TWI718209B - 微影方法 - Google Patents

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Abstract

本揭露係根據一些實施例提供一種微影方法。該微影方法包括：形成圖案化光阻於材料層上；提供第一接合材料至圖案化光阻的側面；實行一處理於第一接合材料上，以將第一接合材料接合至圖案化光阻的側面，其中該處理創造一接合位置於第一接合材料上，且接合位置係配置以接合至第二接合材料；提供第二接合材料至第一接合材料的側面；以及藉由選擇性處理材料層被圖案化光阻、第一接合材料及第二接合材料所暴露的一部分，以圖案化材料層。

Description

微影方法
本揭露係關於一種微影方法。
在積體電路(IC)製造中，圖案化光阻層係用來將具有細小特徵尺寸之設計圖案從光罩轉移至晶圓。隨著圖案的解析度增加，人們期望能夠縮小光阻圖案的臨界尺寸以創造更小的特徵尺寸。然而，關於藉由後顯影處理可縮小多少光阻圖案的臨界尺寸，目前仍存在限制。
因此，有需要提供一種後顯影處理材料及微影方法以解決上述問題。
本揭露係根據一些實施例提供一種微影方法。該微影方法包括：形成圖案化光阻於材料層上；提供第一接合材料至該圖案化光阻的側面；實行一處理於該第一接合材料上，以將該第一接合材料接合至該圖案化光阻的側面，其中該處理創造一接合位置於該第一接合材料上，且該接合位置係配置以接合至一第二接合材料；提供該第二接合材料至該第一接合材料的一側面；以及藉由選擇性處理該材料層被該圖案化光阻、該第一接合材料及該第二接合材料所暴露的一部分，以圖案化該材料層。
本揭露係根據一些實施例提供一種微影方法。該 微影方法包括：形成圖案化光阻於材料層上，其中該圖案化光阻包含酸；提供接合材料至該圖案化光阻的表面；以及實行烘烤製程於該接合材料上，其中：該烘烤製程導致該接合材料接合至該圖案化光阻的表面，從而創造一結構於該圖案化光阻上方；該烘烤製程導致該酸擴散至該結構的表面，且該烘烤製程導致該酸與該接合材料反應以創造一接合位置於該結構上；該接合位置係配置以接合至該接合材料。
本揭露係根據一些實施例提供一種微影方法。該微影方法包括：形成一圖案化光阻於材料層上；實行全面性曝光製程於該圖案化光阻上以產生酸；提供接合材料至該圖案化光阻的表面；以及實行烘烤製程於該接合材料上，其中：該烘烤製程導致該接合材料接合至該圖案化光阻的表面，從而創造一結構於該圖案化光阻上方；該烘烤製程導致該酸擴散至該結構的表面，且該烘烤製程導致該酸與該接合材料反應以創造一接合位置於該結構上；該接合位置係配置以接合至該接合材料。
100‧‧‧半導體結構
110‧‧‧半導體基底
111‧‧‧材料層
112‧‧‧下層
114‧‧‧中間層
116‧‧‧光阻層
116a‧‧‧曝光特徵
116b‧‧‧未曝光區
111‧‧‧材料層
112‧‧‧下層
114‧‧‧中間層
116‧‧‧光阻層
116a‧‧‧曝光特徵
116b‧‧‧未曝光區
310‧‧‧距離
410‧‧‧第一接合材料
510‧‧‧接合材料及熱酸產生劑層
512‧‧‧第二接合材料
514‧‧‧距離
610‧‧‧接合材料及熱酸產生劑層
612‧‧‧距離
710‧‧‧接合材料
810‧‧‧接合材料層
814‧‧‧距離
910‧‧‧全面性曝光製程
912‧‧‧距離
1010‧‧‧接枝單體(Rg)
1012‧‧‧酸可切換單體(Ra)
1014‧‧‧化學主鏈
1016‧‧‧有機可溶單體(Rs)
1210‧‧‧步驟
1212‧‧‧步驟
1214‧‧‧步驟
1216‧‧‧步驟
1218‧‧‧步驟
1220‧‧‧步驟
1222‧‧‧步驟
1224‧‧‧步驟
1226‧‧‧步驟
1228‧‧‧步驟
1230‧‧‧步驟
1310‧‧‧步驟
1312‧‧‧步驟
1314‧‧‧步驟
1316‧‧‧步驟
1318‧‧‧步驟
1320‧‧‧步驟
1410‧‧‧步驟
以下將配合所附圖式詳述本揭露之實施例，應注意的是，依照工業上的標準實施，以下圖示並未按照比例繪製，事實上，可能任意的放大或縮小元件的尺寸以便清楚表現出本揭露的特徵。而在說明書及圖式中，除了特別說明外，同樣或類似的元件將以類似的符號表示。
第1-9圖係根據本揭露一些實施例，例示性半導體結構在各個製造階段的剖面圖。
第10及11圖係根據本揭露一些實施例，用於光微影製程之接合材料的化學結構之示意圖。
第12圖係相應於第1-6圖之增加圖案化光阻特徵的厚度之方法的流程圖。
第13圖係相應於第7-8圖之增加圖案化光阻特徵的厚度之方法的流程圖。
第14圖係相應於第9圖之增加圖案化光阻特徵的厚度之方法的流程圖。
應當理解，以下提供許多不同的實施方法或是例子來實行各種實施例之不同特徵。以下描述具體的元件及其排列的例子以闡述本揭露。當然這些僅是例子且不該以此限定本揭露的範圍。例如，元件的尺寸並不限定於所揭露的範圍或數值，而是取決於製程條件及/或裝置所期望的性質。此外，在描述中提及第一個元件形成於第二個元件上時，其可以包括第一個元件與第二個元件直接接觸的實施例，也可以包括有其他元件形成於第一個與第二個元件之間的實施例，其中第一個元件與第二個元件並未直接接觸。為簡化及清楚起見，各種特徵可任意繪製成不同尺寸。
此外，其中可能用到與空間相關的用詞，像是“在…下方”、“下方”、“較低的”、“上方”、“較高的”及類似的用詞，這些關係詞係為了便於描述圖示中一個(些)元件或特徵與另一個(些)元件或特徵之間的關係。這些空間關係詞包括使用中或操作中的裝置之不同方位，以及圖示中所描述 的方位。裝置可能被轉向不同方位(旋轉90度或其他方位)，則其中使用的空間相關形容詞也可相同地照著解釋。
第1-9圖係根據一些實施例，半導體結構100在各個製造階段的剖面圖。半導體結構100及其製造方法之各種實施例將參照第1-14圖以共同地描述。
首先，請參照第1圖及第12圖之步驟1210，在本實施例中，半導體結構100為半導體晶圓。在一些實施例中，半導體結構100包括半導體基底110，例如矽基底。額外地或可替代地，在一些實施例中，基底110可包括另一元素半導體，例如鍺或鑽石。基底110可包化合物半導體，例如碳化矽、砷化鎵、砷化銦及磷化銦。基底110可包括合金半導體，例如矽鍺、碳化矽鍺、磷化鎵砷及磷化鎵銦。基底110可包括一或多個磊晶半導體層，例如磊晶生長於半導體基底上之半導體層。舉例來說，基底可具有上覆於塊狀半導體之磊晶層。舉例來說，磊晶層可包括不同於塊狀半導體之半導體材料，例如：藉由包括選擇性磊晶生長(selective epitaxial growth,SEG)之製程所形成之上覆於塊狀矽之矽鍺層或上覆於塊狀矽鍺之矽層。此外，基底110可包括絕緣體上半導體(semiconductor-on-insulator,SOI)基底。舉例來說，基底可包括藉由諸如以氧離子植入矽晶隔離法(separation by implanted oxygen,SIMOX)來分離之製程所形成之埋藏氧化物層(buried oxide layer,BOX)。在其他實施例中，基底110可包括玻璃，例如在薄膜電晶體(thin film transistor,TFT)技術中。再者，基底可應變以提高性能。如第12圖之步驟1210所示，可接收半導體基底110。
半導體結構100一可包括其他材料層及其他電路圖案。舉例來說，半導體結構100包括各種摻雜特徵，例如摻雜井結構(例如：P型摻雜井及N型摻雜井)形成於半導體基底110之中。在其他實施例中，諸如砷化鎵(GaAs)及砷化鋁鎵(AlGaAs)之多重半導體材料層磊晶生長於半導體基底110上，且被圖案化以形成諸如發光二極體(light-emitting diodes,LEDs)之各種裝置。在一些其他實施例中，半導體結構100包括形成有或形成於其上之鰭式主動區及三維鰭式場效電晶體(fin field-effect transistors,FinFETs)。在其他實施例中，半導體結構100更可包括一或多個欲進行圖案化之材料層111。圖案化包括改變形狀、組成、晶體結構或材料層111之任何其他合適的性質，且在各種實施例中，材料層111包括欲進行圖案化之介電層，用以形成導線、接觸件或導通孔之溝槽；欲進行圖案化之閘極材料堆疊，用以形成閘極；欲藉由佈植以進行圖案化之半導體材料，用以形成源極/汲極區；及/或欲進行圖案化之半導體材料，用以形成隔離溝槽。
光阻材料係用來定義材料層111欲加以處理的部分以將之圖案化。請繼續參照第1圖，形成例示性三層光阻於半導體基底110上。三層光阻包括下層112，其形成於欲進行圖案化之材料層110上。下層112係配置以提供相對於圖案化技術(例如：蝕刻抗性、離子植入抗性等)之阻抗性。下層112作為罩幕以保護材料層111的底層部分。因此，下層112具有足夠的厚度以達成此功效。在一些實施例中，下層112包括不含矽之有機聚合物。在一些實施例中，下層112之形成包括旋轉塗佈及 固化(例如具有適當烘烤溫度之熱烘烤製程)。
例示性三層光阻亦包括中間層114，其形成於下層112上。中間層114可包括含矽材料層，其配置以提供相對於下層112之蝕刻選擇性。在一些實施例中，中間層114作為蝕刻罩幕以將圖案轉移至下層112。在一些實施例中，中間層114亦設計以作為底部抗反射塗層，其減少反射於微影曝光製程期間，從而增加影像對比度並增進影像解析度。在一些實施例中，中間層114之形成包括旋轉塗佈及及固化(例如具有適當烘烤溫度之熱烘烤製程)。
請參照第12圖之步驟1212-1220及第1圖，形成三層光阻層之第三層、光敏感層或光阻層116於中間層114上。光敏感116之形成可包括如步驟1212所示之旋轉塗佈製程、如步驟1214所示之烘烤製程及如步驟1220所示之顯影製程。光敏感層116可包括光敏感化學物質、聚合物材料及溶劑。在一些實施例中，光敏感層116利用化學放大(chemical amplification,CA)電阻材料。例如，正性化學放大電阻材料或正型電阻材料包括聚合物材料，其在聚合物材料與酸反應之後，轉變為可溶於諸如鹼液之顯影劑。或者，化學放大電阻材料可為負性或負型，且包括聚合物材料，其在聚合物材料與酸反應之後，轉變為可溶於諸如鹼液之顯影劑。光敏感層116更包括溶劑。如步驟1214所示，可藉由軟烘烤製程以部分蒸發該溶劑。在進一步的實施例中，當使用化學放大電阻材料時，光敏感化學物質包括光酸產生劑(photo-acid generator,PAG)分佈於光敏感層中。當吸收光能量時，光酸產生劑分解並形成少量的酸。光酸產生劑可具 有濃度為約1%至30%重量之光敏感層116的濃度。
請參照第12圖之步驟1216及第2圖，接著將半導體結構100轉移至微影設備以進行曝光製程。在一實施例中，該製程利用具有適當輻射源及相應輻射能之光微影成像(photolithographic)技術。在各個實例中，輻射能可包括氟化氪(Krypton Fluoride,KrF)準分子雷射(excimer lasers)之248nm光束、氟化氬(Argon Fluoride,ArF)準分子雷射之193nm光束、氟氣(Fluoride,F2)準分子雷射之157nm光束或極紫外(Extreme ultra-violet,EUV)光，例如具有波長為約13.5nm的極紫外光。在曝光製程中，使用具有預定義圖案的光罩(罩幕或網線(reticle))將光敏感層116曝光至輻射能，造成潛在的光阻圖案，其包括諸如曝光特徵116a的複數個曝光區及複數個未曝光區116b。如第12圖之步驟1218所示，在曝光製程之後，實行諸如後曝光烘烤(post-exposure-baking,PEB)製程之其他製程步驟。
請參照第12圖之步驟1220及第3圖，藉由顯影劑來顯影光敏感層116以形成圖案化光阻層。在本實例中，光敏感層116為正型，且光阻層的曝光部分116a被諸如四甲基氫氧化銨(tetramethyl ammonium hydroxide,TMAH)的顯影劑移除。在一實例中，顯影劑包括具有適當濃度的四甲基氫氧化銨(TMAH)溶液，例如約2.38%。或者，可使用負型光敏感層及負型顯影劑。藉由距離310以隔開圖案化光敏感層116之剩下的特徵116b，其可相應於半導體裝置之臨界尺寸。在顯影之後，光敏感層116可繼續至其他製程步驟，例如硬烘烤製程。曝光製程 可使用光罩及光微影設備來執行或以其他合適的技術來取代，例如無罩幕光微影、電子束寫入、離子束寫入及分子印壓(molecular imprint)。
請參照第12圖之步驟1224及第4圖，以接合材料410塗佈圖案化光敏感層116，並進一步描述於第10圖中。可使用任何合適的技術提供接合材料410至光敏感層116，且在一些實施例中，經由旋轉塗佈及固化製程以提供接合材料410。
請參照第10圖，其繪示適合用作接合材料410之一組材料之例示性化學結構。接合材料410包括以下一或多個：接枝單體(grafting monomer)(Rg)1010、酸可切換單體(acid-switchable monomer)(Ra)1012及/或有機可溶單體(organic-soluble monomer)(Rs)1016，其各自接合至化學主鏈1014。
接枝單體(Rg)1010可以為對數酸解離常數(pKa)大於7的鹼性單體。在較佳的實施例中，接枝單體(Rg)1010包括氨、一級胺、二級胺、三級胺、醯胺、氫氧化物、NCS-(N-氯代琥珀醯亞胺)(NCS-(N-chlorosuccinimide))、烷基，苯酚和氰化物。然而，應當理解的是，可使用其他鹼性單體。接枝單體(Rg)1010與酸反應以將接合材料接合至光阻材料。
酸可切換單體(Ra)1012包括酸不穩定基(acid-labile group)，例如保護基，其可被酸催化。作為一保護基，酸可切換單體1012防止接枝單體1010免於與酸及光阻材料反應。當於高溫下烘烤時，例如高於80℃，酸可切換單體1012去保護。當酸可切換單體1012去保護時，其變成對於接枝單體 1010之反應位置。
在各種實施例中，酸可切換單體1012包括酸可裂解環及支鏈脂肪族羰基、酯、寡聚酯、醚、碳酸酯或原酸酯(orthoester)。在一些較佳實施例中，酸可切換單體1012包括甲基環戊烷、乙基環戊烷或甲基金剛烷。在一些實施例中，接合材料410可額外地包括有機可溶單體(Rs)1016。有機可溶單體(Rs)1016為諸如脂肪族化合物之有機化合物，其增進接合材料410在有機溶劑或顯影溶劑中之溶解度。在較佳實施例中，其可包括C5-C20烷基、環烷基、C5-C20飽和或不飽和烴環或C5-C20雜環基。
在此實施例中，接合材料410與添加熱酸產生劑(additive thermal acid generator,TAG)混合。在一些實施例中，熱酸產生劑接合至接合材料410，而在其他情況中其只會與接合材料410混合。熱酸產生劑並未顯示於第10圖中。當於高溫下烘烤時，例如高於80℃，熱酸產生劑會產生酸。
請參照第11圖，其繪示接合材料410之化學結構的特定實例。接枝單體1010、酸可切換單體1012及有機可溶單體1016分別接合至A1、A2及A3，其中A1、A2及A3可各自為COO-或PhO-。A1、A2及A3依次接合至化學主鏈1014並分別作為化學物質X、Y及Z的一部份。X、Y、Z的莫耳比以X+Y+Z=1.0描述，其中1<X<0.9、0.25<Y<0.5及0<Z<0.5。Xa、Xb及Xc可為氫或甲基。
請參照第12圖之步驟1226及第5圖，實行第一烘烤製程。第一烘烤製程可為低溫烘烤製程，例如低於80℃。此第 一烘烤製程導致接合材料410及添加熱酸產生劑與圖案化光敏感層116之特徵116b的表面反應。在此反應中，接合材料410接合至光敏感層116的表面，從而增厚光敏感層116的特徵116b，使得介於特徵116b之間的距離減少或縮小至小於距離310之距離514。在一些實施例中，特徵116b將增厚5-15nm。如第12圖之步驟1228所示，接著實行顯影製程以移除未反應的接合材料410及未反應的熱酸產生劑，並留下經反應的接合材料及熱酸產生劑層510。
如第12圖之步驟1232所示，在顯影製程之後，若期望進一步增加特徵116b的厚度，則實行第二烘烤製程。第二烘烤製程可於較第一烘烤製程更高的溫度下實行，例如在高於80℃下。此第二烘烤製程導致層510的熱酸產生劑產生酸，且亦創造新的反應位置於層510之經反應的接合材料上，以允許與其他接合材料進一步接合。這是因為第二烘烤製程導致酸可切換單體1012去保護並成為被酸催化的反應性單體，促進與其他接合材料之反應。
若期望更多厚度，則可重複如第4-5圖所示之上述製程。在此情況中，請回頭參照第12圖之步驟1224及第5圖，以第二接合材料512塗佈圖案化光敏感層116。第二接合材料512，如同第一接合材料410，可包括接枝單體、酸可切換單體及/或有機可溶單體，且可混合於具有熱酸產生劑的溶液。然而，接枝單體及酸可切換單體可不同於第一接合材料410所使用。或者，第二接合材料512可包括相同於第一接合材料410之化學物質。
請參照第12圖之步驟1226及第6圖，實行第三烘烤製程。相似於第一烘烤製程，第三烘烤製程為低溫烘烤製程。舉例來說，第三烘烤製程可實行於低於80℃。此第三烘烤製程導致第二接合材料512與經反應的接合材料及熱酸產生劑層510反應於圖案化光敏感層116之特徵116b的表面上，從而增厚特徵116b。請參照第12圖之步驟1228，接著實行第二顯影製程以移除未反應的接合材料512及未反應的熱酸產生劑，並留下經反應的接合材料及熱酸產生劑層610。請參照第12圖之步驟1232，在顯影製程之後，若進一步增加特徵116b的厚度是期望的，則實行第四烘烤製程於較第三烘烤製程更高的溫度。例如，第四烘烤製程可在高於80℃下實行。相似於第二烘烤製程，第四烘烤製程導致層610的熱酸產生劑產生酸，且亦創造新的反應位置於層610之經反應的接合材料上。請參照如上所述之第二烘烤製程，這造成圖案化光敏感層116之特徵116b的增厚，且特徵116b之間的距離縮小至小於距離514之距離612。可藉由實行多次循環以下步驟：利用混合有熱酸產生劑之接合材料塗佈、低溫烘烤、顯影及高溫烘烤，以進一步縮小特徵116b之間的距離，直到達成期望的臨界尺寸。
請參照第7圖至第13圖，其繪示第4圖之上述製程之替代實施例。在此實施例中，圖案化光敏感層116為負型光敏感層，且第3圖之顯影製程的酸殘留在特徵116b中。請參照第13圖之步驟1310，以接合材料710塗佈圖案化光敏感層116，其相似於第10圖所述之接合材料410。接合材料710包括接枝單體(Rg)1010及酸可切換單體(Ra)1012，其接合至化學主鏈 1014。然而，在此實施例中，接合材料710並未混合於具有熱酸產生劑之溶液中，這是因為已經有酸存在於特徵116b中。
請參照第13圖之步驟1312及第8圖，可實行第一烘烤製程。第一烘烤製程為低溫烘烤製程，例如低於80℃。此第一烘烤製程導致接合材料710及存在於特徵116b的酸與圖案化光敏感層116之特徵116b的表面反應，形成經反應的接合材料層810，從而增厚光敏感層116之特徵116b。請參照第13圖之步驟1314，接著在高溫下實行第二烘烤製程，例如高於80℃。第二烘烤製程創造新的反應位置於經反應的接合材料層810上。在一些實施例中，第一烘烤製程為可選的(optional)，且第二烘烤製程可導致如上所述之反應及轉換。
此外，第二烘烤製程導致存在於特徵116b的酸擴散至經反應的接合材料層810之表面，並與仍塗佈於經反應的接合材料層810上之接合材料710反應。這將進一步地增厚經反應的接合材料層810，從而進一步增厚光敏感層116之特徵116b。如上所述，第二烘烤製程可持續創造新的反應位置於經反應的接合材料層810上，以允許其與接合材料710進一步反應，並進一步地增厚圖案化光敏感層116之特徵116b。
只要第二烘烤製程繼續且有酸及接合材料710留下與其反應，則特徵116b將持續增厚。一旦特徵116b之間的距離814縮小至所期望的量，可終止第二烘烤製程。請參照第13圖之步驟1320，接著實行顯影製程以移除任何未反應的接合材料710。
請參照第9圖及第14圖，其繪示第7圖之上述製程 之替代實施例。在此實施例中，圖案化光敏感層116為正型光敏感層。請參照步驟1410，實行全面性曝光製程(flood exposure process)910於圖案化光敏感層116之整個表面上。在此全面性曝光製程910中，整個光敏感層116曝光於輻射能中，即未使用光罩。結果，整個光敏感層116曝光。全面性曝光製程910導致圖案化光敏感層116之正型光敏感材料產生酸。一旦酸存在，可以實行第7及8圖之製程以得到降低臨界尺寸的結果，即縮小特徵116b之間的距離310。
具體而言，如第14圖之步驟1310所示，可利用未與熱酸產生劑混合之接合材料710塗佈圖案化光敏感層116。接著，如第14圖之步驟1312所示，可以實行可選的第一烘烤製程以將接合材料710與圖案化光敏感層116之特徵116b的表面反應，創造經反應的接合材料層810，從而增厚圖案化光敏感層116之特徵116b並縮小距離912。接下來，如第14圖之步驟1314所示，實行高溫第二烘烤製程以創造新的反應位置於經反應的接合材料層810上。例如，可於高於80℃下實行高溫第二烘烤製程。此外，第二烘烤製程將酸擴散至經反應的接合材料層810之表面，且導致接合材料710與經反應的接合材料層810之表面反應。隨著第二烘烤製程持續此循環，造成持續地增厚經反應的接合材料層810，因此持續地增厚特徵116b。一旦特徵116b之間的距離912縮小至期望的距離，可終止高溫第二烘烤製程。最後，如第14圖之步驟1320所示，實行顯影製程以移除任何殘留之未反應的接合材料710。
請參照第12圖，其繪示相應於第1-6圖之增加圖案 化光阻特徵的厚度之方法之流程圖。方法開始於步驟1210，接收基底110。移至步驟1212，以光阻塗佈基底110。移至步驟1214，實行軟烘烤製程於光阻上，形成第1圖之光敏感層116。在一些實施例中，可重複步驟1212及1214以形成多層，例如第1圖之下層112及中間層114。移至步驟1216，透過圖案化罩幕以曝光光敏感層116。移至步驟1218，實行後曝光烘烤(post-exposure baking,PEB)製程於曝光的光阻上。這造成第2圖的結構。移至步驟1220，顯影曝光的光敏感層116。移至步驟1222，熱烘烤顯影的光敏感層116。這造成第3圖之圖案化光敏感層116。
移至步驟1224，以混合有熱酸產生劑之接合材料410塗佈圖案化光敏感層116。接合材料410係如上參考第10及11圖所述。移至步驟1226，於低溫下實行第一烘烤製程，例如低於80℃。如上參考第5圖所述，此第一烘烤製程導致接合材料410及添加熱酸產生劑與圖案化光敏感層116之特徵116b的表面反應，因此增厚光敏感層116之特徵116b，使得介於特徵116b之間的距離縮小至距離514。
移至步驟1228，如上參考第5圖所述，實行顯影製程以移除未反應的接合材料410及未反應的熱酸產生劑，並留下經反應的接合材料及熱酸產生劑層510。
移至步驟1230，若特徵116b不夠厚(例如，若特徵116b之間的距離514不夠小)，則方法進行至步驟1232。
移至步驟1230，若期望厚度更大的特徵116b，則於高溫下實行第二烘烤製程，例如高於80℃下。如上參考第5 圖所述，第二烘烤製程導致層510的熱酸產生劑產生酸，且亦創造新的反應位置於層510之經反應的接合材料上，以允許與更多接合材料反應。從這裡開始，如上參考第6圖所述，可依照需要多次重覆步驟1224-1230以達到期望之厚度。在每次重覆中可使用相同的接合材料，或可使用不同的接合材料(例如：包括不同接枝單體或酸可切換單體之接合材料)。
請參照第13圖，其繪示相應於第7-8圖之增加圖案化光阻特徵的厚度之方法的流程圖。在形成第3圖之圖案化光敏感層116之後，製程開始於第12圖之步驟A。在此實施例中，光敏感層116為負型光阻，且在其形成之後有酸殘留於特徵116b中。
移至步驟1310，以接合材料710塗佈圖案化光敏感層116。接合材料710係如上參考第10及11圖所述。在此實施例中，熱酸產生劑未與接合材料710混合。移至步驟1312，如上參考第8圖所述，實行可選的第一烘烤製程。此第一烘烤製程為低溫烘烤製程，例如；低於80℃，且其導致接合材料710及存在於特徵116b的酸與圖案化光敏感層116之特徵116b的表面反應，形成經反應的接合材料層810，從而增厚光敏感層116的特徵116b，例如：縮小特徵116b之間的距離814。
移至步驟1314，在高溫下實行第二烘烤製程，例如高於80℃。如上參考第8圖所述，第二烘烤製程創造新的反應位置於經反應的接合材料層810上，以允許其與接合材料進一步反應。此外，第二烘烤製程導致存在於特徵116b的酸透過新轉換的接合材料層810擴散，並與仍塗佈於圖案化光敏感層 116上之接合材料710反應。
移至決定性步驟1316，若期望較厚的特徵116b，也就是說，若距離814不夠小，則製程繼續至步驟1318且繼續進行第二烘烤製程。繼續進行第二烘烤製程即繼續以下之循環：創造反應位置於接合材料層810上、將酸擴散至接合材料層810之表面及將更多接合材料710與接合材料層810的表面反應，從而增厚接合材料層810並因此增厚特徵116b。
一旦特徵116b的厚度達到期望的厚度，也就是說，特徵116b之間的距離814縮小至所期望的量，則製程移至步驟1320，並實行顯影製程以移除任何未反應的接合材料710。
請參照第14圖，其繪示相應於第9圖之增加圖案化光阻特徵的厚度之方法的流程圖。在形成第3圖之圖案化光敏感層116之後，製程開始於第12圖之步驟A。在此實施例中，光敏感層116為正型光阻。
移至步驟1410，實行全面性曝光製程910於圖案化光敏感層116之整個表面上。參考如上第9圖所述，全面性曝光製程910導致圖案化光敏感層116之正型光阻材料產生酸。一旦酸存在，可實行第13圖之步驟1310-1320之製程以得到縮小特徵116b之間的距離912至所期望的量之最終結果。
本揭露提供縮小光敏感層之間的特徵之距離的方法，即縮小光敏感層之臨界尺寸。利用包括接枝單體及酸可切換單體之接合材料塗佈光敏感層，並於酸存在下進行烘烤，光敏感層可縮小至任何所期望的量，即可減少光阻特徵之間的距離至任何所期望的量。在各個實施例中，酸可切換單體為酸不 穩定基，其在高於80℃下烘烤時將去保護。在一些實施例中，可額外地使用低溫烘烤製程以使接合材料與光敏感層反應，而在其他實施例中，高溫烘烤製程實行此功能。
在各個實施例中，熱酸產生劑可與接合材料混合以在烘烤製程期間產生酸，其接著幫助接合材料與光敏感材料反應。在其它實施例中，光敏感材料為負型光阻，在光敏感層形成之後足夠的酸可殘留於光敏感層中，以使接合材料與光敏感材料反應。在其它實施例中，光敏感材料為正型光阻，可使用額外的全面性曝光製程以產生酸於光敏感材料中，其可於烘烤期間促進接合材料與光敏感材料之間的反應。
本揭露係根據一些實施例提供一種微影方法。該微影方法包括：形成圖案化光阻於材料層上；提供第一接合材料至該圖案化光阻的側面；實行一處理於該第一接合材料上，以將該第一接合材料接合至該圖案化光阻的側面，其中該處理創造一接合位置於該第一接合材料上，且該接合位置係配置以接合至一第二接合材料；提供該第二接合材料至該第一接合材料的一側面；以及藉由選擇性處理該材料層被該圖案化光阻、該第一接合材料及該第二接合材料所暴露的一部分，以圖案化該材料層。
本揭露係根據一些實施例提供一種微影方法。該微影方法包括：形成圖案化光阻於材料層上，其中該圖案化光阻包含酸；提供接合材料至該圖案化光阻的表面；以及實行烘烤製程於該接合材料上，其中：該烘烤製程導致該接合材料接合至該圖案化光阻的表面，從而創造一結構於該圖案化光阻上 方；該烘烤製程導致該酸擴散至該結構的表面，且該烘烤製程導致該酸與該接合材料反應以創造一接合位置於該結構上；該接合位置係配置以接合至該接合材料。
本揭露係根據一些實施例提供一種微影方法。該微影方法包括：形成一圖案化光阻於材料層上；實行全面性曝光製程於該圖案化光阻上以產生酸；提供接合材料至該圖案化光阻的表面；以及實行烘烤製程於該接合材料上，其中：該烘烤製程導致該接合材料接合至該圖案化光阻的表面，從而創造一結構於該圖案化光阻上方；該烘烤製程導致該酸擴散至該結構的表面，且該烘烤製程導致該酸與該接合材料反應以創造一接合位置於該結構上；該接合位置係配置以接合至該接合材料。
前述內文概述了許多實施例的特徵，使本技術領域中具有通常知識者可以更佳的了解本揭露的各個方面。本技術領域中具有通常知識者應該可理解，他們可以很容易的以本揭露為基礎來設計或修飾其它製程及結構，並以此達到相同的目的及/或達到與本揭露介紹的實施例相同的優點。本技術領域中具有通常知識者也應該了解這些相等的結構並不會背離本揭露的發明精神與範圍。本揭露可以作各種改變、置換、修改而不會背離本揭露的發明精神與範圍。
Figure 105138049-A0101-11-0002-16
110‧‧‧半導體基底
111‧‧‧材料層
112‧‧‧下層
114‧‧‧中間層
116‧‧‧光阻層
116b‧‧‧未曝光區
710‧‧‧接合材料
810‧‧‧接合材料層
814‧‧‧距離

Claims (10)

  1. 一種微影方法，包括：形成一圖案化光阻於一材料層上；提供一第一接合材料至該圖案化光阻的一側面；實行一處理於該第一接合材料上，以將該第一接合材料接合至該圖案化光阻的該側面，其中該處理創造一接合位置於該第一接合材料上，且該接合位置係配置以接合至一第二接合材料；提供該第二接合材料至該第一接合材料的一側面；以及藉由選擇性處理該材料層被該圖案化光阻、該第一接合材料及該第二接合材料所暴露的一部分，以圖案化該材料層。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之微影方法，其中該處理造成存在於該圖案化光阻的一酸與該第一接合材料反應以創造該接合位置。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之微影方法，更包括暴露該圖案化光阻以創造該酸。
  4. 如申請專利範圍第1或2項所述之微影方法，其中提供該第一接合材料的步驟包含一熱酸產生劑，且其中該處理導致該熱酸產生劑產生一酸，且更導致該酸與該第一接合材料反應以創造該接合位置。
  5. 如申請專利範圍第1或2項所述之微影方法，其中該第一接合材料更包括一有機可溶單體與一有機溶劑。
  6. 一種微影方法，包括：形成一圖案化光阻於一材料層上，其中該圖案化光阻包含 一酸；提供一接合材料至該圖案化光阻的一表面；以及實行一烘烤製程於該接合材料上，其中：該烘烤製程導致該接合材料接合至該圖案化光阻的該表面，從而創造一結構於該圖案化光阻上方，該烘烤製程導致該酸擴散至該結構的該表面，且該烘烤製程導致該酸與該接合材料反應以於該結構上創造一接合位置，該接合位置係配置以接合至該接合材料。
  7. 一種微影方法，包括：形成一圖案化光阻於一材料層上；實行一全面性曝光製程於該圖案化光阻上以產生一酸；提供一接合材料至該圖案化光阻的一表面；以及實行一烘烤製程於該接合材料上，其中：該烘烤製程導致該接合材料接合至該圖案化光阻的該表面，從而創造一結構於該圖案化光阻上方，該烘烤製程導致該酸擴散至該結構的該表面，且該烘烤製程導致該酸與該接合材料反應以創造一接合位置於該結構上，該接合位置係配置以接合至該接合材料。
  8. 一種微影方法，包括：形成一圖案化罩幕層於一材料層上；提供一第一材料層於該圖案化罩幕層上；在一第一溫度下實行一第一烘烤製程於該第一材料層上； 在該第一烘烤製程之後，在一第二溫度下實行一第二烘烤製程於該第一材料層上；決定該第一材料層的一第一厚度是否需要增加；如果該第一材料層的該第一厚度需要增加，則繼續該第二烘烤製程；在該第一與第二烘烤製程之後，顯影該第一材料層；以及之後，使用該圖案化罩幕層與該第一材料層圖案化該材料層。
  9. 一種微影方法，包括：接收一基底，該基底具有設置於其上的一中間層；形成一圖案化光罩於該中間層上，其中該圖案化光罩具有一頂表面與從該頂表面延伸到該該中間層的一側表面；形成一接合材料於該圖案化光罩的該頂表面與該側表面上；實行一第一烘烤製程於該基底上，使得該接合材料的一第一部分與該圖案化光罩的該頂表面與該側表面接合；實行一第二烘烤製程於該基底上，使得該接合材料的一第二部分與該第一部分接合；移除該接合材料的一未反應部分，使得包含該第一部分與該第二部分的該接合材料的一反應部分留下；以及基於該圖案化光罩與該接合材料的該反應部分圖案化該膜層。
  10. 一種微影方法，包括：形成一圖案化光阻於一材料層上，其中該圖案化光阻包含 一酸；提供一接合材料至該圖案化光阻的一表面；實行一第一烘烤製程於該接合材料上，使得該接合材料的一第一部分接合到該圖案化光阻的該表面；實行一第二烘烤製程於該接合材料上，使得該酸擴散至該接合材料的該第一部分且使得該接合材料的一第二部分接合到該第一部分；移除該接合材料的一未反應部分；以及圖案化由該圖案化光阻與該接合材料的該第一部分與該第二部分所暴露該材料層的一部分。
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