形成图案的方法技术

本发明专利技术公开了一种形成图案的方法。首先，提供一衬底，于衬底上形成一目标层；再于目标层上形成多个第一抗蚀图案；然后于第一抗蚀图案上全面沉积一定向自组装材料层，其中定向自组装材料层填满第一抗蚀图案之间的空隙；之后对定向自组装材料层进行一自组装过程，于定向自组装材料层中形成重复排列的嵌段共聚物图案；最后从定向自组装材料层中移除不需要的部分，于目标层上形成第二抗蚀图案。

A method of forming patterns

A method of forming patterns is disclosed. First of all, providing a substrate, a target layer formed on the substrate; and then on the target layer to form a plurality of first resist pattern; then in the first resist pattern on the deposition of self-assembled materials to full layer, which directed self-assembly material layer fills the gap between the first resist pattern of self directed self-assembly; the material layer of the assembly process of block copolymer in pattern directed self-assembly material layer formed in the repeat array; finally from directional self remove unwanted parts material layer, forming a second resist pattern on the target layer.

【技术实现步骤摘要】
形成图案的方法
本专利技术涉及形成图案的方法，特别是涉及一种在半导体工艺中形成定向自组装材料(directedself-assembly,DSA)图案的方法。
技术介绍
随着半导体组件的尺寸日渐缩小，对光刻工艺分辨率的要求也越来越高。通常，光刻工艺涉及使光通过掩膜且将光聚焦至一光化学活性的光刻胶材料上，借此将掩膜图案聚焦于光刻胶上。光或辐射会引起光刻胶被照射的部分产生化学改变，视使用的是正或是负光刻胶，允许选择性保留或移除相对于阴影中的部分。由于光刻工艺的分辨率主要是由曝光光源的波长来决定，故由光刻工艺所得的掩膜层图案之间必有一定的距离。在显影后，光刻胶当作一掩膜，以将一图案转移至一下部材料上。光刻胶需有足够的抗蚀强度，以承受将掩膜层图案转移至一下部材料的蚀刻。然而，光刻胶层必须有一定的厚度才具有足够的抗蚀能力，因此，无法直接利用降低光刻胶层厚度的方式达到元件微缩的目的。因此，本
仍然需要一形成图案的改良方法，能够最小化光刻与蚀刻工艺的限制，而不增加工艺复杂性。
技术实现思路
本专利技术是有关于提供一种改良的形成图案的方法，能最小化现有光刻及蚀刻工艺的限制及增加半导体工艺中图案的分辨率。本专利技术一方面，提出一种形成图案的方法。首先，提供一衬底，于衬底上形成一目标层；再于目标层上形成多个第一抗蚀图案；然后于第一抗蚀图案上全面沉积一定向自组装材料层，其中定向自组装材料层填满第一抗蚀图案之间的空隙；之后，对定向自组装材料层进行一自组装过程，于定向自组装材料层中形成一重复排列的嵌段共聚物图案；最后从定向自组装材料层中移除不需要的部分，于目标层上形成第二抗蚀图案。根据本专利技术的一实施例，各个第一抗蚀图案与空隙具有相同的宽度。根据本专利技术的另一实施例，各个第一抗蚀图案与空隙具有不相同的宽度。根据本专利技术的一实施例，定向自组装材料层包含嵌段共聚物。自组装过程在低于所述嵌段共聚物的玻璃转化温度(Tg)下进行。.根据本专利技术的一实施例，形成图案的方法另外包含进行一蚀刻工艺，将第二抗蚀图案转移至目标层。附图说明图1A至图13是根据本专利技术的实施例所绘示的形成图案的方法，其中：图1A是掩膜的顶视图；图1B是根据本专利技术的实施例所绘示的半导体结构剖面图；图2是根据本专利技术的一实施例所绘示的剖面图，是在图1B的半导体结构上形成多个第一抗蚀图案；图3是根据本专利技术的一实施例所绘示的剖面图，是涂布定向自组装材料层的半导体结构；图4是根据本专利技术的一实施例所绘示的剖面图，是对定向自组装材料层进行自组装过程的半导体结构；图5是根据本专利技术的一实施例所绘示的剖面图，是从定向自组装材料层中移除不需要的部分，形成第二抗蚀图案的半导体结构；图6是根据本专利技术的一实施例所绘示的剖面图，是将图5中的第二抗蚀图案转移至目标层的半导体结构；图7是根据本专利技术的一实施例所绘示的剖面图，是将图6中的第一抗蚀图案及第二抗蚀图案移除后的半导体结构；图8是根据本专利技术的另一实施例所绘示的剖面图，是在图1B的半导体结构上形成多个第一抗蚀图案；图9是根据本专利技术的另一实施例所绘示的剖面图，是涂布定向自组装材料层的半导体结构；图10是根据本专利技术的另一实施例所绘示的剖面图，是对定向自组装材料层进行自组装过程的半导体结构；图11是根据本专利技术的另一实施例所绘示的剖面图，是从定向自组装材料层中移除不需要的部分，形成第二抗蚀图案的半导体结构；图12是根据本专利技术的另一实施例所绘示的剖面图，是将图11中的第二抗蚀图案转移至目标层的半导体结构；图13是根据本专利技术的另一实施例所绘示的剖面图，是将图12中的第一抗蚀图案及第二抗蚀图案移除后的半导体结构。其中，附图标记说明如下：10掩膜11线状图案1衬底2目标层3光刻胶层31第一抗蚀图案L1宽度32空隙S1宽度4定向自组装材料层41第一嵌段共聚物图案42第二嵌段共聚物图案43第二抗蚀图案W1宽度W2宽度具体实施方式在下文中，详细叙述本专利技术的具体实施方式，这些具体实施方式可参考相对应的图式，使这些图式构成实施方式的一部分。同时也借由说明，揭露本专利技术可据以施行的方式。所述实施例已被清楚地描述足够的细节，使本
的技术人员可据以实施本专利技术。其他实施例亦可被加以施行，且对于其结构上所做的改变仍属本专利技术所涵盖的范畴。因此，下文的细节描述将不被视为一种限定，且本专利技术所涵盖的范畴仅被所权利要求书以及其同意义的涵盖范围。本专利技术的一或多个实施例将参照附图描述，其中，相同组件符号始终用以表示相同组件，且其中阐述的结构未必按比例所绘制。文中所使用的术语“衬底”包括任何具有暴露表面的结构，于所述表面上根据本专利技术沉积一层，例如，形成集成电路(integratedcircuit,IC)结构。术语“衬底”被理解为包括半导体晶圆。术语“基板”亦可用以指加工过程中的半导体结构，且可包括已被制造在其上的其他层。术语“基板”包括掺杂及未掺杂半导体、由衬底半导体或绝缘体支撑的外延半导体层，以及其他本专利
的技术人员所熟知的半导体结构。文中所使用的术语“水平”是指平行于衬底的常规主平面或表面，而不管其方向。术语“垂直”是指垂直所述水平的方向。术语“上”、“上方”及“下”是指相对于水平面。术语“蚀刻”普遍用来叙述图案化某一材料的工艺，至少部分材料会在蚀刻后留存下来。例如，应该可了解蚀刻硅质的过程，包含图案化一位于硅质上方的掩膜层(例如光刻胶或硬掩膜)，接着移除未被掩膜层保护的硅质区域。如此一来，被掩膜层保护的硅质区域会在蚀刻工艺结束后留下来。然而，另外的例子里，蚀刻也表示未使用掩膜层，但蚀刻过程结束后仍留下至少部份材料的工艺。由以上叙述，可区分术语“蚀刻”与“移除”的不同。当蚀刻某一材料，至少部分材料会在工艺结束后留下来。相反地，当移除某一材料时，所有材料会在接下来的工艺中被移除。然而在某些实施例中，广义地认为“移除”包含“蚀刻”。请参考图1A至图13。图1A至图13是根据本专利技术的实施例所绘示的形成图案的示例性方法。图1A是掩膜的顶视图，当从上往下看时，掩膜10具有线状图案11。图1B是根据本专利技术的实施例所绘示的半导体结构剖面图。首先，如图1B所示，提供一衬底1。然后，于衬底1的水平主表面上依序形成一目标层2及一光刻胶层3。例如，衬底1可包含一硅衬底，但不限于此。目标层2可包含氧化硅、氮化硅、硅或多晶硅，但不限于此。光刻胶层3具有一超薄厚度，例如，约0.01至0.05微米(10至50奈米)，以放宽在光刻工艺中图案化光刻胶层3的限制。图2是根据本专利技术一实施例所绘示的剖面图，是在图1B的半导体结构上形成多个第一抗蚀图案。如图2所示，进行一光刻工艺，包括曝光及显影，但不限于此，以移除部分光刻胶层3从而于目标层2上形成多个第一抗蚀图案31。如图1A所示的掩膜10在曝光的过程中被使用。因此，第一抗蚀图案31是符合图1A所示的掩膜10的图案。根据本专利技术一实施例，当从上往下看时，第一抗蚀图案31是彼此平行且具有直条纹(或线状)的图案。各个第一抗蚀图案31具有一宽度L1，相邻两个第一抗蚀图案31间的空隙32具有一宽度S1。根据本专利技术一实施例，各个第一抗蚀图案31的宽度L1与空隙32的宽度S1相同(L1＝S1)。然而，应理解的是，在某些实施例中各个第一抗蚀图案31的宽度L1与空隙32的宽度S1可不相同(L1≠S1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成图案的方法，其特征在于，包含：提供一衬底，于所述衬底上形成一目标层；于所述目标层上形成多个第一抗蚀图案；于所述第一抗蚀图案上全面沉积一定向自组装材料层，其中所述定向自组装材料层填满所述第一抗蚀图案之间的空隙；对所述定向自组装材料层进行一自组装过程，于所述定向自组装材料层中形成一重复排列的嵌段共聚物图案；以及从所述定向自组装材料层中移除不需要的部分，于所述目标层上形成第二抗蚀图案。

【技术特征摘要】
2016.03.14 US 15/069,9361.一种形成图案的方法，其特征在于，包含：提供一衬底，于所述衬底上形成一目标层；于所述目标层上形成多个第一抗蚀图案；于所述第一抗蚀图案上全面沉积一定向自组装材料层，其中所述定向自组装材料层填满所述第一抗蚀图案之间的空隙；对所述定向自组装材料层进行一自组装过程，于所述定向自组装材料层中形成一重复排列的嵌段共聚物图案；以及从所述定向自组装材料层中移除不需要的部分，于所述目标层上形成第二抗蚀图案。2.根据权利要求1所述的形成图案的方法，其特征在于，所述目标层包含氧化硅、氮化硅、硅或多晶硅。3.根据权利要求1所述的形成图案的方法，其特征在于，各个所述第一抗蚀...

【专利技术属性】
技术研发人员：周国耀，
申请(专利权)人：美光科技公司，
类型：发明
国别省市：美国,US