进行光刻工艺的方法技术

一种进行光刻工艺的方法被提供。此方法包括形成光致抗蚀剂层于基板之上，并且通过进行曝光工艺曝光光致抗蚀剂层的一部分，以形成曝光区域及未曝光区域。此方法包括在光致抗蚀剂层上进行一烘烤工艺，而形成多个孔洞于光致抗蚀剂层的曝光区域中。此方法亦包括移除光致抗蚀剂层的未曝光区域，以形成凹口于光致抗蚀剂层中，并且填充后处理涂布材料于凹口及孔洞中。此方法还包括通过进行第二显影工艺移除后处理涂布材料的一部分，且后处理涂布材料的其他部分残留于光致抗蚀剂层的曝光区域的表面上，以形成经过图案化的光致抗蚀剂层。

Method of photolithography

A method for photolithography is provided. The method includes forming a photoresist layer on the substrate, and exposing part of the photoresist layer through an exposure process to form an exposure area and an unexposed area. The method includes a baking process on the photoresist layer and forming multiple holes in the exposure area of the photoresist layer. The method also includes removing the unexposed area of the photoresist layer to form a notch in the photoresist layer, and filling the post-treatment coating material in the notch and hole. The method also includes removing part of the post-treatment coating material by a second developing process, and remaining part of the post-treatment coating material on the surface of the exposure area of the photoresist layer to form a patterned photoresist layer.

【技术实现步骤摘要】
进行光刻工艺的方法
本公开实施例系有关于一种光刻工艺，且特别有关于一种进行光刻工艺的方法。
技术介绍
半导体装置使用于各种电子应用中，例如，个人电脑、手机、数码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依序沉积绝缘或介电层、导电层及半导体层，使用光刻工艺图案化上述各材料层，借以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片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，以将各个管芯单一化。上述各个管芯通常分别地封装于，例如，多芯片模块中或其他类型的封装中。光刻工艺(photolithographyprocess)广泛用于集成电路制造，并且各种集成电路图案被转移到工件(workpiece)，以形成集成电路装置。由于部件尺寸持续减小，制造过程持续变得更加难以进行。因此，尽管现有的光刻工艺已普遍足以达成预期的目标，然而却无法完全满足所有需求。
技术实现思路
本公开的一实施例提供一种进行光刻工艺的方法，包括：形成光致抗蚀剂层于基板之上；通过进行曝光工艺曝光上述光致抗蚀剂层的一部分，以形成曝光区域及未曝光区域；在上述光致抗蚀剂层上进行烘烤工艺，而形成多个孔洞于上述光致抗蚀剂层的上述曝光区域中；通过进行第一显影工艺移除上述光致抗蚀剂层的上述未曝光区域，以形成凹口于上述光致抗蚀剂层中；使用后处理涂布材料填充上述凹口及上述孔洞，其中上述后处理涂布材料位于上述光致抗蚀剂层的上述曝光区域之上；以及通过进行第二显影工艺移除上述后处理涂布材料的一部分，其中上述后处理涂布材料的其他部分残留于上述光致抗蚀剂层的上述曝光区域的多个表面上，以形成经过图案化的光致抗蚀剂层。本公开的另一实施例提供一种进行光刻工艺的方法，包括：形成光致抗蚀剂层于基板之上；曝光上述光致抗蚀剂层的一部分，以形成第一曝光区域、第二曝光区域及位于上述第一曝光区域及上述第二曝光区域之间的未曝光区域；在上述光致抗蚀剂层上进行烘烤工艺，而形成多个孔洞于上述第一曝光区域及上述第二曝光区域中；形成后处理涂布材料于上述第一曝光区域、上述第二曝光区域及上述未曝光区域之上，且位于上述孔洞中；通过第一显影剂移除上述后处理涂布材料的一部分，其中上述后处理涂布材料的其他部分残留于上述第一曝光区域的顶表面、上述第二曝光区域的顶表面及上述未曝光区域的顶表面上；以及使用第二显影剂移除上述未曝光区域，其中上述后处理涂布材料的上述其他部分残留在上述第一曝光区域的上述顶表面及上述第二曝光区域的上述顶表面上。本公开的又一实施例提供一种进行光刻工艺的方法，包括：形成光致抗蚀剂层于基板之上，其中上述光致抗蚀剂层包括聚合物及连接到上述聚合物的酸不稳定基；曝光上述光致抗蚀剂层的一部分，以形成曝光区域及未曝光区域；在上述光致抗蚀剂层上进行烘烤工艺，使上述酸不稳定基从上述聚合物上被分开，而形成多个孔洞于上述曝光区域中；形成第一后处理涂布材料于上述曝光区域及上述未曝光区域之上且位于上述孔洞中；移除上述第一后处理涂布材料的一部分，其中上述第一后处理涂布材料的其他部分残留于上述曝光区域的顶表面及上述未曝光区域的顶表面上；以及移除上述未曝光区域，其中上述第一后处理涂布材料的上述其他部分残留于上述曝光区域的上述顶表面上。附图说明根据以下的详细说明并配合所附附图做完整公开。应注意的是，根据本产业的一般作业，图示并未必按照比例绘制。事实上，可能任意的放大或缩小元件的尺寸，以做清楚的说明。图1A到图1I示出依据本公开一些实施例的进行光刻工艺的各个阶段的剖面图。图2A示出依据本公开一些实施例的光致抗蚀剂层的化学结构的示意图。图2B及2C图示出依据本公开一些实施例的例示性的酸不稳定基的化学结构的示意图。图2D示出依据本公开一些实施例的当在光刻工艺中进行曝光工艺时发生于光致抗蚀剂层中的反应的示意图。图2E示出依据本公开一些实施例的光致抗蚀剂层的聚合物与第一后处理涂布材料的排列的示意图。图3A到图3H示出依据本公开一些实施例的进行光刻工艺的各个阶段的剖面图。图3E’示出依据本公开一些实施例的光致抗蚀剂层的曝光区域的剖面图。图4A到图4G示出依据本公开一些实施例的进行光刻工艺的各个阶段的剖面图。图4G’示出依据本公开一些实施例的光致抗蚀剂层的曝光区域的剖面图。附图标记说明：10～掩模12～曝光工艺14～离子注入工艺22～第一链段24～第二链段26～第三链段30～聚合物基40～酸不稳定50～光产酸剂102～基板104～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～光致抗蚀剂层110a～曝光区域110b～未曝光区域111～凹口112～孔洞120～第一后处理涂布材料130～第二后处理涂布材料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案的不同部件(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，亦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。这些重复系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，类似的元件标号用于标示类似的元件。应可理解的是，可在进行所述的方法之前、之间或之后，提供额外的操作步骤，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。本公开实施例提供半导体结构及其形成方法的实施例。图1A到图1I示出依据本公开一些实施例的进行光刻工艺的各个阶段的剖面图。在一些实施例中，光刻工艺用于负显影(negativetonedevelopment,NTD)工艺。“负显影工艺”已被使用于将材料层图案化。通过光源将光致抗蚀剂层(resistlayer)曝光，之后进行曝光后烘烤(post-exposurebaking)。光致抗蚀剂层的曝光区域的组成部分的一部分被改变，并且更难以将此部分溶解在负显影溶剂中。当光致抗蚀剂层被显影时，只有光致抗蚀剂层的未曝光区域被洗掉。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为晶片。额外地且另外地，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)或磷化镓铟(galliumindiumphosphide)。在一些实施例中，基板102包括外延层(epitaxiallayer)。举例而言，基板102具有覆盖于块材(bulk)半导体上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种进行光刻工艺的方法，包括：形成一光致抗蚀剂层于一基板之上；通过进行一曝光工艺曝光该光致抗蚀剂层的一部分，以形成一曝光区域及一未曝光区域；在该光致抗蚀剂层上进行一烘烤工艺，形成多个孔洞于该光致抗蚀剂层的该曝光区域中；通过进行一第一显影工艺移除该光致抗蚀剂层的该未曝光区域，以形成一凹口于该光致抗蚀剂层中；使用一后处理涂布材料填充该凹口及所述多个孔洞，其中该后处理涂布材料位于该光致抗蚀剂层的该曝光区域之上；以及通过进行一第二显影工艺移除该后处理涂布材料的一部分，其中该后处理涂布材料的其他部分残留于该光致抗蚀剂层的该曝光区域的表面上，以形成一经过图案化的光致抗蚀剂层。

【技术特征摘要】
2017.09.08 US 62/555,872;2018.02.27 US 15/906,1871.一种进行光刻工艺的方法，包括：形成一光致抗蚀剂层于一基板之上；通过进行一曝光工艺曝光该光致抗蚀剂层的一部分，以形成一曝光区域及一未曝光区域；在该光致抗蚀剂层上进行一烘烤工艺，形成多个孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛宗翰，郑雅如，张庆裕，林进祥，
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