半导体装置的制作方法制造方法及图纸

提供一种材料组成以及方法，其包含形成图案化光阻层于基板上。图案化光阻层具有第一图案宽度与第一图案轮廓，且第一图案轮廓具有活性点位的第一比例。在一些例子中，将处理材料涂布至图案化光阻层。在一些实施例中，处理材料键结至图案化光阻层的表面，以提供处理后的图案化光阻层，处理后的图案化光阻层具有第二图案轮廓，第二图案轮廓具有活性点位的第二比例，且第二比例大于第一比例。举例来说，在涂布处理材料至图案化光阻层时，可进行第一图案缩减制程，其中处理后的图案化光阻层具有第二图案宽度，且第二图案宽度小于第一图案宽度。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制作方法
本专利技术实施例关于半导体装置的制作方法，更特别关于用以处理极紫外线微影中的光阻材料的材料组成及/或复合物，以及采用上述材料组成及/或复合物的方法。
技术介绍
电子产业对较小与较快的电子装置的需求增加，且电子装置同时提供大量的复杂功能。综上所述，半导体产业的持续趋势为制作低成本、高效能、与低能耗的集成电路。通过缩小半导体的集成电路尺寸(如最小结构尺寸)可达这些远程目标，进而改良产能与降低相关成本。然而缩小尺寸也会增加集成电路制程的复杂性。为了实现半导体集成电路与装置单元的持续进展，需要在半导体制程与技术上具有类似进展。一般而言，半导体集成电路的最小结构尺寸，为用于微影制程中的射线源波长、光阻组成、光阻选择性、与其他参数的函数。在半导体微影的进展中，射线源波长缩短且较弱，因此光阻设计为尽可能有效地利用射线源。在一例中，导入化学放大光阻组成，以增加光阻对曝光光源的敏感度。然而，化学放大光阻系统面临难以克服的难处，比如薄膜中的低光子吸收度、中等的蚀刻选择性、以及有限的解析度增益。此外，对具有高解析度、低线宽粗糙度、与高敏感度等特性的光阻需求，远大于化学放大光阻系统所能提供。如此一来，化学放大光阻本身在半导体技术的持续进展中，无法满足新世代的微影需求。如此一来，现有技术无法完全满足所有方面。
技术实现思路
本专利技术一实施例提供的半导体装置的制作方法，包括：形成图案化光阻层于基板上，其中图案化光阻层具有第一图案宽度与第一图案轮廓，且第一图案轮廓具有活性点位的第一比例；将处理材料涂布至图案化光阻层，其中处理材料键结至图案化光阻层的表面，以提供处理后的图案化光阻层，处理后的图案化光阻层具有第二图案轮廓，第二图案轮廓具有活性点位的第二比例，且第二比例大于第一比例；以及在涂布处理材料至图案化光阻层时，进行第一图案缩减制程，其中处理后的图案化光阻层具有第二图案宽度，且第二图案宽度小于第一图案宽度。附图说明图1A、1B、与1C是一些实施例中的引导图案。图2A与2B是一些实施例中的第一处理材料。图3A与3B是一些实施例中的第二处理材料。图4A、4B、与4C是一些实施例中的接枝单体Rg。图5A、5B、5C、与5D是一些实施例中的活性点位Ra。图6是多种实施例中，采用处理材料作为后处理制程的一部份的方法其流程图。图7A、7B、7C、与7D是依据图6的方法形成的半导体结构，于多种制程阶段中的上视图与剖视图。【符号说明】A-A’、B-B’剖线Ra活性点位Rg第一接枝单体Rg’第二接枝单体Rs有机可溶单体W1、W2有效图案宽度102花生状图案104分开的孔洞图案106狭长的沟槽图案200第一处理材料300第二处理材料600方法602、604、606、608、610步骤700、710结构702基板704图案化光阻层具体实施方式下述内容提供的不同实施例或实例可实施本专利技术的不同结构。特定构件与排列的实施例用以简化本专利技术而非局限本专利技术。举例来说，形成第一结构于第二结构上的叙述包含两者直接接触，或两者的间隔有其他额外结构而非直接接触。此外，本专利技术的多种例子中可重复标号，但这些重复仅用以简化与清楚说明，不代表不同实施例及/或设置之间具有相同标号的单元之间具有相同的对应关系。此外，空间性的相对用语如「下方」、「其下」、「较下方」、「上方」、「较上方」、或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在图示中的相对关系。空间性的相对用语可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于图示方向。元件亦可转动90°或其他角度，因此方向性用语仅用以说明图示中的方向。在一些例子中，下述实施例亦可用于处理深紫外线与电子束微影中的光阻材料。一般而言，微影图案化包含以光阻膜涂布基板，以射线源如深紫外线、紫外线、或电子束等射线源曝光光阻膜，以及在显影剂(化学溶液)中显影曝光后的光阻。显影剂可移除部份的曝光光阻(比如正型光阻的曝光部份或负型光阻的未曝光部份)，以形成图案化光阻层。接着可在后续蚀刻制程中，采用图案化光阻层作为蚀刻掩模，以将图案化光阻层的图案转移至下方材料层。在另一实施例中，在对下方层如外延的半导体层进行后续离子注入的制程中，采用光阻图案作为离子注入掩模。一般而言，半导体集成电路的最小结构尺寸，为用于微影制程中的射线源波长、光阻组成、光阻选择性、与其他参数的函数。在半导体微影进展中，射线源波长缩短为用于深紫外线微影的248nm(KrF激光)至193nm(ArF激光)，以及用于极紫外线微影的13.5nm。用以产生这些光波长射线源(光源)相对较弱，因此光阻设计为尽可能有效的利用光源。采用现有的化学放大光阻可达部份目标，且化学放大效果可增加光阻对曝光光源的敏感度。目前大部份的半导体公司采用化学放大光阻以用于大量生产。化学放大光阻已用于248nm(比如KrF激光)与193nm(比如ArF激光)的深紫外线微影，以及13.5nm的极紫外线微影，但对具有高解析度、低线宽粗糙度、与高敏感度等特性的光阻需求，远大于化学放大光阻系统所能提供。上述挑战称作RLS权衡得失，其非常难以同时最佳化光阻的解析度、低线宽粗糙度、与敏感度。如此一来，现有方法无法适当地满足新世代的微影需求。在用于进一步缩小图案尺寸的至少一例中，采用多种光阻后处理方法。一般而言，这些方法中的处理材料可用于图案化光阻层，其可通过图案缩减材料的种类缩小图案(如缩小关键尺寸)及/或增进解析度。然而至少一些后处理方法对光阻的图案轮廓敏感。如此一来，一些例子中的可变光阻图案轮廓可具有不同区域(比如图案化光阻侧壁区)，其具有不同的活性点位(比如与后续沉积的层状物作用的点位)比例。在一些例子中，材料组成可处理图案化光阻层，以在进行图案缩减的后处理制程之前，先调整光阻的图案轮廓。然而此方法会导致较高的制程成本与复杂性。光阻图案缩减的一些例子已揭露，比如2016年1月29日申请的美国专利申请案15/010443，其名称为「显影后处理方法与用于缩减光阻层的关键尺寸的材料」。与现有技术相较，本专利技术实施例具有优点。但应理解其他实施例可具有不同优点，下述内容不必说明所有优点，且所有实施例不需具有特定优点。一般而言，下述实施例提供材料组成与处理光阻材料(比如图案化光阻层)的方法，进而提供较佳的图案缩减及/或解析度增进。在多种实施例中，此处所述的材料组成与处理制程对光阻的图案轮廓的敏感度可最小化。在一些例子中，本处所述的实施例亦可用以调整图案轮廓。上述调整步骤可在图案缩减制程之前，其中缩减材料可沉积于处理后的图案化光阻层上。在另一实施例中，此处所述的处理材料本身可用于图案缩减制程，使图案缩减制程对光阻图案轮廓实质上不敏感。一般而言，多种实施例中的处理制程可用以提供较一致的活性点位比例于图案化光阻层的表面上。在多种实施例中，此处所述的材料组成与处理制程可应于于多种引导图案种类，其可包含图案化光阻层。举例来说，此处所述的一些引导图案可包含合并或分开的1×2、1×3、1×N、或N×N个(N大于3)方形或狭长孔洞。这些图案阵列或图案链可依任何方向或角度形成。在一些例子中，引导图案可包含花生状图案或较长沟槽。以图1A、1B、与1C为例，分别为引导图案的一些种类，比如花生状图案102、分开的孔洞图案104、与狭长的沟槽图案106。在一些实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置的制作方法，包括：形成一图案化光阻层于一基板上，其中该图案化光阻层具有一第一图案宽度与一第一图案轮廓，且该第一图案轮廓具有活性点位的第一比例；将一处理材料涂布至该图案化光阻层，其中该处理材料键结至该图案化光阻层的表面，以提供一处理后的图案化光阻层，该处理后的图案化光阻层具有一第二图案轮廓，该第二图案轮廓具有活性点位的第二比例，且第二比例大于第一比例；以及在涂布该处理材料至该图案化光阻层时，进行一第一图案缩减制程，其中该处理后的图案化光阻层具有一第二图案宽度，且该第二图案宽度小于该第一图案宽度。

【技术特征摘要】
2016.12.15 US 62/434,886;2017.06.13 US 15/621,6461.一种半导体装置的制作方法，包括：形成一图案化光阻层于一基板上，其中该图案化光阻层具有一第一图案宽度与一第一图案轮廓，且该第一图案轮廓具有活性点位的第一比例；...

【专利技术属性】
技术研发人员：王筱姗，吴承翰，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