用于光刻图案化的方法技术

光刻图案化的方法，所述方法包括在衬底上方形成材料层；将材料层的部分暴露于辐射；以及在显影剂中去除所述材料层的暴露部分，产生图案化的材料层。显影剂包括有机溶剂和碱性溶质，其中，以重量计，所述有机溶剂多于所述显影剂的50％。在一个实施例中，所述显影剂还包括以重量计，小于50％的所述显影剂的水。本发明专利技术实施例涉及用于光刻的新显影剂。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术实施例涉及用于光刻的新显影剂。
技术介绍
半导体集成电路(IC)产业经历了指数式增长。IC材料和设计方面的技术进步产生了多代IC，其中每一代都具有比前一代更小且更复杂的电路。在IC发展过程中，功能密度(即每芯片面积上互连器件的数量)通常增大了而几何尺寸(即，使用制造工艺可以做出的最小的元件(或线))减小了。这种按比例缩小工艺通常通过提高生产效率和降低相关成本而带来益处。这种按比例缩小工艺也增大了加工和制造IC的复杂度。例如，光刻已经成为用于将IC图案转印至半导体晶圆的传统方法。在典型的光刻工艺中，将光刻胶膜涂覆在晶圆的表面上并随后曝光和显影光刻胶膜以形成光刻胶图案。然后，将光刻胶图案用于蚀刻晶圆以形成IC。光刻胶图案的品质直接影响最终IC的品质。随着按比例减小工艺继续发展，光刻胶图案的线边缘粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR)变得越来越关键。许多因素影响光刻胶图案的LER/LWR，其中之一是显影剂，即，用于显影曝光的光刻胶膜的化学溶液。目前，碱性含水显影剂用于正色调(positivetone)显影(PTD)工艺，而具有有机溶剂的显影剂用于负色调显影(NTD)工艺。前者常常导致光刻胶膨胀问题以及光刻胶图案崩溃问题，以及后者不提供足够的光刻胶衬度。因此，亟需新型的光刻胶显影剂。
技术实现思路
根据本专利技术的一个实施例，提供了一种用于光刻图案化的方法，包括：在衬底上方形成材料层；将所述材料层的部分暴露于辐射；以及在显影剂中去除所述材料层的暴露的部分，产生图案化的材料层，其中，所述显影剂包括有机溶剂和碱性溶质，并且其中，以重量计，所述有机溶剂大于所述显影剂的50％。根据本专利技术的另一实施例，还提供了一种用于光刻图案化的方法，包括：在衬底上方形成光刻胶层；将所述光刻胶层的部分暴露于辐射；以及在显影剂中去除所述光刻胶层的暴露的部分，产生图案化的光刻胶层，其中，所述显影剂包括：有机溶剂，以重量计大于所述显影剂的50％；水，以重量计小于所述显影剂的50％；以及碱性溶质。根据本专利技术的又另一实施例，还提供了一种用于光刻图案化的方法，包括：在衬底上方形成光刻胶层；将所述光刻胶层的部分暴露于辐射；以及在显影剂中去除所述光刻胶层的暴露部分，产生图案化的光刻胶层，其中，所述显影剂包括：有机溶剂，以重量计大于所述显影剂的50％；水，以重量计小于所述显影剂的50％；以及碱性溶质，以重量计小于所述显影剂的30％。附图说明当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本专利技术的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。图1示出根据本专利技术的各个方面的光刻图案化方法的流程图。图2A、图2B、图2C、图2D、图2E以及图2F示出根据一个实施例的根据图1的方法形成目标图案的截面图。图3以及图4示出根据一些实施例的可通过图1的方法使用的装置。具体实施方式以下公开内容提供了许多不同的实施例或实例以实现本专利技术的不同特征。下面将描述元件和布置的特定实例以简化本专利技术。当然这些仅仅是实例并不旨在限定本专利技术。例如，在下面的描述中第一部件在第二部件上方或者在第二部件上的形成可以包括第一部件和第二部件以直接接触方式形成的实施例，也可以包括额外的部件可以形成在第一和第二部件之间，使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本专利技术可以在各实施例中重复参考标号和/或字符。这种重复仅是为了简明和清楚，其自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。而且，为便于描述，在此可以使用诸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等的空间相对术语，以描述如图所示的一个元件或部件与另一个(或另一些)元件或部件的关系。除了图中所示的方位外，空间相对术语旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。装置可以以其他方式定向(旋转90度或在其他方位上)，而本文使用的空间相对描述符可以同样地作相应的解释。本专利技术通常涉及一种用于半导体器件制造的方法，且更具体地涉及用于在光刻中显影曝光的光刻胶膜的组合物及其使用方法。在光刻图案化中，在将光刻胶膜暴露于诸如深紫外(DUV)射线、极紫外(EUV)射线或电子束(e-束)的辐射之后，将光刻胶膜在显影剂(化学溶液)中显影。显影剂去除光刻胶膜的部分，从而形成可包括线图案和/或沟槽图案的光刻胶图案。然后，在随后的蚀刻工艺中将光刻胶图案用作蚀刻掩模，将图案转印至下面的图案化层。通常，有两种类型的用于显影曝光的光刻胶膜的工艺：正色调显影(PTD)工艺和负色调显影(NTD)工艺。PTD工艺使用PTD显影剂。NTD工艺使用NTD显影剂。如本文使用的，术语“PTD显影剂”表示选择性溶解和去除曝光不小于第一阈值(例如，曝光剂量值)的光刻胶膜的区域的显影剂。如本文使用的，术语“NTD显影剂”表示选择性溶解和去除未曝光的或曝光不足的光刻胶膜的显影剂，即，曝光不大于第二阈值的区域。取决于光刻胶材料和显影剂的参数，第一和第二阈值可相同或不同。在下列公开内容中，术语光刻胶膜(或光刻胶层)的“未曝光的区域”包括光刻胶膜的未曝光的或曝光不足的区域。目前，常用的PTD和NTD显影剂在先进光刻中均具有它们自身的缺点。例如，常用的PTD显影剂常常导致光刻胶膨胀。观察到在PTD工艺期间光刻胶膜的曝光的区域可能膨胀至100％或超过100％。光刻胶膨胀增加显影的光刻胶图案的线边缘粗糙度(LER)和线宽粗糙度(LWR)。关于常用的PTD显影剂的另一个问题在于显影的光刻胶图案有时由于PTD显影剂所致的太多表面张力而崩溃。常用的NTD显影剂通常未观察到光刻胶膨胀问题和光刻胶图案崩溃问题。然而，NTD显影剂不产生与PTD显影剂一样好的光刻胶衬度，导致高LER、高LWR和/或低图案化保真度。本专利技术的目的是提供具有低LER、低LWR和高光刻胶衬度的可显影光刻胶膜的新型和改进的PTD显影剂。新的显影剂将满足包括EUV光刻和e-束光刻的现今先进的光刻工艺的需求。图1是根据本专利技术的各个方面的图案化衬底(例如，半导体晶圆)的方法100的流程图。可通过使用深紫外(DUV)光刻、极紫外(EUV)光刻、电子束(e-束)光刻、x-射线光刻和其他光刻工艺来系统完整地或部分地执行方法100。在本实施例中，EUV光刻用作主要实例。可在方法100之前、期间和之后提供额外的操作，并且对于方法的额外的实施例，可将描述的一些操作替换、消除或转移。方法100仅为实例，并且不旨在限制本专利技术超出权利要求中明确列举的那些。下面结合图2A至图2F描述方法100，其中，使用方法100的实施例制造半导体器件200。此外，图3以及图4示出在一些实施例中可通过方法100使用的装置。在各个实施例中，半导体器件200可为在IC的加工期间制造的中间器件或其部分，其可包括静态随机存取存储器(SRAM)和/或逻辑电路、诸如电阻器、电容器和电感器的无源组件以及诸如p-型场效应晶体管(PFET)、n-型FET(NFET)、鳍式FET(FinFET)、其他多栅极FET、金属-氧化物半导体FET(MOSFET)、互补金属-氧化物半导体(CMOS)晶体管、双极晶体管、高压晶体管、高频率晶体管的有源组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光刻图案化的方法，包括：在衬底上方形成材料层；将所述材料层的部分暴露于辐射；以及在显影剂中去除所述材料层的暴露的部分，产生图案化的材料层，其中，所述显影剂包括有机溶剂和碱性溶质，并且其中，以重量计，所述有机溶剂大于所述显影剂的50％。

【技术特征摘要】
2015.08.31 US 14/840,3631.一种用于光刻图案化的方法，包括：在衬底上方形成材料层；将所述材料层的部分暴露于辐射；以及在显影剂中去除所述材料层的暴露的部分，产生图案化的材料层，其中，所述显影剂包括有机溶剂和碱性溶质，并且其中，以重量计，所述有机溶剂大于所述显影剂的50％。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述显影剂还包括水，以重量计，所述水小于所述显影剂的50％。3.根据权利要求1所述的方法，其中，以重量计，所述碱性溶质小于所述显影剂的30％。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机溶剂包括下列中的一种：OH官能团、NH官能团、NH2官能团、SH官能团、OMe官能团以及OEt官能团。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机溶剂具有小于300的分子量(Mw)。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朕与，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