制造半导体装置的方法制造方法及图纸

技术编号:15793577 阅读:504 留言:0更新日期:2017-07-10 05:06
本发明专利技术揭露一种制造半导体装置的方法。包括:形成第一光阻图案及第二光阻图案于基板上方。第一光阻图案与第二光阻图案分隔一间隙。化学混合物被涂布在第一光阻图案及第二光阻图案上。化学混合物包含化学材料及混合至化学材料内的表面活性剂粒子。化学混合物填充间隙。对第一光阻图案及第二光阻图案执行烘烤制程,此烘烤制程造成间隙收缩。至少一些表面活性剂粒子配置在间隙的侧壁边界处。对第一光阻图案及第二光阻图案执行显影制程。显影制程移除间隙中及光阻图案上方的化学混合物。配置在间隙的侧壁边界处的表面活性剂粒子减少显影制程期间的毛细效应。

【技术实现步骤摘要】
制造半导体装置的方法
本专利技术实施例是有关于一种半导体装置的制造方法。
技术介绍
半导体集成电路(integratedcircuit;IC)工业已经历迅速的增长。IC材料及设计的技术进步已产生数个世代的IC,其中每一世代都具有比上一个世代更小且更复杂的电路。然而,这些进展增加了处理及制造IC的复杂性,为了实现这些进展,IC的制程及制造也需要类似的发展。在集成电路进化的过程中,随着几何尺寸(亦即通过使用制程而产生的最小组件(或线路))缩小,功能密度(亦即每晶片区域中的互连装置数目)已大幅度的提高。日益缩小的几何尺寸对半导体制造带来挑战。例如,光阻遮罩更容易受到毛细力作用的影响。此情况随着遮罩深宽比增大及/或间距减小而加剧。结果,光阻遮罩可能塌陷,例如因为相邻光阻遮罩之间的毛细力的拉拽所致。因此,虽然现有的半导体制造技术大致上足以满足其预期的目的,但这些技术并非在各方面令人完全满意。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种半导体装置的制造方法,此方法包括:在一基板上方形成一第一光阻图案及一第二光阻图案,第一光阻图案与第二光阻图案分隔一间隙;涂布一化学混合物于第一光阻图案及第二光阻图案上,化学混合物包含一化学材料及混合在化学材料内的表面活性剂粒子,其中化学混合物充填间隙;之后,在第一光阻图案及第二光阻图案上执行一烘烤制程,烘烤制程使得间隙收缩,其中至少一些表面活性剂粒子配置在间隙的侧壁边界上;之后,在第一光阻图案及第二光阻图案上执行一显影制程,其中显影制程移除位于间隙中、第一光阻图案及第二光阻图案上方的化学混合物,其中配置在间隙的侧壁边界处的这些表面活性剂粒子在显影制程期间减少一毛细效应。根据本专利技术实施例的另一方面,一种半导体装置的制造方法,包括:在一化学材料中混合表面活性剂化合物,化学材料具有热交联性质;在一基板上方形成一第一光阻图案及一第二光阻图案,第一光阻图案及第二光阻图案之间定义一沟槽;将混合有表面活性剂化合物的化学材料施加在基板上方及第一光阻图案及第二光阻图案周围;加热化学材料及第一光阻图案及第二光阻图案,借此将配置在第一光阻图案及第二光阻图案上的化学材料的部分转变为一交联材料,其中交联材料的侧壁表面上配置有表面活性剂化合物;以及通过施加一显影溶液来显影第一光阻图案及第二光阻图案,其中显影通过移除化学材料的尚未转变为交联材料的部分而减少沟槽的一宽度,其中配置在交联材料的这些侧壁表面上的表面活性剂化合物减少第一光阻图案及第二光阻图案在显影期间所经受的毛细力。根据本专利技术实施例的又一方面,一种半导体装置的制造方法,包括:混合表面活性剂分子于一化学材料的整体中,化学品包含热响应性共聚合物,当此共聚合物被烘烤,此共聚合物促进一光阻剂材料的流动;在一基板上方形成一第一光阻图案及一第二光阻图案,第一光阻图案及第二光阻图案通过一沟槽分隔;将混合有这些表面活性剂分子的化学材料涂布在第一光阻图案及第二光阻图案上方;在涂布之后,烘烤化学材料及第一光阻图案及第二光阻图案,其中化学材料回应于烘烤而诱使第一光阻图案及第二光阻图案流向彼此,借此减少沟槽的一横向维度,其中化学材料在光阻图案流动期间向第一光阻图案及第二光阻图案的侧壁提供机械支撑,且其中表面活性剂分子存在于沟槽的侧壁边界上;在烘烤之后,通过使用一显影溶液来显影第一光阻图案及第二光阻图案,其中显影溶液移除化学材料,且其中通过这些表面活性剂分子在沟槽的侧壁边界上的存在而减少沟槽内侧的毛细力。附图说明本说明书的实施方式是在阅读以下详细说明的同时参阅附图以进行理解。需强调,依据工业中的标准实务,多个特征并未按比例绘制。实际上,多个特征的维度可任意增大或缩小,以便使论述明晰。图1绘示根据本说明书多个实施方式的混合在化学材料中的表面活性剂粒子;图2-15是依据本说明书多个实施方式的半导体装置在各制造阶段的概略的局部剖面侧视图;图16-18是依据本说明书多个实施方式的半导体装置的制造方法的流程图。具体实施方式应理解,以下揭示内容提供众多不同的实施方式或实施例,用以实现本专利技术实施例的不同特征。下文中描述组件及排列的特定实施例是为了以简化本说明书。这些组件及排列当然仅为实施例,且不意欲进行限制。此外,在下文的描述中,第一特征形成在第二特征上方或之上可包括其中第一特征与第二特征以直接接触的方式形成的实施方式,亦可包括在第一特征与第二特征之间形成一额外特征而使第一特征与第二特征不直接接触的实施方式。为简化及清楚起见,多个特征可用不同比例任意绘制。随着半导体制造技术持续演变,装置的尺寸日益地变小。当装置的尺寸够小时,毛细力对制造产生不利的干扰。例如,光阻遮罩的形成包含使用显影液的显影制程。在次-微米节距等级(sub-micronpitchlevel),用于显影制程中的显影溶液可能导致光阻图案塌陷,此塌陷归因于在光阻图案上有效地“拉动”的毛细力所致。当形成光阻图案而使其间具有高且窄(或高深宽比)的沟槽时,此问题加剧。高且窄的沟槽意谓着光阻遮罩更易受毛细力的作用,这使得光阻图案更有可能塌陷。因此,一些已知制造技术减小沟槽的深宽比,例如通过降低光阻图案的高度或增大光阻图案的间隙。然而,所得光阻遮罩可能不能满足进阶半导体制程的需求,此制程可能需要高且窄的光阻遮罩以图案化接触孔或界定影像感测器的辐射感测像素。为解决上述讨论问题,本说明书包含形成光阻遮罩的方法,此方法较不易受毛细力的影响,而无须牺牲深宽比,如下文所述并参阅图1-18。图1绘示一混合制程,其中表面活性剂粒子或表面活性剂化合物在此制程中混合至化学品内。更详细而言,容器50包含化学材料60。在一些实施方式中,化学材料60包括“通过化学收缩辅助的解析度增强(resolutionenhancementlithographyassistedbychemicalshrinkage)”材料(或称为RELACS)。RELACS材料包括可溶于水的材料(例如聚合物),此材料具有热交联特性(thermalcross-linkingproperties)。因此,涂布在光阻膜上的RELACS材料的一部分可在烘烤制程期间交联至光阻膜,借此减小相邻光阻膜之间的间隙。余下的未反应(例如未交联)RELACS材料可在烘烤之后的显影制程中被移除。作为实施例,RELACS材料的细节叙述在LauraJ.Peters于1999年9月发表于“半导体国际(SemiconductorInternational)”,标题为“ResistsJointheSub-LambdaRevolution”的论文中,及日本专利申请公开案第H10-73927号中,上述各文件的全部内容在此以引用的方式并入本说明书中。在其他某些实施方式中,化学材料60包括由东京应化工业株式会社(TokyoOhkaKogyoCo.)开发的“增强解析度的收缩辅助膜(shrinkassistfilmforenhancedresolution)”材料(或称为SAFIER)。SAFIER材料包括水溶液,此水溶液包含热响应聚合物(thermo-responsivepolymers),这些聚合物在烘烤制程期间有利于光阻剂的流动。SAFIER材料可与光阻剂发生或不发生化学反应,但在光阻剂流动的时为光阻剂侧壁提供机械支撑。由SAFIER本文档来自技高网...
制造半导体装置的方法

【技术保护点】
一种制造半导体装置的方法,其特征在于,该方法包括:在一基板上方形成一第一光阻图案及一第二光阻图案,该第一光阻图案通过一间隙与该第二光阻图案分隔;涂布一化学混合物于该第一光阻图案及该第二光阻图案上,该化学混合物包含一化学材料及混合在该化学材料内的表面活性剂粒子,其中该化学混合物充填该间隙;之后,在该第一光阻图案及该第二光阻图案上执行一烘烤制程,该烘烤制程使得该间隙收缩,其中至少一些表面活性剂粒子配置在该间隙的侧壁边界上;以及之后,在该第一光阻图案及该第二光阻图案上执行一显影制程,其中该显影制程移除位于该间隙中及该第一光阻图案及该第二光阻图案上方的该化学混合物,其中配置在该间隙的该侧壁边界处的所述表面活性剂粒子在该显影制程期间减少一毛细效应。

【技术特征摘要】
2015.12.29 US 62/272,127;2016.03.07 US 15/062,9561.一种制造半导体装置的方法,其特征在于,该方法包括:在一基板上方形成一第一光阻图案及一第二光阻图案,该第一光阻图案通过一间隙与该第二光阻图案分隔;涂布一化学混合物于该第一光阻图案及该第二光阻图案上,该化学混合物包含一化学材料及混合在该化学材料内的表面活性剂粒子,其中该化学混合物充填该间隙;之后,在该第一光阻图案及该第二光阻图案上执行一烘烤制程,该烘烤制程使得该间隙收缩,其中至少一些表面活性剂粒子配置在该间隙的侧壁边界上;以及之后,在该第一光阻图案及该第二光阻图案上执行一显影制程,其中该显影制程移除位于该间隙中及该第一光阻图案及该第二光阻图案上方的该化学混合物,其中配置在该间隙的该侧壁边界处的所述表面活性剂粒子在该显影制程期间减少一毛细效应。2.根据权利要求1所述的制造半导体装置的方法,其特征在于,该化学材料具有热交联性质,以让该烘烤制程导致该化学混合物的一部分变得与该第一光阻图案及该第二光阻图案的侧壁交联,且其中该化学混合物的所述交联部分定义该间隙的该侧壁边界。3.根据权利要求1所述的制造半导体装置的方法,其特征在于,该化学材料包含热响应性共聚物,该共聚物促进该第一光阻图案及该第二光阻图案在该烘烤制程期间的流动,其中该第一光阻图案及该第二光阻图案的该流动导致该间隙收缩。4.根据权利要求1所述的制造半导体装置的方法,其特征在于,在该涂布之前进一步包括:获得一氟化表面活性剂或一烃表面活性剂以作为所述表面活性剂粒子;及以一均匀分布方式混合所述表面活性剂粒子于该化学材料中。5.根据权利要求1所述的制造半导体装置的方法,其特征在于,在执行该显影制程之后进一步包括:形成一影像感测器装置的一感光像素,其中该感光像素的形成是通过使用该第一光阻图案及该第二光阻图案作为一遮罩来执行。6.一种制造半导体装置的方法,其特征在于,该方法包括:在一化学材料中混合表面活性剂化合物,该化学材料具有热交联性质;在一基板上方形成一第一光阻图案及一第二光阻图案,该第一光阻图案及该第二光阻图案之间定义一沟...

【专利技术属性】
技术研发人员:邱威超王志谦许峰嘉郭景森张浚威曾凱
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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