半导体结构的形成方法技术

在此提供一种半导体结构的形成方法。此方法包括形成材料层于基板上，并提供光刻胶溶液。此光刻胶溶液包括多个第一聚合物及多个第二聚合物，第一聚合物的每一者包括第一聚合物主链及键合到第一聚合物主链的第一酸不稳定基团，第一酸不稳定基团具有第一活化能，第二聚合物的每一者包括第二聚合物主链及键合到第二聚合物主链的第二酸不稳定基团，第二酸不稳定基团具有第二活化能，其中第二活化能大于第一活化能。此方法包括形成光刻胶层于材料层上，此光刻胶层包括顶部分及底部分，第一聚合物扩散到底部分，且第二聚合物扩散到顶部分。

【技术实现步骤摘要】
半导体结构的形成方法
本专利技术实施例是关于一种半导体结构的形成方法，且特别有关于一种包括光刻制程的半导体结构的形成方法。
技术介绍
半导体装置使用于各种电子应用中，例如，个人计算机、移动电话、数字相机和其他电子设备。半导体装置通常通过以下方式而制造，包括在半导体基板上按序沉积绝缘或介电层、导电层及半导体层，使用光刻制程图案化上述各材料层，借此在此半导体基板上形成电路组件及元件。通常在单一半导体晶圆上制造许多集成电路，并且通过沿着切割线在集成电路之间进行切割，以将各个晶粒单一化。上述各个晶粒通常分别地封装于，例如，多芯片模块中或其他类型的封装中。然而，这些进步增加了集成电路在加工与制造方面的复杂性。由于部件尺寸持续缩减，制程也持续变得更难以进行。因此，以越来越小的尺寸形成可靠的半导体装置已成为一种挑战。
技术实现思路
本专利技术的一实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：形成材料层于基板上；提供光刻胶溶液，其中光刻胶溶液包括多个第一聚合物及多个第二聚合物，第一聚合物的每一者包括第一聚合物主链及键合到第一聚合物主链的第一酸不稳定基团，其中第一酸不稳定基团具有第一活化能，第二聚合物的每一者包括第二聚合物主链及键合到第二聚合物主链的第二酸不稳定基团，其中第二酸不稳定基团具有第二活化能，其中第二活化能大于第一活化能；形成光刻胶层于材料层上，其中光刻胶层包括顶部分及底部分，第一聚合物扩散到底部分，且第二聚合物扩散到顶部分；通过进行曝光制程以曝光光刻胶层的一部分；移除光刻胶层的一部分，以形成经过图案化的光刻胶层；通过使用经过图案化的光刻胶层作为掩模，以图案化材料层；以及移除经过图案化的光刻胶层。本专利技术的另一实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：形成材料层于基板上；形成光刻胶层于基板上，其中光刻胶层包括顶部分及底部分，光刻胶层的底部分包括多个第一聚合物，光刻胶层的顶部分包括多个第二聚合物，第一聚合物的每一者包括具有第一活化能的第一酸不稳定基团，且第二聚合物的每一者包括具有第二活化能的第二酸不稳定基团，以及漂浮基团，其中第二活化能大于第一活化能；以及图案化光刻胶层，以形成经过图案化的光刻胶层。本专利技术的又一实施例提供一种半导体结构的形成方法，包括：形成材料层于基板上；形成底层于材料层上；形成中间层于底层上；形成光刻胶层于中间层上，其中光刻胶层包括多个第一聚合物及多个第二聚合物，第一聚合物的每一者包括具有第一活化能的第一酸不稳定基团，且第二聚合物的每一者包括具有第二活化能的第二酸不稳定基团，其中第二活化能大于第一活化能；通过进行曝光制程曝光光刻胶层的一部分，以形成曝光区域及未曝光区域；在光刻胶层上进行曝光后烘烤制程，其中在曝光后烘烤制程之后，第一酸不稳定基团的一部分从第一聚合物断裂，而形成具有多个羧酸基团的多个第一聚合物，且第二酸不稳定基团的一部分从第二聚合物断裂，而形成具有多个羧酸基团的多个第二聚合物，且其中在第一聚合物中的羧酸基团的数量大于在第二聚合物中的羧酸基团的数量；以及蚀刻光刻胶层的一部分，以形成经过图案化的光刻胶层。附图说明根据以下的详细说明并配合说明书附图做完整公开。应注意的是，根据本产业的一般作业，图标并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小组件的尺寸，以做清楚的说明。图1A到图1E示出依据本专利技术的一些实施例形成半导体结构的各个制程阶段的剖面图。图2A示出依据本专利技术一些实施例的一些第一聚合物的化学结构的示意图。图2B示出依据本专利技术一些实施例的一些第二聚合物的化学结构的示意图。图2C示出依据本专利技术一些实施例的一些第二聚合物的化学结构的示意图。图3A到图3C示出依据本专利技术一些实施例的一些第一聚合物及一些第二聚合物的化学结构的示意图。图4A示出依据本专利技术一些实施例在对光刻胶层进行曝光制程及曝光后烘烤制程之后发生于光刻胶层中的反应的示意图。图4B示出依据本专利技术一些实施例的图1D的区域A的的放大剖面图。图5A到图5H示出依据本专利技术的一些实施例形成半导体结构的各个制程阶段的剖面图。附图标记说明10～掩模12～第一聚合物12’～经过图案化的第一聚合物12a～第一聚合物主链14～第二聚合物14’～经过图案化的第二聚合物14a～第二聚合物主链22～第一敏化剂基团24～第二敏化剂基团32～第一酸不稳定基团34～第二酸不稳定基团44～漂浮基团102～基板104～材料层104a～经过图案化的材料层105～掺杂区域106～底层106a～经过图案化的底层108～中间层108a～经过图案化的中间层110～光刻胶层110’～经过图案化的光刻胶层110a～底部分110a’～经过图案化的底部分110b～顶部分110b’～经过图案化的顶部分120～三层光刻胶层172～曝光制程174～离子布植制程A～区域H～总厚度P1～间距T1～第一厚度T2～第二厚度。具体实施方式以下的公开内容提供许多不同的实施例或范例以实施本公开的不同部件(feature)。以下的公开内容叙述各个构件及其排列方式的特定范例，以简化说明。当然，这些特定的范例并非用以限定。例如，若是本说明书叙述了一第一部件形成于一第二部件之上或上方，即表示其可能包含上述第一部件与上述第二部件是直接接触的实施例，也可能包含了有附加部件形成于上述第一部件与上述第二部件之间，而使上述第一部件与第二部件可能未直接接触的实施例。另外，以下公开的不同范例可能重复使用相同的参照符号和/或标记。这些重复为了简化与清晰的目的，并非用以限定所讨论的不同实施例和/或结构之间有特定的关系。下文描述实施例的各种变化。通过各种视图与所示出的实施例，类似的组件标号用于标示类似的组件。应可理解的是，可在进行所述的方法之前、途中或之后，提供附加的操作步骤，并且在所述的方法的其他实施例中，所述的部分步骤可被变更顺序、置换或省略。本专利技术实施例所描述的进阶光刻制程、方法、与材料可使用于多种应用中，包含鳍状场效晶体管(fin-typefieldeffecttransistors,FinFET)。举例而言，鳍状物经实施例所述的方法图案化后，可在部件之间具有较紧密的间距。此外，形成鳍状场效晶体管的鳍状物所使用的间隔物，也可采用实施例所述的制程进行处理。在本文中提供半导体结构及其形成方法的实施例。图1A到图1E示出依据本专利技术的一些实施例形成半导体结构的各个制程阶段的剖面图。此方法可使用于许多应用中，例如，鳍状场效晶体管装置结构。请参照图1A，提供基板102。基板102可由硅或其他半导体材料所形成。在一些实施例中，基板102为晶圆。此外，基板102可包括其他元素半导体材料，例如，锗。在一些实施例中，基板102由化合物半导体或合金半导体所形成，例如，碳化硅(siliconcarbide)、砷化镓(galliumarsenic)、砷化铟(indiumarsenide)或磷化铟(indiumphosphide)、硅锗(silicongermanium)、碳化硅锗(silicongermaniumcarbide)、磷砷化镓(galliumarsenicphosphide)或磷化铟镓(galliumindiumphosphide)。在一些实施例中，基板102包括磊晶层。举例而言，基板102具有覆盖于块材(bulk)半导体上的磊晶层。可形本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体结构的形成方法，包括：形成一材料层于一基板上；提供一光刻胶溶液，该光刻胶溶液包括多个第一聚合物及多个第二聚合物，所述第一聚合物的每一者包括一第一聚合物主链及键合到该第一聚合物主链的一第一酸不稳定基团，该第一酸不稳定基团具有一第一活化能，所述第二聚合物的每一者包括一第二聚合物主链及键合到该第二聚合物主链的一第二酸不稳定基团，该第二酸不稳定基团具有一第二活化能，该第二活化能大于该第一活化能；形成一光刻胶层于该材料层上，该光刻胶层包括一顶部分及一底部分，所述第一聚合物扩散到该底部分，且所述第二聚合物扩散到该顶部分；通过进行一曝光制程以曝光该光刻胶层的一部分；移除该光刻胶层的一部分以形成一经过图案化的光刻胶层；通过使用该经过图案化的光刻胶层作为掩模，以图案化该材料层；以及移除该经过图案化的光刻胶层。

【技术特征摘要】
2017.08.01 US 62/539,704;2018.07.05 US 16/027,6801.一种半导体结构的形成方法，包括：形成一材料层于一基板上；提供一光刻胶溶液，该光刻胶溶液包括多个第一聚合物及多个第二聚合物，所述第一聚合物的每一者包括一第一聚合物主链及键合到该第一聚合物主链的一第一酸不稳定基团，该第一酸不稳定基团具有一第一活化能，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈建志，郑雅如，张庆裕，
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