半导体装置的制作方法制造方法及图纸

提供一种半导体装置及其制作方法，包含形成硅基树脂于基板上。在多种实施例中，硅基树脂包含硝基苯甲基。在一些实施例中，进行烘烤制程以交联硅基树脂。之后图案化交联的硅基树脂，并采用图案化的交联的硅基树脂作为蚀刻掩模，并蚀刻下方层。在多种例子中，以射线源照射交联的硅基树脂，使交联的硅基树脂解交联。在一些实施例中，采用有机溶液移除解交联的硅基树脂。

【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，更特别关于部份微影制程的材料组成。
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的持续进展，需要在半导体制程与技术上具有类似进展。举例来说，一般微影制程可包含形成图案化的光阻层于硬掩模层上。接着可进行蚀刻制程，其采用图案化的光阻层作为蚀刻掩模并蚀刻硬掩模层，以将图案转移至硬掩模层。后续步骤可将图案转移至基板。随着集成电路尺寸持续缩小，光阻层亦缩小而面临新的挑战。在一些例子中，光阻图案变的较窄且较高，而高深宽比造成光阻图案易于崩塌。此外，光阻层厚度缩小至不足以将光阻图案充份地转移至下方层。在一些情况下，上述问题可能来自于光阻层的抗蚀刻性不足。多种双层或多层(如三层)光阻结构已用于实施成像薄层，其可克服上述的一或多个问题。然而在至少一些状况下，移除双层或多层光阻结构的一或多层时，亦可能蚀刻(即损伤)下方层。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：形成硅基树脂于基板上，其中硅基树脂包含硝基苯甲基；进行烘烤制程，以交联硅基树脂；图案化交联的硅基树脂，并采用图案化的交联的硅基树脂作为蚀刻掩模，且蚀刻下方层；以射线源照射交联的硅基树脂，以解交联硅基树脂；以及采用有机溶液移除解交联的硅基树脂。附图说明图1是一些实施例中，多层光阻结构的剖视图。图2A、2B、与2C是一些实施例中，图案化的多层光阻结构的剖视图。图3与4是一些实施例中，烘烤步骤之前与之后的材料组成。图5与6是一些实施例中，以射线源照射之前与之后的材料组成。图7是多种实施例中，半导体制程方法的流程图。图8A至8H是依据图7的方法制作与处理的装置于中间阶段的剖视图。【符号说明】BL底层ML中间层PR光阻302烘烤步骤502紫外线700方法702、704、706、712、714、716、718、720步骤800半导体装置802基板804底抗反射涂层804A图案化的底抗反射涂层806中间层材料层806'硬掩模层806A图案化的硬掩模层808光阻层810光掩模812、825射线827溶液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。亦应注意的是，本专利技术实施例可用于制作平面的基体金氧半场效晶体管、平面或垂直的多栅晶体管(如鳍状场效晶体管装置、环绕式栅极装置、Ω-栅极装置、或Π-栅极装置)、应力半导体装置、绝缘层上硅装置、部份耗尽绝缘层上硅装置、完全耗尽绝缘层上硅装置、或本
已知的其他装置。此外，此处所述的实施例可用于形成P型及/或N型装置。本
中具有通常知识者应理解，本专利技术实施例利于形成半导体装置的其他实施例。本专利技术关于半导体装置的制作方法，更特别关于部份微影制程的材料组成。在一般的微影图案化制程中，形成光阻层于硬掩模层上，并依集成电路设计布局图案化光阻层。接着采用图案化光阻层作为蚀刻掩模，并蚀刻硬掩模层以将图案转移至硬掩模层。后续步骤可将图案转移至基板。随着集成电路尺寸持续缩小，光阻层亦缩小而面临新的挑战。在一些例子中，光阻图案变的较窄且较高，而高深宽比造成光阻图案易于崩塌。此外，光阻层厚度缩小至不足以将光阻图案充份地转移至下方层。在一些情况下，上述问题可能来自于光阻层的抗蚀刻性不足。用于双层与多层制程中的含硅材料，可成功实施薄成像层并克服一或多个上述问题(如图案崩塌、抗蚀刻性不足、与类似问题)。在双层结构中，含硅光阻层可形成于底抗反射涂层上。含硅光阻比现有光阻具有更高的抗蚀刻性，因此不必跟现有光阻一样厚。在多层或三层结构中，薄光阻层可形成于含硅的底抗反射涂层(或硬掩模)上，而含硅的底抗反射涂层形成于下方的底抗反射涂层上。在一些实施例中，含硅的底抗反射涂层可形成于有机的下方层(如旋转涂布碳的下方层)上。薄光阻层可用于图案化含硅的底抗反射涂层，接着采用图案化的含硅的底抗反射涂层图案化下方的底抗反射涂层。在多种实施例中，三层如光阻、含硅的底抗反射涂层、与下方的底抗反射涂层的形成方法，均可采用旋转涂布制程或化学气相沉积制程。上述双层与三层结构得益于含硅材料的高密度，其来自成份中的单体与分子的交联能力。以图1为例，三层结构中每一层所用的材料如图示。举例来说，一些例子中的光阻PR可包含具有一或多个碳、氢、与氧的材料。如图1所示，以KrF激光作为射线源(248nm)或以ArF激光作为射线源(193nm)所用的光阻材料不同。虽然附图提供光阻材料与射线源的一些例子，但在不偏离本专利技术范畴的情况下亦可采用其他种类的光阻材料与射线源(比如极紫外线或电子束)。在一些例子中，含硅层可称作中间层ML，而中间层ML包含的材料具有一或多个硅、氢、与氧。在一些更详细的例子中，中间层ML可包含OR1基键结至硅，其中O为氧而R1包含有机取代如甲基、乙基、或芳基。含硅材料的单体可非常不稳定，而成份OR1基易于水解，即单体中的OR1可取代为羟基。在一些例子中，这些含硅单体可反应形成交联结构。在多种例子中，移除含硅材料的溶剂(比如烘干制程)后，易于发生上述水解与交联。在一些例子中，中间层ML可包含旋转涂布玻璃层。在一些例子中，下方的底抗反射层可称作底层BL，其中底层BL包含的材料具有一或多个碳、氢、与氧。在一些例子中，底层BL可包含酚醛树脂。在一些实施例中，底层BL可包含旋转涂布碳层。图1所示的三层结构与其材料的挑战之一，是难以控制相邻层状物(比如光阻PR与中间层ML，以及中间层ML与底层BL)之间的蚀刻选择性。特别的是如图2A、2B、与2C图2A、2B、与2C所示，与图1类似的三层结构的主要挑战，为如何移除中间层ML而不损伤下方基板。举例来说，此例的基板可包含低介电常数膜(比如氧化物层)，其对酸与碱(如湿蚀刻制程)及蚀刻电浆(如干蚀刻制程)非常敏感。举例来说，可先图案化光阻PR如图2A所示，接着将光阻PR的图案依序转移至中间层ML与底层BL如图2B所示，且转移图案的方法可为湿蚀刻制程及/或干蚀刻制成。之后可采用湿蚀刻制程及/或干蚀刻制程移除中间层ML，如图2C所示。然而在至少一些例子中，移除中间层ML的步骤亦蚀刻下方的基板(如低介电常数膜)，即损伤下方基板。换言之，在有效移除中间层ML时非常难以避免损伤下方的基板。虽然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体装置的制作方法，包括：形成一硅基树脂于一基板上，其中该硅基树脂包含硝基苯甲基；进行一烘烤制程，以交联该硅基树脂；图案化交联的该硅基树脂，并采用图案化的交联的该硅基树脂作为一蚀刻掩模，且蚀刻一下方层；以一射线源照射该交联的硅基树脂，以解交联该硅基树脂；以及采用一有机溶液移除解交联的该硅基树脂。

【技术特征摘要】
2016.12.15 US 62/434,933;2017.06.20 US 15/628,2611.一种半导体装置的制作方法，包括：形成一硅基树脂于一...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘朕与，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