曝光步驟後的元件橫剖面。

依照本發明的一個實施例，圖1C及1D顯示例示性的光敏劑和酸濃度剖面圖，及在PS-CAR圖案化加工中整片曝光步驟後的元件橫剖面。

依照本發明的一個實施例，圖2A及2B顯示在PS-CAR圖案化加工整片曝光步驟之前及之後具有圖示之未減輕EUV散射雜訊效應的例示性光敏劑和酸濃度剖面圖。

依照本發明的一個實施例，圖3A顯示在EUV散射雜訊減輕步驟之前及之後的例示性光敏劑濃度剖面圖，及在PS-CAR圖案化過程中EUV散射雜訊減輕步驟後的酸濃度剖面圖。

依照本發明的一個實施例，圖3B顯示在PS-CAR圖案化過程中EUV散射雜訊減輕步驟之後且整片曝光過程步驟後的例示性酸濃度剖面圖。

依照本發明的一個實施例，圖4顯示對於PS-CAR圖案化過程之程序流程圖。

圖5A、B、C顯示根據本發明的實施例熱板基板加熱、對流基板加熱、及藉曝露至電磁輻射加熱的例示性實施例。

根據本發明的一個實施例，圖6顯示基板溶劑曝露步驟的一個例示性實施例。

根據本發明的一個實施例，圖7顯示基板真空曝露步驟的一個例示性實施例。

Claims

一種處理基板的方法，包含：接收基板，該基板包含：一底層，位於該基板上，及一輻射敏感材料層，位於該底層上，該輻射敏感材料層包含：一第一光波長活化閾值，其在該輻射敏感材料層中控制酸生成至一第一酸濃度，及在該輻射敏感材料層中控制光敏劑分子的產生；及一第二光波長活化閾值，其在該輻射敏感材料層中可激發該光敏劑分子，致使該酸包含比該第一酸濃度高的一第二酸濃度，該第二光波長不同於該第一光波長；通過一圖案化的遮罩曝露一第一波長的光到該輻射敏感材料層上，該第一波長的光包含EUV光譜中的一波長；於通過一圖案化的遮罩曝露一第一波長的光之該步驟期間，擴散產生於該輻射敏感材料層中的光敏劑分子，以降低該輻射敏感材料層中緣於EUV散射雜訊的不均勻性；及整片曝露一第二波長的光至該輻射敏感材料層，該第二波長的光包含不同於該第一波長的光的一波長。
如申請專利範圍第1項的處理基板的方法，更包含：在該整片曝露一第二波長的光的步驟之後選擇性地加熱該基板；顯影該輻射敏感材料層；及使用該顯影的輻射敏感材料層為一遮罩，蝕刻、植入或改質該底層。
如申請專利範圍第1項的處理基板的方法，其中擴散產生於該輻射敏感材料層中的光敏劑分子的該步驟包含加熱該基板。
如申請專利範圍第3項的處理基板的方法，其中加熱該基板的該步驟包含使用一對流熱源，或藉由曝露至從一電磁輻射源而來的電磁輻射加熱在一熱板上的該基板。
如申請專利範圍第4項的處理基板的方法，其中該電磁輻射包含可見光、UV、紅外光、或微波輻射、或其組合。
如申請專利範圍第4項的處理基板的方法，其中該電磁輻射源係一寬頻帶閃光燈、一發光二極體；一雷射、一紫外光（UV）閃光燈、或一微波光源。
如申請專利範圍第3項的處理基板的方法，其中該基板係加熱至從約30^o C到約130^o C的溫度不超過120秒的時間。
如申請專利範圍第1項的處理基板的方法，其中該輻射敏感材料層更包含一光酸產生劑（PAG），其中該光酸產生劑（PAG）具有比該光敏劑分子的熱活化能量高的一熱活化能量。
如申請專利範圍第1項的處理基板的方法，其中擴散產生於該輻射敏感材料層中的光敏劑分子的該步驟之一個或多個參數被最佳化，以增進和EUV散射雜訊相關連的線寬粗糙度（LWR），且使產生於該通過一圖案化的遮罩曝露一第一波長的光之步驟內的酸的擴散最小化。
如申請專利範圍第1項的處理基板的方法，其中擴散產生於該輻射敏感材料層中的光敏劑分子之該步驟包含曝露該輻射敏感材料層於一液態溶劑或一溶劑蒸汽其中至少一者。
如申請專利範圍第10項的處理基板的方法，其中該溶劑蒸汽包含一溶劑，選自由n-甲基吡咯烷酮（NMP）、二甲亞碸（DMSO）、及二丙二醇二甲醚（dipropylene glycol dimethyl ether）、異丙醇、或其二者以上混合物所組成之群組。
如申請專利範圍第10項的處理基板的方法，其中該液體溶劑包含一溶劑，選自由丙二醇甲醚醋酸酯（PGMEA, propylene glycol monomethyl ether acetate）、環己酮、加馬丁內酯、甲基戊基酮、乳酸乙酯、乙酸正丁酯、甲基異丁基酮（MIBK）、苯甲醚、2-庚酮、及四甲基氫氧化銨（TMAH）之水溶夜、水、甲醇、4-甲基-2-戊醇、異丙醇、乙醇、丙醇、丁醇、或其二者以上混合物所組成之群組。
如申請專利範圍第10項的處理基板的方法，其中擴散產生於輻射敏感材料層中的光敏劑分子之該步驟包含將該輻射敏感材料層複數次交替曝露至該液態溶劑及該溶劑蒸汽。
如申請專利範圍第10項的處理基板的方法，其中於曝露該輻射敏感材料層至一溶劑蒸汽期間，該基板維持於從約20^o C至約100^o C的溫度。
如申請專利範圍第10項的處理基板的方法，其中於曝露該輻射敏感材料層至一溶劑蒸汽期間，壓力維持於從約5毫托至約100毫托。
如申請專利範圍第10項的處理基板的方法，其中於曝露該輻射敏感材料層至一溶劑蒸汽的步驟期間，對於在曝露至該溶劑蒸汽期間選定的溫度，壓力係維持於該溶劑之飽和蒸汽壓。
如申請專利範圍第1項的處理基板的方法，其中擴散產生於輻射敏感材料層中的光敏劑分子的該步驟包含曝露該輻射敏感材料層至一真空環境。
如申請專利範圍第17項的處理基板的方法，其中該真空環境的壓力係維持於從約0.1毫托至約500毫托。
如申請專利範圍第17項的處理基板的方法，其中該真空環境的壓力係維持於從約5毫托至約100毫托。
如申請專利範圍第1項的處理基板的方法，其中擴散產生於輻射敏感材料層中的光敏劑分子的該步驟，包含藉由該輻射敏感材料層的一揮發的化學成分的釋放，造成該輻射敏感材料層體積的增加。