图案化光致抗蚀剂的去除制造技术

技术编号:14077503 阅读:204 留言:0更新日期:2016-11-30 13:16
本发明专利技术涉及图案化光致抗蚀剂的去除。具体的,本发明专利技术提供一种用于执行光刻工艺的方法。所述方法在光致抗蚀剂已被用作为蚀刻掩模后,促进光致抗蚀剂从晶片的去除。所述光致抗蚀剂可以是负色调光致抗蚀剂,其经历曝露于电磁能的交联过程。通过降低的曝光后烘烤温度和/或减少交联剂加载来限制所述交联,所述光致抗蚀剂或者至少其一部分可具有减小的溶剂式剥除阻力。由于所述减小的溶剂式剥除阻力,所述光致抗蚀剂的一部分可使用溶剂式剥除加以去除。在所述溶剂式剥除之后,可执行干蚀刻以去除所述光致抗蚀剂的剩余部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体,特别地涉及图案化光致抗蚀剂的去除
技术介绍
半导体元件产业经历了快速增长。在元件进化的过程中,半导体元件的功能密度普遍增加,同时特征尺寸减少。这种按照比例缩小的工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供效益。这种比例缩小也增加了设计和制造这些元件的复杂性。用于生产半导体元件的多种技术中的一个是光刻图案化或光刻。光刻是一个工艺,其中产生在光掩模的图案可以被转移到光反应性材料层(光致抗蚀剂或PR)上,当显影时,包括对应于产生在光掩模上的图案的图案。其后,在蚀刻工艺中,图案化的光致抗蚀剂层可以用作蚀刻掩模以图案化光致抗蚀剂层之下的材料层。随着半导体元件比例缩小已取得进展,传统光刻没有证明其完全令人满意。如极紫外(EUV)光刻的新技术已允许比例缩小继续下去,但仍需克服显著的困难。例如,为了执行顺序的工艺步骤,提供具有足够的结构完整性以承受一个或多个蚀刻的图案化光致抗蚀剂层可能导致图案化光致抗蚀剂层很难从半导体元件晶片上去除。
技术实现思路
本专利技术提供一种图案化半导体衬底的方法。所述方法包括:将感光层的多个部分曝露于辐射源之下,其中所述感光层设置于材料层上,且其中所述多个部分被光刻掩模界定,所述材料层形成于所述半导体衬底上衬底上;应用处理以部分地交联所述感光层的所述曝露部分;显影所述感光层以生成所述感光层的图案化部分,所述图案化部分对应于所述感光层的所述曝露部分;蚀刻所述材料层的所述曝露部分以将所述光刻掩模的图案转移到所述材料层,且转移到所述半导体衬底;以及通过湿蚀刻工艺去除所述感光层的所述图案化部分的每一者中的至少一部分。本专利技术也提供一种于半导体衬底上图案化材料层的方法。所述方法例包括:应用处理,所述处理部分地交联感光层的曝露部分中的聚合物,以使得所述感光层的所述曝露部分在所述曝露部分的底面与所述曝露部分的顶面之间具有交联梯度;显影所述感光层
用以生成所述感光层的图案化部分,所述图案化部分对应于所述感光层的所述曝露部分,且用以曝露下方材料层的部分;蚀刻所述材料层的曝露部分以将所述感光层的所述图案化部分的图案转移到所述材料层;以及通过湿蚀刻工艺去除所述感光层的所述图案化部分的每一者中的至少一部分。本专利技术更提供一种于半导体制造工艺中图案化材料层的方法。所述方法包括:将感光层的多个部分曝露于辐射源之下,其中所述感光层设置于材料层上,且其中所述部分通过光刻掩模界定;应用处理以部分地交联所述感光层的所述曝露部分;显影所述感光层以生成所述感光层的图案化部分,所述图案化部分对应于所述感光层的所述曝露部分;蚀刻所述材料层的些所述曝露部分以将所述光刻掩模的图案转移到所述材料层;以及通过湿蚀刻工艺去除所述感光层的些所述图案化部分的每一者中的至少一部分。附图说明为协助读者达到最佳理解效果,建议在阅读本专利技术时同时结合附图和以下详细说明。应该注意的是,遵照行业内标准做法,各特征不是按比例绘制。事实上,为了清楚的讨论,各特征尺寸可以任意放大或缩小。图1A、1B、1C和1D为半导体晶片进行光刻工艺的截面图。图2A、2B和2C为显示作为光刻工艺的结果可能发生的一些缺陷的截面图。图3A、3B、3C和3D为显示光刻工艺导致特征损伤的截面图。图4为显示根据本专利技术各方面在溶剂式剥除之后烘烤温度与剩余厚度百分比之间的关系的图形。图5A、5B、5C、5D、5E和5F为显示根据本专利技术各方面的光刻工艺。图6A和6B为显示根据本专利技术各方面的引发在感光层内的交联梯度。图6C和6D为显示根据本专利技术各方面的在感光层内引发梯度的示例性交联剂。图7为显示根据本专利技术各方面的光致抗蚀剂内的活动的示意图。图8A显示根据本专利技术各方面的包括混合交联剂的光致抗蚀剂。图8B显示根据本专利技术各方面的包括键合交联剂的光致抗蚀剂。图9为根据本专利技术各方面的执行光刻图案形成工艺和随后去除光致抗蚀剂特征的方法的流程图。图10为根据本专利技术各方面的执行光刻图案形成工艺和随后去除光致抗蚀剂特征的另一方法的流程图。具体实施方式应当理解的是,以下揭露内容提供了数个不同的实施例或实例,用于实现各个实施例的不同特征。为简化本公开内容,各装置和布局的具体实例描述如下。当然,这些仅仅是实例且并不旨在有所限定。此外,本专利技术可在各个实例中重复参考数值和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,本身并不表明所讨论的各个实施例和/或布置之间的关系。应当理解的是,元件的多个工艺步骤和/或特征可以仅简单地描述,这些多个工艺步骤和/或特征是所属领域的普通技术人员众所周知的。此外,附加工艺步骤或特征可被添加,且某些以下所述的工艺步骤或特征可被去除或改变,同时仍实现所述权利要求。因此,以下的描述应被理解为仅代表实例,并不旨在表明一个或多个步骤或特征是必需的。还应当理解的是,本专利技术一般涉及光刻图案形成工艺,例如光刻图案形成工艺可被执行以图案化衬底和/或形成于衬底上的一个或多个层,其中所述衬底是半导体晶片的一部分。本文所述的衬底可采取各种形式,包括但不限于晶片(或部分晶片)或单个元件的衬底,例如芯片(例如,制造在晶片上的芯片)。更具体地,本专利技术涉及蚀刻处理后感光层的去除。各种特征可以在衬底上形成,包括集成电路,其包括CMOS工艺集成电路、MEMS元件、图片传感器等。光刻可以用来图案化在多个层上的个别装置,这些多层经组合而在芯片上形成一个或多个元件。在图案可精准地呈现设计布局而被转移到一个或多个层的状态下,所产生的元件其功能可以提升。设计布局的偏差可能会导致元件质量不良、失效,或无法运作。这类偏差的产生原因有各种不同方式,包括在转移一个设计到感光层(例如光致抗蚀剂层的)中时而产生偏差。现参考图1A到1D,图1A到1D中显示了一系列的晶片100的截面图,晶片100具有衬底102和于衬底102上的材料层104。而材料层104以直接与衬底102接触的方式显示。其它实施例可包括一个或多个附加层,这些附加层也位于衬底102上,且位于衬底102和显示的材料层104之间。如图所示,衬底102是半导体衬底。在这里,衬底102包括硅。衬底102替代地或附加地包括其它元素半导体,例如锗。衬底102的实施例还可包括化合物半导体,例如碳化硅、砷化镓、砷化铟和磷化铟。或者,衬底102可包括非半导体材料,例如玻璃、石英、氟化钙和/或其它合适的材料。在一些实施例中,衬底102是结晶衬底,且可以具有特定的晶体取向。如图所示,材料层104形成于衬底102上。材料层104可直接形成于所述衬底102上,以使得材料层104接触衬底102,或者材料层可以形成于一个或多个其它材料层上(未
明确显示),其它材料层位于材料层104和衬底102之间。这里,材料层104是介电层,其包括硅氧化物材料。然而,材料层104可以是半导体元件制造领域中的技术人员已知的任何其它材料层。例如,材料层104可以由氮化硅、氮氧化硅、无定形多晶硅、多晶硅、金属氧化物或氧化物、高介电系数介电层(例如,硅酸铪、硅酸锆、二氧化铪等)形成。在一些实施例中,材料层104可以是导电层,例如掺杂多晶硅或掺杂硅或金属层,如铜、铝或金等。在图1A中,光致抗蚀剂层(或感光层)106形成于材料层104上。这可以通过旋涂式表面涂层工艺来完成。光致抗蚀剂106可以是正本文档来自技高网
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图案化光致抗蚀剂的去除

【技术保护点】
一种图案化半导体衬底的方法,所述方法包括:将感光层的多个部分曝露于辐射源之下,其中所述感光层设置于材料层上,且其中所述多个部分被光刻掩模界定,所述材料层形成于所述半导体衬底上;应用处理以部分地交联所述感光层的所述曝露部分;显影所述感光层以生成所述感光层的图案化部分,所述图案化部分对应于所述感光层的所述曝露部分;蚀刻所述材料层的曝露部分以将所述光刻掩模的图案转移到所述材料层,且转移到所述半导体衬底;以及通过湿蚀刻工艺去除所述感光层的所述图案化部分的每一者中的至少一部分。

【技术特征摘要】
2015.05.18 US 14/714,8871.一种图案化半导体衬底的方法,所述方法包括:将感光层的多个部分曝露于辐射源之下,其中所述感光层设置于材料层上,且其中所述多个部分被光刻掩模界定,所述材料层形成于所述半导体衬底上;应用处理以部分地交联所述感光层的所述曝露部分;显影所述感光层以生成所述感光层的图案化部分,所述图案化部分对应于所述感光层的所述曝露部分;蚀刻所述材料层的曝露部分以将所述光刻掩模的图案转移到所述材料层,且转移到所述半导体衬底;以及通过湿蚀刻工艺去除所述感光层的所述图案化部分的每一者中的至少一部分。2.根据权利要求1所述的方法,其中所述湿蚀刻工艺包含应用溶剂式剥除于所述感光层的所述图案化部分,所述溶剂式剥除去除所述感光层的所述图案化部分的大部分厚度。3.根据权利要求2所述的方法,还包含执行干蚀刻工艺,所述干蚀刻工艺去除所述感光层的所述图案化部分的剩余厚度。4.根据权利要求1所述的方法,其中应用所述处理包含执行曝光后烘烤,所述曝光后烘烤的温度范围为从约摄氏80度到约摄氏250度。5.根据权利要求1所述的方法,还包含通过干蚀刻工艺去除所述感光层的所述图案化部分的一部分。6.根据权利要求1所述的方法,其中蚀刻所述材料层的所述曝露部分以将所述光刻掩模的所述图案转移到所述材料层,且转移到所述半导体衬底包括:...

【专利技术属性】
技术研发人员:郑雅玲张庆裕陈建志
申请(专利权)人:台湾积体电路制造股份有限公司
类型:发明
国别省市:中国台湾;71

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