TW202125107A - 狹窄溝槽的形成方法 - Google Patents

狹窄溝槽的形成方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202125107A
TW202125107A TW109132292A TW109132292A TW202125107A TW 202125107 A TW202125107 A TW 202125107A TW 109132292 A TW109132292 A TW 109132292A TW 109132292 A TW109132292 A TW 109132292A TW 202125107 A TW202125107 A TW 202125107A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
substrate
solubility
pattern
forming
layer
Prior art date
Application number
TW109132292A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI854032B (zh
Inventor
安東 德維利耶
約迪 格熱希科維亞克
丹尼爾 富爾福德
理查 A 法雷爾
傑佛瑞 史密斯
Original Assignee
日商東京威力科創股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 日商東京威力科創股份有限公司 filed Critical 日商東京威力科創股份有限公司
Publication of TW202125107A publication Critical patent/TW202125107A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI854032B publication Critical patent/TWI854032B/zh

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/16Coating processes; Apparatus therefor
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0035Multiple processes, e.g. applying a further resist layer on an already in a previously step, processed pattern or textured surface
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/30Imagewise removal using liquid means
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/40Treatment after imagewise removal, e.g. baking
    • G03F7/405Treatment with inorganic or organometallic reagents after imagewise removal
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274Photolithographic processes

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

提供一種在一基板之上形成一圖案的方法。該方法包含形成一第一層在該基板之一下伏層之上,其中該第一層被圖案化以有著一第一結構。該方法亦包含沉積一接枝材料在該第一結構之側表面之上,其中該接枝材料包含一溶解度偏移材料。該方法進一步包含以一預定距離將該溶解度偏移材料擴散進入鄰接該溶解度偏移材料的一相鄰結構之中,其中該溶解度偏移材料將在一顯影劑之中的該相鄰結構之溶解度加以改變,並且使用該顯影劑將該相鄰結構之可溶部份移除,俾以形成一第二結構。

Description

狹窄溝槽的形成方法
[相關申請案的交互參照] 此揭露主張以下優先權:美國臨時專利申請案第62/902434號,申請於西元2019年9月19日,藉由引用將其全部納入於此。
此揭露案關聯於微製造,包含積體電路之微製造以及將半導體基板圖案化所涉及之製程。
在材料處理方法(例如光微影術)之中,產生圖案化層通常涉及將輻射敏感材料(如光阻)之一薄層塗佈在一基板之上表面。此輻射敏感材料被轉化為一圖案化遮罩,其可被用以將一圖案蝕刻或轉移至在一基板之上的一下伏層之中。輻射敏感材料之圖案化通常涉及以一輻射源經由一光罩(以及相關的光學元件)曝光至例如使用一光微影系統的該輻射敏感材料之上。此曝光產生了在該輻射敏感材料之內的一潛影圖案,其可接著被顯影。顯影指涉將一部份的輻射敏感材料溶解並且移除,俾以產生一表面形貌或浮雕圖案。舉例而言,顯影可包含使用一顯影溶劑將以下者移除:該輻射敏感材料之照光區域(如正光阻之例子中)、或者未照光區域(如在負光阻之例子中)。該浮雕圖案可接著用作一遮罩層。
本揭露案關聯於在一基板之上形成一圖案。
第一態樣係一種在一基板之上形成一圖案之方法。該方法包含在該基板之一下伏層之上形成一第一層,並且該第一層被圖案化為有著一第一結構。一接枝材料被沉積在該第一結構之側表面之上,並且該接枝材料包含一溶解度偏移材料。該溶解度偏移材料係以一預定距離擴散進入鄰接該溶解度偏移材料的一相鄰結構之中,並且該溶解度偏移材料將在一顯影劑之中的該相鄰結構之溶解度加以改變。使用該顯影劑將該相鄰結構之可溶部份移除,以形成一第二結構。
在若干實施例之中,該第一結構包含該第一層之一第一開口。該相鄰結構可係該第一層之一部份,並且該第一層可包含一光阻材料。該第二結構包含該第一層之一第二開口,其中該第二開口之一潛影圖案係藉由在擴散該溶解度偏移材料之前的該第一層對光化輻射之圖案化曝光加以形成。在一示例之中,該溶解度偏移材料使得該相鄰結構不溶於該顯影劑,並且該第一開口與第二開口間隔至少該預定距離。在另一示例之中,該溶解度偏移材料使得該相鄰結構可溶於該顯影劑,並且該第一開口與該第二開口結合。
在若干實施例之中,該第一結構包含了一心軸或一線段。該相鄰結構可係該第一層之一部份。沉積該接枝材料係藉由使用有著該接枝材料的一溶液塗佈該基板加以完成,其中該接枝材料係沉積在該基板之全部未覆蓋表面之上。在擴散該溶解度偏移材料之後,該方法可進一步包含自該基板移除該接枝材料,並且沉積一光阻材料在該基板上方以形成該第二結構之一潛影圖案,其中該光阻材料鄰接該第一結構。舉例而言,該溶解度偏移材料可使得該填充材料之鄰接部份可溶於該顯影劑,並且該第一結構可與該第二結構間隔至少該預定距離。
在若干實施例之中,該第一結構包含一心軸或一線段,並且該相鄰結構可係在沉積該接枝材料之後沉積在該基板之上的一光阻材料。
第二態樣係一種在一基板之上形成一圖案的方法。該方法包含形成一圖案化第一層在該基板之一下伏層之上,其中該圖案化第一層包含一第一材料並且該下伏層包含化學上不同於該第一材料的一第二材料。該圖案化第一層有著一第一結構。一接枝材料係沉積在該基板之上,並且該接枝材料選擇性附著於該第一結構之未覆蓋表面。該接枝材料包含一溶解度偏移材料。一填充材料被沉積在該基板之上,並且該填充材料鄰接該接枝材料。該溶解度偏移材料以一預定距離擴散進入該填充材料之一鄰接部份之中,並且該溶解度偏移材料改變了在一顯影劑之中的該填充材料之鄰接部份之溶解度。該填充材料之可溶解部份係使用該顯影劑加以移除,使得該填充材料之剩餘部份形成一第二結構。
在若干實施例之中,該溶解度偏移材料使得該填充材料之鄰接部份可溶於該顯影劑,並且該第一結構與該第二結構間隔至少該預定距離。在替代實施例之中,該溶解度偏移材料使得該填充材料之鄰接部份不溶於該顯影劑,並且該第一結構係與該第二結構接觸。
在若干實施例之中,該溶解度偏移材料包含了一熱酸產生劑,並且該方法可能進一步包含在將該溶解度偏移材料擴散進入該擴散材料之前,藉由熱將該熱酸產生劑活化。在若干實施例之中,該溶解度偏移材料包含了一光酸產生劑,並且該方法可能進一步包含在擴散該溶解度偏移材料進入該填充材料之前,以光化輻射活化該光酸產生劑。舉例而言,該光化輻射可藉一光罩加以實施,使得該溶解度偏移材料係藉由光化輻射之圖案化曝光加以活化。在若干實施例之中,該溶解度偏移材料包含了將酸中和的鹼。
在若干實施例之中,該填充材料包含了一光阻材料。該方法可能進一步包含在將該溶解度偏移材料擴散進入該填充材料中之前,在該光阻材料之中藉由光化輻射之圖案化曝光形成該第二結構之一潛影圖案。在若干示例之中,該潛影圖案可能與該光阻材料之鄰接部份重疊。
在若干實施例之中,該第一結構包含了一心軸或一線段。該心軸或該線段可能在該接枝材料沉積於該基板上之前加以硬化。
第三態樣係一種在一基板之上形成一圖案的方法。該方法包含形成一圖案化第一層在該基板之一下伏層之上,並且該圖案化第一層有著一第一結構。一接枝材料被沉積於該基板之上,並且該接枝材料選擇性附接於該第一結構之未覆蓋表面,導致在該第一結構之側壁之上的該接枝材料之一預定厚度。一第二結構係由一光阻形成在該基板之上,並且該第二結構鄰接該接枝材料。該接枝材料被移除,使得該第一結構與該第二結構間隔了相對應於該預定厚度的一距離。
以下揭露內容提供了許多不同的實施例、或示例,用於實作所提供申請標的之不同特徵。構件及佈置的特定示例在以下加以敘述,俾以簡化本揭露。當然,這些僅係示例且不旨在限制。舉例而言,在後續的敘述之中的在一第二特徵部上方或之上的一第一特徵部的形成可能包含在其中該第一及該第二特徵部以直接接觸加以形成的實施例,並且可能亦包含在其中額外的特徵部可能被形成在該第一及第二特徵部之間的實施例,使得該第一及第二特徵部可能未直接接觸。此外,本揭露可能將在各種不同示例之中的參考標號及/或字母加以重複。此重複係為了簡化及清晰之目的,且其自身不決定在所討論的各種不同實施例及/或配置之間的關係。進一步,空間相對術語,如「頂」、「底」、「之下」、「下方」、「下」、「上方」、「上」及類似者,可能在此為了敘述的簡易加以使用於描述如在圖示之中所繪示了元件或特徵部與另外的元件或特徵部的關係。除了在該等圖示之中顯示的方向之外,空間相對術語旨在包含在使用或作業之中的裝置的不同方向。該等器材可能係面向其他方向(旋轉90度或者在其他的方向)並且在此使用的空間相對敘詞可能因此相似地加以詮釋。
如在此敘述的不同步驟之討論順序已為了清晰之目的加以呈現。通常而言,這些步驟可藉任何合適的順序加以實施。再者,儘管該等不同特徵部、技術、配置等等的每一者在此可能在本揭露的不同位置加以討論,但本文旨在使該等概念的每一者可彼此獨立或彼此結合地加以實施。因此,本發明可藉許多不同方式加以實現及審視。
以次解析度節距列印特徵部的一種方式,係以鬆弛節距在二個遮罩之間將圖案分拆並且在後續的微影術以及蝕刻步驟之中再結合。然而,此方式可能遭受疊覆誤差以及邊緣位置錯誤(EPE)。此方式的一個劣勢係將一圖案化分拆至二個曝光及蝕刻使產出率減少。第二個劣勢係來自多重圖案化的失準。反間隙物法係不受解析度限制的一自對準製程,其同時處理了這兩個挑戰。此外,對於反間隙物形成的在此敘述的相似技術可被用於「跳移趨近(snap to)」及「跳移遠離(snap away)」技術。跳移技術亦藉由對邊緣組使用一活性物種而減少疊覆的效果。
反間隙物技術使用一活性物種的擴散長度俾以界定一臨界尺度(CD),產生例如一狹窄溝槽或者一槽接觸窗。此CD可經由活性物種之分子量修改、活性物種之分子結構、以及烘烤溫度/時間加以調整。如果該活性物種可藉著經由一遮罩的曝光或選擇性沉積而空間地加以控制,接著取代狹窄溝槽,一狹窄槽接觸窗可被形成。產生一狹窄槽接觸窗的另一方式係在一狹窄溝槽之形成之後使用一保持/切割遮罩。然而,此技術引介了另一微影曝光及膜堆疊。在此揭露之中為了說明之簡易性,示例將專注在如該活性物種的酸之使用。
本文的技術包含了用於圖案化基板的製造流程,其使用溶解度偏移材料之擴散長度以在鄰近結構或開口之間形成狹窄溝槽或提供緩衝(亦即,形成槽接觸窗)。本文的技術包含形成具有一第一結構的一圖案化第一層、將包含一溶解度偏移材料的一接枝材料沉積在該第一結構之側表面之上、將該溶解度偏移材料擴散進入一相鄰結構、以及將該相鄰結構之可溶部份移除。藉由控制該擴散條件及期間,一個次解析度CD可被界定並且被利用於「跳移趨近」或「跳移遠離」技術。
圖1係根據本揭露之若干實施例,用於在一基板之上形成一圖案的一方法100之流程圖。該方法100始於步驟S101,其中一第一層被形成在該基板之一下伏層之上,並且被圖案化俾以具有一第一結構。舉例而言,該第一結構可包含該第一層之一心軸/線段(例如圖3-6及9-10)或一開口(例如圖7-8)。
在步驟S102,包含一溶解度偏移材料的一接枝材料被沉積在該第一結構之側表面之上。在若干實施例之中,該接枝材料選擇性附接於該第一結構線段之未覆蓋表面(如圖3-6)。在其他實施例之中,該接枝材料以非選擇性方式沉積在該基板之所有未覆蓋表面之上(例如,圖7-10)。舉例而言,該接枝材料可能被沉積在一開口之側表面及一底面之上,以及在該圖案化第一層之頂面之上(例如圖7-8)。在另一示例之中,該接枝材料可被沉積在一心軸之側表面及一頂面之上,以及在該下伏層之頂面之上(例如圖9-10)。
在步驟S103及S104,該溶解度偏移材料係以一預定距離擴散進入鄰接該溶解度偏移材料的一相鄰結構之中,並且該相鄰結構之可溶部份接著使用顯影劑移除俾以形成一第二結構。該溶解度偏移材料被設計以改變在一特定顯影劑之中的該相鄰結構之溶解度。在若干實施例之中,該溶解度偏移材料使得該相鄰結構可溶於該特定顯影劑,使得該第一結構與該第二結構間隔至少該預定距離(例如圖3-6及9-10)。在若干實施例之中,該溶解度偏移材料使得該相鄰結構不溶於該特定顯影劑,使得該第一結構係與該第二結構接觸(例如圖5-6)。在若干實施例之中,該溶解度偏移材料使得該相鄰結構可溶於該特定顯影劑,使得該第一結構與該第二結構接觸(例如圖7-8)。在若干實施例之中,該溶解度偏移材料使得該相鄰結構不溶於特定顯影劑,使得該第一結構與該第二結構間隔至少該預定距離(圖7-8)。再者,在若干實施例之中,該溶解度偏移材料可能先於步驟S103加以活化。
仍參考步驟S103及S104,該相鄰結構係在一示例之中的該第一層之一部份,於該示例中該第一結構係該第一層之一開口(例如,圖7-8)。作為結果,該第二結構可係一第二開口,其係與該第一開口間隔或者與其接觸。在該第一結構係一心軸或者一線段之另一示例之中,該相鄰結構可能係在沉積該接枝材料之後沉積在該基板之上的該第一層之一部份(例如圖9-10)或者係一光阻材料層(例如圖3-6)。事實上,該方法100包含至少11個實施例(例如圖3-10),顯示了各種不同製造流程,其每一者將在後文加以詳細解釋。
圖2係根據本揭露之若干實施例之中用於在一基板之上形成一圖案的一方法200之流程圖。該方法200可包含在圖1之中的該方法100之至少六個實施例(例如圖3-6)。在步驟S201,一圖案化第一層被形成在該基板之一下伏層之上。該圖案化第一層包含一第一材料,並且該下伏層包含了化學上不同於該第一材料的一第二材料。該圖案化第一層亦可有著一第一結構,例如一心軸或一線段。舉例而言,該心軸可由一第一光阻材料加以製成。應注意到,方法200的討論將專注於一第一光阻材料及一心軸,但該第一材料可能亦係一硬遮罩材料,並且該第一結構可能包含其他結構。
在步驟S202,包含一溶解度偏移材料的一接枝材料係沉積在該基板之上,其中該接枝材料選擇性附接於該第一結構之未覆蓋表面。該接枝材料(亦稱為刷子(brush))係有著一附著基的一聚合物或短鍊聚合物。基於所選擇的一特定頭部基,該接枝材料可附接於特定材料之表面,而不附接於其他材料之表面。該接枝材料可係一自組裝單層(SAM)。在若干實施例之中,該接枝材料最好比以烴鍊配製者更有聚合性。該接枝材料可藉由懸塗沉積、物理氣相沉積、或其他方式加以塗佈。在若干實施例之中,在一特定接枝材料的沉積之後,一烘烤製程被執行。該烘烤步驟將該接枝材料鍊接至該第一光阻材料,而不鍊接至該下伏層。未鍊接材料(如底板材料)可接著使用一溶劑剝膜製程加以移除。該接枝材料之其他側可包含一官能基,如一熱酸產生劑(TAG)、一光酸產生劑(PAG)、一鹼、或另一溶解度偏移材料。
在步驟S203,一填充材料被沉積在該基板之上,其中該填充材料鄰接該接枝材料。舉例而言,該填充材料之一保護膜(overcoat)可被沉積在該圖案化第一層上方。該填充材料可係對溶解度偏移材料為反應性的一第二光阻材料或另一填充材料。在若干實施例之中,該填充材料實質上被選擇為與酸反應,俾以在一顯影劑之中成為可溶的。主要在此揭露之中使用的該填充材料之一示例係有著與酸反應的一保護基的一聚合物,俾以在一給定顯影劑之中成為可溶的。
在步驟S204,該溶解度偏移材料係以一預定距離擴散進入該填充材料之一鄰接部份,使得該溶解度偏移材料將在一特定顯影劑之中的該填充材料之鄰接部份之溶解度加以改變。在步驟S205,該填充材料之可溶部份使用該顯影劑加以移除,使得該填充材料之剩餘部份形成一第二結構。在若干實施例之中,該溶解度偏移材料使得該填充材料之鄰接部份可溶於該顯影劑。作為結果,該第一結構與該第二結構間隔至少該預定距離。在其他實施例之中,該溶解度偏移材料使得該填充材料之鄰接部份不溶於該顯影劑,使得該第一結構係與該第二結構接觸。另外,在若干示例之中,將該溶解度偏移材料活化的一活化步驟可能先於步驟S204加以執行。
圖3顯示根據本揭露之實施例的一基板300在使用一TAG圖案化形成之各種不同中間步驟處的示意橫剖面圖及頂視圖。特別地,圖3顯示使用有著為一TAG的一官能基的一接枝材料形成狹窄溝槽及槽接觸窗的一種方法,並且可係在圖2之中的該方法200的一實施例。因此,若干敘述已在上文提供並且將在此為了簡易性目的加以省略。
圖3A’-3E’係該基板300之頂視圖,並且圖3A-3E係在z方向之中沿線切割Aa-Ee所取的相對應橫剖面圖。如在圖3A之中所示,一圖案化第一層310被形成在該基板300之一下伏層301之上。該圖案化第一層310包含一第一結構,如心軸311。舉例而言,圖3A及3A’可顯示在一第一光阻層之曝光及顯影之後的一輸入的表面形貌圖案。應注意到,光阻被用作本文的主要示例,但該初始圖案可係光阻或諸如一硬遮罩材料之其他材料。
在圖3B及3B’之中,一接枝材料321被選擇性沉積在該心軸311之未覆蓋表面之上。作為結果,接枝材料321附接於該心軸311之頂面311’及側面311’’,而不附接於該下伏層301之未覆蓋頂面301’。對應於在圖2之中步驟S202的該接枝材料,該接枝材料321包含該TAG作為一例示溶解度偏移材料。
在圖3C及3C’之中,一填充材料331被沉積在該基板之上,俾以形成一保護膜在該心軸311上方。相似地,該填充材料331可係有著一保護基的一聚合物,其與酸反應以在一給定顯影劑之中變得更加可溶的。旋塗係用以沉積如此保護膜的一常見方式,並且所得的保護膜將通常不僅填充空隙,但亦完全覆蓋該第一圖案化第一層。該保護膜可能被平面化(如所示般平坦)或者非平面化(未顯示)。進一步,該填充材料應有效地不含溶解度偏移材料,意味著該填充材料不包含溶解度偏移材料或者包含量不足以減少溶解度改變的溶解度偏移材料。
在圖3D及3D’,包含在該接枝材料321之中的該TAG,以一預定距離擴散進入該填充材料341之一鄰接部份,使得該TAG改變了在該顯影劑之中該填充材料之鄰接部份之溶解度。在若干實施例之中,一烘烤步驟被執行,其使得該酸擴散進入該填充材料311,使得此擴散部份341可溶。在該酸已與填充材料331反應至一選擇距離之後,基板300可在一仍較高的溫度下加以烘烤,俾以將該心軸311之中的一交聯劑分解,以進一步減少該心軸311之溶解度。舉例而言,用於一特定光阻的一曝光後烘烤(PEB)可係大約90℃,而一TAG可在120-130℃之間被活化並且擴散。一給定的交聯劑可使用150-160℃的一烘烤加以活化。在若干實施例之中,一TAG應被選擇為不在該初始圖案形成(亦即該圖案化第一層310)之該PEB期間分解。根據若干實施例,該交聯劑不應分解,直到在PEB及TAG烘烤二者之後。
在此示例之中,該TAG使得該填充材料341之該鄰接部份可溶於該顯影劑。作為結果,該填充材料341之鄰接部份係在圖3E及3E’之中加以移除。具體而言,一顯影步驟被執行而移除該填充材料341之可溶部份(亦即鄰接部份)。這在心軸311之側面311’’之上留下一狹窄溝槽351,使得該第一結構(亦即心軸311)與一第二結構(亦即剩餘的填充材料331)間隔至少該預定距離。任何的後續圖案化可接著被繼續,例如將該狹窄溝槽之一部份加以遮罩俾以選擇性轉移至一下伏層。
圖4顯示根據本揭露之實施例的使用一PAG的圖案形成之各種不同中間步驟處的一基板400之示意橫剖面圖及頂視圖。相似於圖3,圖4顯示使用有著為PAG的一官能基的一接枝材料形成狹窄溝槽及槽接觸窗的一種方法,並且亦可係在圖2之中的該方法200的一實施例。與一TAG相比,一PAG係更熱穩定的並且可藉由光化輻射之控制曝光而提供空間控制。
相似地,圖4A’-4F’係基板400之頂視圖,並且圖4A-4F係在z方向沿線切割A’a’-E’e’所取的相對應橫剖面圖。圖4A及4A’顯示有著心軸411在一下伏層401之上的一圖案化第一層410。圖4B及4B’顯示一接枝材料421(包含一PAG)至該心軸411的附著。圖4C及4C’顯示一填充材料431之保護膜。在圖4D及4D’之中,一圖案化光微影曝光被執行於定位在基板400上方的一光罩441處。該箭頭代表了入射光,例如紫外光。在圖4E及4E’之中,一烘烤步驟造成產生自該曝光的酸以一預定距離擴散進入該填充材料451。此預定距離係依所產生酸的量、烘烤時間、及烘烤溫度(例如)而改變,俾使該距離可被準確地控制。圖4F及4F’顯示在一顯影步驟之後的狹窄槽(例如狹窄溝槽)形成461。
圖5-8繪示實施例,其可為在圖2之中的方法200之實施例,用於使用官能接枝材料(例如TAG、PAG、或鹼)以縱使有疊覆誤差或光微影失準的情況在結構之間或開口之間產生空隙(例如狹窄溝槽)或者連接(例如槽接觸窗)。因此,若干敘述已提供於上文,並且將於此為了簡易性之目的加以省略。
圖5顯示根據本揭露之若干實施例在圖案形成之各種不同中間步驟處的一基板500之示意3D圖及頂視圖。圖5A顯示在基板500之一下伏層501之上的一輸入圖案化線段(結構)511,其相對應於在方法200之中的該第一結構。在此示例之中,線段511係以一第一光阻材料製成並且以光微影法形成。此線段511可使用一正性顯影劑(PTD)加以顯影。在形成之後,直流疊加(DCS)的一製程步驟可被執行,俾以將光阻線段511硬化以避免其變得可溶。在一電漿室之中,藉由將負直流功率耦合至該電漿室之一上電極,DCS可被完成,俾以產生一通量的彈道電子,其撞擊基板500。所以,線段511之暴露表面(包含一個頂面511’及二個側面511’’)在物理性質有所改變,變得不溶於溶劑,並且形成圍繞線段511的新的一膜513。在該DCS製程期間,交聯可能發生在膜513之內。此外,諸如熱冷卻、氣相冷卻、及相似者的其他處理亦可加以利用。
接著,在圖5B之中,有著一酸官能基的一接枝材料521被塗佈在線段511之上(或者更精確而言,在膜513之上)。接著,在圖5C之中,一第二光阻材料531可加以沉積。在圖5D之中,基板500被曝光於光化輻射之一第二圖案。該光化輻射(以箭頭表示)係經由定位在基板500上方的一光罩543加以施加,使得一潛影第二圖案(未顯示)加以形成在第二光阻材料531之內。該酸官能基接著被活化並且擴散進入第二光阻材料531一預定距離,俾以形成一擴散層541。在擴散層541之內,該酸將已接收足夠酸的第二光阻531之溶解度加以改變。於此,該酸使得擴散層541係可溶的。在該酸官能基係一TAG的一實施例之中,一烘烤步驟為了活化及擴散而加以執行。在該酸官能基係一PAG的另一實施例之中,一光化輻射(例如,在第二光阻材料531對其不敏感之特定波長下的泛光式曝光或者圖案化曝光)為了活化及用於擴散的一後續烘烤而加以實施。
在圖5E之中,該第二圖案被顯影(例如使用一PTD),以移除第二光阻層531之可溶部份,包含擴散層541。結果,一第二結構551係藉由剩餘不可溶第二光阻材料531加以形成。進一步,一空隙553被形成在第一結構511及第二結構551之間。在若干實施例之中,接枝材料521可能被移除以進一步如圖5F所示將空隙553增寬。
圖5M及5N分別係圖5D及5E之頂視圖。在圖5M之中,箭頭表示該擴散製程,而虛線表示曝光於圖5D之光化輻射的一區域,並且該潛影圖案係以533加以表示,其最終將變成第二結構551。圖5M顯示,即便曝光(亦即該虛線區域)係失準的使得該等線段(亦即513及533)將太過靠近,但來自接枝材料521的該擴散(亦即541)將逼近第一線段513的第二線段533實質上加以縮短,以自該第一線段513「跳移遠離(snap away)」。另言之,在此實施例之中,酸被擴散進入第二線段533以確保在圖5N之中有著一空隙553。這可能提供許多圖案化好處,例如防止在結構之間的一短路電流路徑。
根據形成「跳移趨近(sanp to)」結構的另一實施例,圖5P及5Q分別係相似於圖5D及圖5E的一結構的頂視圖。此實施例相似於已為了圖5A-5F加以敘述者,除了接枝材料521包含一鹼而非一酸產生劑之外。藉由將第二光阻層531之可溶部份移除的一PTD之中的該鹼,使擴散層541成為不可溶的。在圖5M之中應注意到,儘管第二線段551之曝光(亦即潛影圖案533)無法觸及第一線段513,但在擴散(亦即541)之後,第一線段513實質上變得較寬,使得該二線段碰觸而沒有一空隙將它們分隔的。
圖6顯示根據本揭露之其他實施例的圖案形成的各種不同中間步驟處的一基板600之示意3D圖及頂視圖。由於圖6相似於圖5,將以強調不同處的方式做出解釋。在此,一反光罩643被使用,使得光罩643及光罩543對彼此係互補的。亦即,在目前實施例之中,光罩543的一曝光區域係光罩643的一隔絕區域,並且光罩643的一曝光區域係光罩543的一隔絕區域。進一步,第二光阻材料631係負性的而非正性的。
圖6M及6N分別係根據形成「跳移遠離」結構的一實施例的圖6D及6E之頂視圖。相似地,在圖6M之中,箭頭代表該擴散製程,而一虛線區域代表在圖6D之中曝光於光化輻射的一區域,並且該潛影圖案係以633加以表示,其最終將成為一第二線段651。在此實施例之中,接枝材料621包含了一鹼(其可中和過多的酸)。第一線段611係以一PTD加以顯影,而第二線段651係使用一NTD加以顯影。在曝光之後,應注意到在圖6M之中一潛影圖案633可延伸至接枝材料621(使得該二線段將接觸),但接著將該鹼自第一線段613擴散開之步驟可中和在第二線段633之該潛影圖案之中的酸,使得此材料(亦即擴散層641)維持不溶於一NTD,並且可接著被移除俾以確保在圖6N之中有著一空隙653在第一線段613及第二線段651之間。
圖6P及6Q分別係根據形成「跳移趨近」結構的另一實施例的相似於圖6D及6E的一結構之頂視圖。在此實施例之中,接枝材料621包含一酸官能基(例如,一TAG或一PAG)。第一線段611可藉由一PTD或一NTD加以顯影,並且第二線段651可藉由一NTD加以顯影。相似地,儘管有著疊覆誤差,結構之結合可被確保。一潛影圖案633被形成於沉積在基板600之上的一第二光阻631之中。接著,自第一線段613的擴散(亦即641),確保該二線段結合。另言之,在目前的實施例之中,該酸可自第一線段611加以擴散,以使得環繞該第一線段的該擴散層641之一區域不溶於該NTD。在第二線段651的顯影之後,第一線段611及第二線段651被結合。在沒有該擴散步驟的情況下,結果將係在該二結構之間有著一空隙。
圖7及8顯示「跳移趨近」及「跳移遠離」結構,有著開口(例如溝槽)而非如在圖5及6之中所繪示之線段。圖7顯示根據本揭露之其他實施例的圖案形成之各種不同中間步驟處的一基板700之示意3D圖及頂視圖。如所示,一第一溝槽711被成像於在基板700之一下伏層701之上的一圖案化第一層710之內的二線段713之間,並且接著使用有著一鹼官能基的一接枝材料721塗佈第一溝槽711。應注意到,接枝材料721可被非選擇性沉積在所有未覆蓋表面之上,包含側壁711’’、第一溝槽711之一底面711’、以及線段713之頂表面713’。可選擇地,一間隙開啟(spacer-open)蝕刻可加以執行。這是一個定向蝕刻,其將自水平表面(亦即,第一溝槽711之底面711’以及線段713之頂面713’)移除接枝材料721,留下在第一溝槽711(未顯示)之中的側壁(亦即711’’) 沉積物。後續,該光化輻射、擴散、及顯影製程步驟相似於在圖5及6之中的相對應步驟,而該擴散層未顯示於圖7C之中。所以,一第二溝槽741被形成並且藉由線段713之一區域743而與第一溝槽711間隔。
圖7M及7N分別係根據形成「跳移遠離」結構的一實施例的圖7C及7D之頂視圖。在圖7M之中,箭頭代表該擴散製程,而一虛線區域代表在圖7C之中曝光於該光化輻射的一區域,並且該潛影圖案係以733加以表示,其最終將成為第二結構741。在此實施例之中,有著一鹼的一接枝材料721被使用。圖7M及7N顯示該光曝光(photo exposure)有著將使得第一及第二溝槽(亦即711及741)合併的一疊覆錯誤。亦即,藉由經過光罩731的光化曝光加以產生的潛影圖案733係與覆蓋第一溝槽711的接枝材料721接觸。然而,來自接枝材料721的擴散(亦即743)使這些溝槽之間的區域743不可溶,使得在顯影之後該二個溝槽係分離的。此外,第一溝槽711及第二溝槽741二者可係使用一PTD加以形成。
圖7P及7Q分別係相似於根據形成「跳移趨近」結構的另一實施例的圖7C及7D的一結構之頂視圖。相似地,箭頭代表該擴散製程,而一點狀面積代表了於圖7C之中曝光於該光化輻射的一區域,並且該潛影圖案係以733加以代表,其最終將成為第二結構741。在此實施例之中,使用有著一酸的一接枝材料721而非有著一鹼的接枝材料721。圖7P顯示潛影圖案733未接觸第一溝槽711。來自接枝材料721的該酸加以擴散,使該光阻之一分離部份743可溶,使得在顯影之後二溝槽接觸。亦即,在此實施例之中,潛影圖案733根據藉由光罩731界定的虛線區域而與第一溝槽711間隔。儘管如此,來自接枝材料721的該酸以一預定距離加以擴散,俾以有效地將第一溝槽711「加寬」,以確保第一溝槽711及第二溝槽741合併。再者,第一溝槽711及第二溝槽741二者可使用一PTD加以形成。
圖8顯示根據本揭露之其他實施例的圖案形成之各種不同中間步驟處的一基板800之示意3D圖及頂視圖。圖8繪示類似於圖7的一製程,替代地使用一反式光圖案,如以一反式光罩831所顯示。因此,一PTD可被用於第一溝槽(711)顯影,並且一NTD用於第二溝槽(741)顯影。其他敘述已在上文加以提供,並且在此將為了簡潔目的加以省略。應注意到,雖然圖8僅顯示形成「跳移趨近」結構之一實施例,應理解到「跳移遠離」結構亦可使用此反式光圖案加以形成。
圖9顯示使用一酸洗以形成狹窄溝槽的額外實施例,其可係在圖1之中的方法100之一實施例。圖9A’-9F’係在一示例方法之各種不同中間步驟處的基板900之頂視圖,並且圖9A-9F係在z方向沿線切割A’’a’’-F’’f’’的相對應橫剖面圖。酸洗流程係一種三材料製程,其中該活性物種藉由將該基板浸在活性物種之一溶液之中加以導入該心軸,俾以產生一自對準雙重圖案(SADP)。
如在圖9A及9A’之中所示,該基板900包含了在一下伏層901之上的一圖案化第一層910。在此示例之中,圖案化第一層910包含以一第一光阻材料製成的線段911。在形成光阻線段911之後,一酸被沉積在圖9B及9B’之中的基板900之上。在圖9C及9C’之中,一烘烤步驟可被執行以藉由將該酸擴散進入線段911而啟動在去保護區域931之中的去保護。這使該線段的一特定厚度(亦即去保護區域931)在一給定顯影劑之中係可溶的。接著,需要一溶劑淋洗步驟以移除任何殘留的酸。一填充材料941(例如一第二光阻材料)接著被沉積在圖9D及9D’之中。填充材料941應與該第一光阻溶劑系統以如此的一方式相容:在將填充材料941沉積之後(例如以一典型旋塗製程),去保護區域931及線段911仍留在基板900之上。在圖9E及9E’之中,填充材料941亦被設計使得一覆蓋層可被移除。去保護區域931可接著被顯影,如圖9F及9F’之中所示,在線段911(第一結構)及剩餘填充材料941(第二結構)之間留下狹窄溝槽961。
圖10顯示根據圖9之例示製程在一基板之上的圖案化形成。圖10繪示二個圖案如何可被形成在一基板之上,同時在結構之間維持足夠的距離。圖10繪示此實施例為使用一酸洗以確保結構不合併,但一接枝材料亦可被使用以確保疊覆誤差不造成結構結合。
在此方式之中,一圖案被分成二個遮罩並且在後續的微影及蝕刻步驟之中再結合,並且一線段或空隙寬度係藉由被放置在各別遮罩處的邊緣加以界定。使用本文技巧的好處係藉由擴散基礎的緩衝及適當的光阻將誤差的效果最小化。針對多重曝光步驟的佈局分解係在一自動化雙重圖案化微影(DPL)設計流程之中的一挑戰。在一多邊形之上辨識一最適切割點有著挑戰。因此,本文之技術可克服在佈局分解或圖案縫合之中面臨的挑戰。
在此方法之中,在因光微影成像的瑞利準則(Raleigh criteria)所致的解析度限制而起的疊覆問題與因酸擴散而起的次解析度溝槽之間的一權衡係加以應用,俾以解決該佈局後分解問題。因靠近的接近式曝光而起的微小圖案重疊可藉由使用一酸擴散旋塗材料及二層圖案化加以防範。
圖10A係在使用圖9之例示製程的圖案形成之後的一基板1000之頂視圖。如所示,為了產生一無衝突佈局(亦即確保在結構之間有足夠距離的一佈局),一初始光阻圖案L1被印製在基板1000之上(L1係以藉該虛線界定的一區域加以代表)。印製圖案L1接著以一酸洗加以塗佈(例如圖9B)。將該酸洗塗佈在該初始光阻圖案L1並且烘烤以啟動在去保護區域之中的該去保護層之後,一溶劑淋洗步驟被用以移除任何的殘留酸(例如圖9C)。作為結果,該剩餘光阻圖案L1形成線段1010。該圖案L1接著以一第二層的光阻1020(亦稱為層2或L2)加以塗佈(例如圖9D)。該L2材料必須相容於L1光阻溶劑系統。該L2材料用以下之方式加以設計:因為該L2層缺乏該上塗層(亦即先前提及如在圖9E之中顯示的覆蓋層),該保護膜區域作為L2之顯影損失加以移除。應注意到,在L2設計之中的一要素係溶解率,其用於在該L2顯影期間將L2之保護膜區域移除的能力,以及用於界定在L2顯影期間將會有多少特徵縮小發生。在L1之擴散長度與針對L2的無上塗層裸露損失之高度輪廓有著一致性的情況下(例如圖9F),此技術可能更加成功。該顯影損失係以在L2材料之顯影之前及之後的厚度的差加以計量。該顯影損失受益於被工程設計為相等於因該酸洗而起的該擴散損失。該擴散區域界定有著一次解析度溝槽(例如在圖9F之中的溝槽961)的空隙區域,該解析度被大約7 nm的酸擴散長度加以限制。
圖10B係在圖10A之中的圓圈CirA之展開圖,並且圖10C係在z方向上沿線切Gg的一橫剖面圖。圖10B及10C進一步展示了在線段1010(L1)與線段1020(L2)之間的空隙區域。特別地,該空隙區域之一寬度D代表在該烘烤製程期間該酸的一預定擴散長度。引入酸洗以藉由圖案分解而產生該去保護層流程係減少因靠近接近式交互反應而起的疊覆誤差的一獨特方式。因此,本文的標的有助於減少因受到瑞利準則的解析度限制而起的疊覆誤差。這可被用於次解析度溝槽。該解析度被大約7 nm之酸擴散長度加以限制。
圖11係根據本揭露之一實施例在一基板之上形成一圖案之一方法1100之流程圖。方法1100始於步驟S1101,其中一圖案化第一層被形成在該基板之一下伏層之上。該圖案化第一層有著一第一結構。在步驟S1102,一接枝材料被沉積在該基板之上,使得該接枝材料選擇性附著於該第一結構之未覆蓋表面,在該第一結構之側壁之上導致該接枝材料之一預定厚度。在步驟S1103,鄰接該接枝材料的一第二結構自一光阻形成在該基板之上。該方法1100接著進展至步驟S1104,其中該接枝材料被移除,使得該第一結構與該第二結構間隔相對應於該預定厚度的一距離。
圖12顯示根據本揭露之若干實施例的圖案形成之各種不同中間步驟處的一基板1200之示意3D圖及頂視圖。儘管未顯示在圖12之中,一DCS製程亦可被執行以硬化線段1211俾以防止其成為可溶的,並且如在圖5之中所示形成覆蓋線段1211的一膜。因為在圖12之中的該製造流程之該例示實施例相似於在圖5之中的該製造流程之該例示實施例,所以將以強調不同處的方式做出解釋。在此,接枝材料1221可能不必然包含任何的溶解度偏移材料。作為結果,一第二結構1251被形成為與接枝材料1221接觸,如圖12E之中所繪示在它們之間沒有空隙。接枝材料1221接著被移除,留下一空隙1261在圖12F的該二線段(亦即1221及1251)之間。圖12繪示:即便該曝光圖案係失準的,使得其重疊進入接枝材料區域1221,但接枝材料1221將維持為可移除的,以留下一理想空隙1261在線段之間。替代地,接枝材料1221可能包含一溶解度偏移材料,但沒有擴散製程被實施以造成任何擴散。在其他示例之中,接枝材料1221可能包含一溶解度偏移材料,但該溶解度偏移材料的量係不足以改變溶解度的,或者在該DCS製程期間形成的該膜可能避免該溶解度偏移材料之擴散。
另一實施例係一選擇性塗佈流程。在該選擇性塗佈流程之中,該初始圖案(亦即一心軸)可係光阻或一硬遮罩材料。在此初始圖案之上,相對該底板材料一材料被選擇性附接於該心軸。此圖案接著以另一材料(有機或無機基礎)加以外塗(overcoated)。接著藉由一RIE蝕刻或顯影(取決於材料基質),該選擇性塗佈材料被移除,產生一狹窄溝槽特徵部。
相關的一流程係一原子層沉積(ALD)流程。一ALD材料被保形地沉積在一基板之上。一間隔開啟蝕刻將ALD材料自除了垂直表面之外的所有表面移除,留下側壁間隔物。此間隔物材料提供一緩衝,以防止來自不同遮罩的結構結合。在二結構皆被曝光並且顯影之後,該間隔物材料可藉由如一蝕刻製程加以移出,在某些結構之間留下一理想空隙。
本文的各種不同實施例可得益於各種不同的最佳化技術。舉例而言,材料可使用有著不同但不重疊的分解溫度的成份(例如一TGA及一交聯劑)加以選擇。溶劑相容度應被確認,以在不剝除該初始圖案(例如一第一光阻及一第二光阻)的情況下應用一保護層。使用交聯,光阻之初始圖案可被「冷凍」或者製成不可溶的,以避免心軸溶解在一後續顯影劑之中(例如DCS)。
本文敘述的各種不同實施例提供一些優勢。舉例而言,一狹窄溝槽或者一槽接觸窗可藉由一溶解度偏移材料之擴散加以形成在二結構之間,即使有光罩之失準。該擴散製程可減少因受瑞利準則的解析度限制而起的該疊覆誤差,並且從而形成次解析度的「跳移趨近」及「跳移遠離」結構。
在以上的敘述之中,特定細節已被闡明,諸如處理系統的特定幾何形狀以及各種不同構件及其中使用之製程的敘述。然而應理解到,本文的技術可能在脫離這些特定細節的其他實施例之中加以實施,並且該等特定細節係為了解釋之目的而不旨在限制。本文揭露的實施例已參考附隨圖示加以敘述。相似地,為了解釋之目的,特定數字、材料、及配置已為了提供一透徹理解而加以闡明。儘管如此,實施例可能在沒有該等特定細節的情況下加以實施。有著基本上相同功能構造的構件係以相似的參考字元加以標示,並且可能因此省略任何冗贅的敘述。
各種不同技術已被描述為複數的個別作業,以協助理解各種不同的實施例。敘述的順序不應被理解為暗示這些作業必然係依附順序的。而是,這些作業不需要依呈現的順序加以實施。所述作業可能以不同於所述實施例之順序加以實施。各種不同的額外作業可能被實施並且/或者所述作業可能在額外實施例之中被省略。
本文使用的「基板」或「目標基板」普遍地指涉根據本發明加以處理的物件。該基板可能包含一裝置的任何材料部份或結構,特別係半導體或其他電子裝置,並且可能(例如)係基底基板結構,諸如半導體晶圓、光罩、或在基底基板結構之上或上覆的層,例如薄膜。因此,基板不被限制為任何特定的基底結構、下伏層或上覆層、圖案化或非圖案化,毋寧是,應被認為係包含任何的如此層或基底結構、及層及/或基底結構的任何組合。該敘述可能參考特定類型的基板,但這僅係為了說明之目的。
本技藝中通常知識者亦將理解到可對以上解釋的技術之作業做出許多改變而仍達到本發明的相同目標。如此的改變旨在被此揭露的範圍所涵蓋。如此,本發明之實施例之前述敘述不旨在為限制性的。毋寧是,對本發明之實施例的任何限制係在附隨的發明申請專利範圍之中加以呈現。
300:基板 301:下伏層 301’:未覆蓋頂面 310:圖案化第一層 311:心軸 311’:頂面 311’’:側面 321:接枝材料 331:填充材料 341:填充材料 351:狹窄溝槽 400:基板 401:下伏層 410:圖案化第一層 411:心軸 421:接枝材料 431:填充材料 441:光罩 451:填充材料 461:槽形成 500:基板 501:下伏層 511: 線段(結構) 511’:頂面 511’’:側面 513:膜/線段 521:接枝材料 531:第二光阻材料 533:線段/潛影圖案 541:擴散層 543:光罩 551:第二結構 553:空隙 600:基板 611:第一線段 613:第一線段 621:接枝材料 631:第二光阻材料 633:線段/潛影圖案 641:擴散層 643:光罩 651:第二線段 653:空隙 700:基板 701:下伏層 710:圖案化第一層 711:第一溝槽 711’:底面 711’’:側壁 713:線段 713’:頂表面 721:接枝材料 731:光罩 733:潛影圖案 741:第二溝槽 743:區域(分離部份) 800:基板 831:反式光罩 900:基板 901:下伏層 910:圖案化第一層 911:線段 931:去保護區域 941:填充材料 961:狹窄溝槽 1000:基板 1010:線段 1020:線段 1200:基板 1211:線段 1221:接枝材料 1251:第二結構 1261:空隙
當與附隨圖示一起閱讀時,從附隨的詳細敘述可以最好地理解本揭露案之態樣。應注意到,根據在產業之中的標準方法,各種不同的特徵未按比例繪製。事實上,各種不同特徵的尺度可能為了討論之清晰而增加或減少。
圖1係根據本揭露之若干實施例的一種在一基板之上形成一圖案的方法之一流程圖。
圖2係根據本揭露之若干實施例的一種在一基板之上形成一圖案的方法之一流程圖。
圖3A、3B、3C、3D、3E、及3A’、3B’、3C’、3D’、及3E顯示根據本揭露之實施例的,在使用一熱酸產生劑(TAG)的圖案形成之各種不同中間步驟處的一基板之示意橫剖面圖及頂視圖。
圖4A、4B、4C、4D、4E、4F、及4A’、4B’、4C’、4D’、4E’、及4F’顯示根據本揭露之實施例的,在使用一光酸產生劑(PAG)的圖案形成之各種不同中間步驟處的一基板之示意橫剖面圖及頂視圖。
圖5A、5B、5C、5D、5E、5F、5M、5N、5P、5Q、及6A、6B、6C、6D、6E、6F、6M、6N、6P、6Q、及7A、7B、7C、7D、7M、7N、7P、7Q、及8A、8B、8C、8D、8M、及8N繪示根據本揭露之實施例的,用於使用官能性接枝材料以產生空隙或連接在結構或開口之間的實施例,縱使有疊覆誤差或光微影失準。
圖9A、9B、9C、9D、9E、9F、及9A’、9B’、9C’、9D’、9E’、及9F’顯示根據本揭露之實施例的在圖案形成之各種不同中間步驟處的一基板之示意三維(3D)圖及頂視圖。
圖10A、10B、及10C顯示根據圖9之例示製程的在一基板之上的圖案形成。
圖11係根據本揭露之一實施例的一種在一基板之上形成一圖案的方法之流程圖。
圖12A、12B、12C、12D、12E、及12F顯示根據本揭露之若干實施例的在圖案形成之各種不同中間步驟處的一基板之示意3D圖及頂視圖。

Claims (20)

  1. 一種在一基板之上形成一圖案的方法,包含: 在該基板之一下伏層之上形成一第一層,該第一層被圖案化為有著一第一結構; 在該第一結構之側表面之上沉積一接枝材料,該接枝材料包含一溶解度偏移材料; 以一預定距離將該溶解度偏移材料擴散進入鄰接該溶解度偏移材料的相鄰結構之中,該溶解度偏移材料改變該相鄰結構在一顯影劑之中的溶解度;以及 使用該顯影劑將該相鄰結構之可溶部份移除,以形成一第二結構。
  2. 如請求項1之在一基板之上形成一圖案的方法,其中: 該第一結構包含該第一層之一第一開口; 該相鄰結構係該第一層之一部份; 該第一層包含一光阻材料;並且 該第二結構包含該第一層之一第二開口,其中藉由在將該溶解度偏移材料擴散之前將該第一層對光化輻射加以圖案化曝光,該第二開口之一潛影圖案係加以形成。
  3. 如請求項2之在一基板之上形成一圖案的方法,其中: 該溶解度偏移材料使得該相鄰結構不溶於該顯影劑;並且 該第一開口與該第二開口間隔至少該預定距離。
  4. 如請求項2之在一基板之上形成一圖案的方法,其中: 該溶解度偏移材料使得該相鄰結構可溶於該顯影劑;並且 該第一開口與該第二開口結合。
  5. 如請求項1之在一基板之上形成一圖案的方法,其中: 該第一結構包含一心軸或一線段; 該相鄰結構係該第一層之一部份; 沉積該接枝材料之步驟係藉由以有著該接枝材料的一溶液塗佈該基板而加以達成,其中該接枝材料被沉積在該基板之所有未覆蓋表面之上;並且,在擴散該溶解度偏移材料之後,該方法進一步包含: 自該基板移除該接枝材料;以及 在該基板上方沉積一光阻材料,俾以形成該第二結構之一潛影圖案,該光阻材料鄰接該第一結構。
  6. 如請求項5之在一基板之上形成一圖案的方法,其中: 該溶解度偏移材料使得該填充材料之鄰接部份可溶於該顯影劑;並且 該第一結構與該第二結構間隔至少該預定距離。
  7. 如請求項1之在一基板之上形成一圖案的方法,其中: 該第一結構包含一心軸或一線段;並且 該相鄰結構係在沉積該接枝材料之後沉積在該基板之上的一光阻材料。
  8. 一種在一基板之上形成一圖案的方法,包含: 在該基板之一下伏層之上形成一圖案化第一層,該圖案化第一層包含一第一材料,並且該下伏層包含與該第一材料在化學上不同的一第二材料,該圖案化第一層具有一第一結構; 在該基板之上沉積一接枝材料,該接枝材料選擇性附接於該第一結構之未覆蓋表面,該接枝材料包含一溶解度偏移材料; 在該基板之上沉積一填充材料,該填充材料鄰接該接枝材料; 將該溶解度偏移材料以一預定距離擴散進入該填充材料之一鄰接部份,該溶解度偏移材料改變在一顯影劑之中的該填充材料之該鄰接部份之溶解度;以及 使用該顯影劑移除該填充材料之可溶部份,使得該填充材料之剩餘部份形成一第二結構。
  9. 如請求項8之在一基板之上形成一圖案的方法,其中: 該溶解度偏移材料使得該填充材料之該鄰接部份可溶於該顯影劑;並且 該第一結構與該第二結構間隔至少該預定距離。
  10. 如請求項8之在一基板之上形成一圖案的方法,其中: 該溶解度偏移材料使得該填充材料之該鄰接部份不溶於該顯影劑;以及 該第一結構係與該第二結構接觸。
  11. 如請求項8之在一基板之上形成一圖案的方法,其中: 該溶解度偏移材料包含一熱酸產生劑;並且該方法進一步包含: 在將該溶解度偏移材料擴散進入該填充材料之前,以熱活化該熱酸產生劑。
  12. 如請求項8之在一基板之上形成一圖案的方法,其中: 該溶解度偏移材料包含一光酸產生劑;並且該方法進一步包含: 在將該溶解度偏移材料擴散進入該填充材料之前,以光化輻射活化該光酸產生劑。
  13. 如請求項12之在一基板之上形成一圖案的方法,其中該光化輻射係使用一光罩加以實施,使得該溶解度偏移材料藉由光化輻射的圖案化曝光加以活化。
  14. 如請求項8之在一基板之上形成一圖案的方法,其中該溶解度偏移材料包含將一酸中和的一鹼。
  15. 如請求項8之在一基板之上形成一圖案的方法,其中該填充材料包含一光阻材料。
  16. 如請求項15之在一基板之上形成一圖案的方法,進一步包含在將該溶解度偏移材料擴散進入該填充材料之前,藉由光化輻射之圖案化曝光,在該光阻材料之中形成該第二結構之一潛影圖案。
  17. 如請求項16之在一基板之上形成一圖案的方法,其中該潛影圖案係與該光阻材料之該鄰接部份重疊。
  18. 如請求項8之在一基板之上形成一圖案的方法,其中該第一結構包含一心軸或者一線段。
  19. 如請求項18之在一基板之上形成一圖案的方法,進一步包含在沉積該接枝材料於該基板之上之前,將該心軸或該線段硬化 。
  20. 一種在一基板之上形成一圖案的方法,包含: 形成一圖案化第一層在該基板之一下伏層之上,該圖案化第一層具有一第一結構; 沉積一接枝材料在該基板之上,該接枝材料選擇性附接於該第一結構之未覆蓋表面,導致在該第一結構之側壁之上的該接枝材料之一預定厚度; 自一光阻在該基板之上形成一第二結構,該第二結構鄰接該接枝材料;及 移除該接枝材料,使得該第一結構與該第二結構間隔相對應於該預定厚度的一距離。
TW109132292A 2019-09-19 2020-09-18 狹窄溝槽的形成方法 TWI854032B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962902434P 2019-09-19 2019-09-19
US62/902,434 2019-09-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW202125107A true TW202125107A (zh) 2021-07-01
TWI854032B TWI854032B (zh) 2024-09-01

Family

ID=

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI830343B (zh) * 2021-08-25 2024-01-21 美商杰米納帝歐股份有限公司 用於局部化學暴露之最佳化技術
TWI831344B (zh) * 2021-08-25 2024-02-01 美商杰米納帝歐股份有限公司 窄線切割遮蔽方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI830343B (zh) * 2021-08-25 2024-01-21 美商杰米納帝歐股份有限公司 用於局部化學暴露之最佳化技術
TWI831344B (zh) * 2021-08-25 2024-02-01 美商杰米納帝歐股份有限公司 窄線切割遮蔽方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022548863A (ja) 2022-11-22
US20210088904A1 (en) 2021-03-25
US11841617B2 (en) 2023-12-12
WO2021055542A8 (en) 2022-02-10
CN114585969A (zh) 2022-06-03
WO2021055542A1 (en) 2021-03-25
JP7554539B2 (ja) 2024-09-20
KR20220066261A (ko) 2022-05-24
JP2024109728A (ja) 2024-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7554539B2 (ja) 狭小トレンチを形成する方法
KR102436100B1 (ko) 분해능이하 기판 패터닝을 위한 에칭 마스크를 형성하는 방법
KR102603019B1 (ko) 분해능이하 기판 패터닝을 위한 에칭 마스크를 형성하는 방법
JP7009681B2 (ja) 複数の材料を有する層を用いて基板をパターン化する方法
JP7008907B2 (ja) 複数の材料を有する層を用いて基板をパターニングする方法
US7879729B2 (en) Method of forming a micro pattern of a semiconductor device
TWI585822B (zh) 基板上之接觸窗開口的圖案化方法
TWI625602B (zh) 使用極紫外光微影技術之基板圖案化方法
JP2015023063A (ja) パターン形成方法及びマスクパターンデータ
Schmid et al. Fabrication of 28nm pitch Si fins with DSA lithography
KR101096270B1 (ko) 스페이서 패터닝을 이용한 반도체소자의 미세패턴 형성방법
TWI603378B (zh) 形成圖案的方法
JP2019537266A (ja) サブ解像度基板パターニング方法
TWI854032B (zh) 狹窄溝槽的形成方法
US20030129543A1 (en) Method of forming opening in wafer layer
KR20080026832A (ko) 반도체소자의 미세패턴 형성방법
CN111640657B (zh) 半导体器件及其形成方法
JP2012109322A (ja) パターン形成方法
TW201642312A (zh) 具有不對齊錯誤保護之圖案化方法
US7858516B2 (en) Method for forming fine pattern of semiconductor device
JP2018160537A (ja) パターン形成方法
KR100946026B1 (ko) 반도체 소자의 패턴 형성방법
JP7494104B2 (ja) パターン形成方法およびテンプレートの製造方法
TW202417972A (zh) 使用二次光阻表面功能化進行遮罩形成的圖案化方法
KR20050066895A (ko) 미세 콘택홀 형성 방법