微影图案化方法技术

提供一种微影图案化的方法，包括形成材料层于基板上，其中材料层可溶于溶剂中；形成阻挡层于材料层上；以及形成光阻层于阻挡层上，其中光阻层包含光敏材料，且光敏材料溶于溶剂中。上述方法亦包含曝光光阻层；以及在显影剂中显影光阻层。

【技术实现步骤摘要】
微影图案化方法
本专利技术实施例关于半导体装置的制作方法，更特别关于采用阻挡层以隔离有机层与其上的其他层，且其他层可能会部份溶解有机层(若直接接触)。
技术介绍
半导体集成电路产业已经历指数成长。集成电路材料与设计的技术进步，使每一代的集成电路均比前一代的集成电路具有更小且更复杂的电路。在集成电路的演进中，功能密度(如单位芯片面积的内连线装置数目)通常随着几何尺寸(如制程所能形成的最小构件或线路)缩小而增加。制程尺寸缩小通常有利于增加产能并降低相关成本。上述制程尺寸缩小亦会增加集成电路的制程复杂性。几何尺寸缩小导致半导体制程中的挑战。举例来说，有机层作为微影制程中的下方层时，其组成(如单体或高分子)会溶解于涂布其上的另一层(比如中间层或光阻层)中，造成不同材料层之间的混合边界。当几何尺寸持续缩小时制程容忍度会下降，而混合边界会限制制程容许范围(比如曝光或蚀刻的制程容许范围)，并进一步限制微影制程形成的光阻图案的关键尺寸。如此一来，现有的微影制程方法一般适用于其发展目的，但无法完全适用于每一领域。目前亟需解决上述问题的微影方法。
技术实现思路
本专利技术一实施例提供的微影方法，包括：形成下方层于基板上；形成含硅中间层于下方层上，其中含硅中间层具有热酸产生组成；形成光敏层于含硅中间层上；对光敏层进行曝光制程；以及显影光敏层，以形成图案化的光敏层。附图说明图1是本专利技术多种实施例中，微影图案化方法的流程图。图2A、2B、2C-1、2C-2、2D、2E-1、2E-2、2F、2G、2H、2I、与2J是一些实施例中，依据图1的方法形成目标图案的制程剖视图。图3A与3B是一些实施例中，阻挡层中的材料组成。【符号说明】h1、h2厚度Ra光切换单体Rc调整单体Rg反应性单体100方法102、104、106、108、110、112、114、116、118、120、122步骤200半导体装置202基板204图案化层206有机层206a、206b、208a、208b、210a、210b部份208阻挡层210光阻层212、222射线束214、224光掩模216显影剂228溶液300材料组成302高分子304高分子主链306光酸产生剂312溶剂具体实施方式下述揭露内容提供许多不同实施例或例子以实施本专利技术的不同结构。下述特定构件与排列的例子用以简化本专利技术而非局限本专利技术。举例来说，形成第一构件于第二构件上的叙述包含两者直接接触，或两者的间隔有其他额外构件而非直接接触。此外，本专利技术的多个实例可采用重复标号及/或符号使说明简化及明确，但这些重复不代表多种实施例中相同标号的元件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。在半导体制程中，多种有机材料可沉积或形成于基板上。在制程中，有机材料的移除、清洁、或剥除方法可包含干式方法如干式灰化或等离子体灰化，或湿式方法如溶剂剥除。干式方法具有多种缺陷，比如采用高能离子移除有机材料会造成射线损伤下方基板，或者在许多干式方法中采用的较高温环境会让杂质扩散至基板中。与此相较，湿式方法的优点可减少基板损伤与腐蚀，改善横越基板的制程一致性，并增加基板的产量(比如增加单次制程循环中同时处理的基板数量)。但是在有机材料硬化时，比如有机材料中的单体或高分子因高温产生交联反应而硬化，湿式方法将难以移除硬化的有机材料。这会导致未完全移除的有机材料残留于基板表面及/或小结构上。如此一来，采用的有机材料需具有不交联的单体或高分子(又称作不交联的有机材料)，使移除步骤可采用湿式方法如溶剂剥除移除有机材料。然而形成在有机材料层上的相邻材料层中的溶剂，可能会溶解上述单体或高分子。举例来说，作为蚀刻掩模的有机材料层，可能会与涂布其上的光阻层互混于两层之间的界面。或者在三层图案化方案中，构成下方层的有机材料层，可能会与涂布其上的中间层互混。上述互混会模糊材料层之间的边界，并限制制程容许范围(比如劣化曝光中的成像解析度)。本专利技术的目的的一为提供新颖且改良的材料层组成，其可作为阻挡层以避免有机层与其他材料层互混，有利于先进微影制程达到高图案保真度。上述微影制程包含深紫外线微影、极紫外线微影、与电子束微影。上述阻挡层可维持(不影响)溶剂剥除中，有机材料的移除效率。图1是本专利技术多种实施例中，图案化基板(如半导体晶片)的方法100的流程图。可采用深紫外线微影、极紫外线微影、电子束微影、X光微影、离子束微影、或其他微影制程的执行系统，部份或完全地实施方法100。在方法100之前、之中、与之后可进行额外步骤，且方法的其他实施例可置换、省略、或调换一些步骤。方法100仅用以举例，而非局限本专利技术至申请专利范围未实际限缩的部份。在下述内容中，方法100将搭配第2A至2J、3A、与3B图说明，其中半导体装置200的制作方法采用方法100的实施例。半导体装置200可为制作集成电路的中间阶段的装置或其部份，其可包含静态随机存取存储体及/或逻辑电路；无源构件如电阻、电容、或电感；或有源构件如二极管、场效晶体管、p型场效晶体管、n型场效晶体管、鳍状场效晶体管、其他三维场效晶体管、金氧半场效晶体管、互补式金氧半场效晶体管、双极性晶体管、高压晶体管、高频晶体管、其他存储单元、或上述的组合。如图1所示，方法100的步骤102接收(或被提供)基板202。如图2A所示，基板202包含一或多个材料或组成的层状物。在一实施例中，基板202为半导体基板如晶片。在另一实施例中，基板202包含结晶结构的硅。在又一实施例中，基板202可包含另一半导体元素如锗；半导体化合物如碳化硅、砷化镓、砷化铟、或磷化铟；半导体合金如磷化镓砷、砷化铝铟、砷化铝镓、砷化铟镓、磷化镓铟、及/或磷砷化镓铟；或上述的组合。基板202可包含绝缘层上硅基板、可具有应力以增进效能、可包含外延区、可包含隔离区、可包含掺杂区、可包含一或多个半导体装置或其部份、可包含导电及/或非导电层、及/或可包含其他合适结构与层状物。在此实施例中，基板202包含图案化层204。在一实施例中，图案化层204为硬掩模层，其包含的材料可为非晶硅、氧化硅、氮化硅、氮化钛、或其他合适的材料或组成。在一实施例中，图案化层204为抗反射涂层(如无氮的抗反射涂层)，其包含的材料可为氧化硅、碳氧化硅、或等离子体增强化学气相沉积的氧化硅。在多种实施例中，图案化层204可包含高介电常数的介电层、栅极层、硬掩模层、界面层、盖层、扩散阻障层、介电层、导电层、其他合适的层状物、及/或上述的组合。图案化层204形成于基板202上的方法可为一或多道沉积技术，比如物理气相沉积、化学气相沉积、或原子层沉积。在其他实施例中，基板202为光掩模基板，其可包含低热膨胀材料如石英、硅、碳化硅、或氧化硅-氧化钛化合物。在此例中，基板202可为用于深紫外线光掩模、极紫外线光掩模、或其他种类光掩模的光掩模基板。如图1与2A所示，方法100的步骤104形成材料层于基板202上。在多种实施例中，材料层包含可图案化的有机材料。如此一来，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微影图案化的方法，包括：形成一材料层于一基板上，其中该材料层可溶于一溶剂中；形成一阻挡层于该材料层上；形成一光阻层于该阻挡层上，其中该光阻层包含一光敏材料，且该光敏材料溶于该溶剂中；曝光该光阻层；以及在一显影剂中显影该光阻层。

【技术特征摘要】
2017.05.17 US 15/597,3091.一种微影图案化的方法，包括：形成一材料层于一基板上，其中该材料层...

【专利技术属性】
技术研发人员：王筱姗，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