微影方法技术

本揭露是关于一种微影方法，其包括在基板上方形成抗蚀剂层。抗蚀剂层曝露于辐射。使用移除所曝露的抗蚀剂层的曝露部分的显影剂显影所曝露的抗蚀剂层，进而形成图案化的抗蚀剂层。使用碱性水冲洗溶液冲洗图案化的抗蚀剂层。

Micrography method

【技术实现步骤摘要】
微影方法
本揭露涉及一种用于正色调显影的微影方法。
技术介绍
微影术广泛地用于集成电路(IC)制造中，其中各种IC图案转移至工件以形成IC元件。微影术制程可包括在工件上方形成抗蚀剂层，将抗蚀剂层曝露于图案化辐射，及显影所曝露的抗蚀剂层，进而形成图案化的抗蚀剂层。随着IC技术不断向更小的技术节点发展，抗蚀剂图案的结构完整性变得更脆弱，因为抗蚀剂图案更易于变形、破裂及/或剥落。多个因素影响此等参数，其中有用于所曝露抗蚀剂层上的显影剂及冲洗溶液的选择。移除抗蚀剂层的曝露部分的正色调显影(Positivetonedevelopment，PTD)及移除抗蚀剂层的未曝露部分的负色调显影(Negativetonedevelopment，NTD)常常使用不同的显影剂及冲洗溶液。现有的PTD制程及NTD制程导致各种抗蚀剂结构问题。因此，虽然现有的微影技术大体已满足其预期的目的，但它们并非在各方面都完全令人满意。
技术实现思路
本揭露提供一种微影方法，包括在基板上方形成抗蚀剂层；抗蚀剂层曝露于辐射；使用显影剂显影所曝露的抗蚀剂层，进而形成图案化的抗蚀剂层；使用碱性水冲洗溶液冲洗图案化的抗蚀剂层。本揭露提供一种微影方法，包括在基板上方形成抗蚀剂层；抗蚀剂层曝露于辐射；使用碱性水溶液润湿所曝露的抗蚀剂层；使用移除所曝露的抗蚀剂层的曝露部分的显影剂显影所曝露的抗蚀剂层，进而形成图案化的抗蚀剂层。本揭露提供一种微影方法，包括在基板上方形成抗蚀剂层。抗蚀剂层曝露于辐射；在正色调显影剂中显影抗蚀剂层，进而形成图案化的抗蚀剂层；在显影抗蚀剂层期间向抗蚀剂层提供碱性水溶液；碱性水溶液的pH值低于正色调显影剂的pH值，且碱性水溶液的碱浓度低于正色调显影剂的碱浓度。附图说明当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本揭露的各方面。应注意，各种特征不一定按比例绘制。实际上，为了清楚说明，可以任意增加或减小各种特征的尺寸和几何形状。图1是根据本揭露的各种态样的用于处理工件的微影方法的流程图；图2A至图2I是根据本揭露的各种态样的处于各种制造阶段的部分或完整的工件的剖面图；图3是根据本揭露的各种态样的用于处理工件的微影方法的流程图；图4是根据本揭露的各种态样的用于处理工件的微影方法的流程图；图5A至图5E是根据本揭露的各种态样的处于各种制造阶段的部分或完整的工件的剖面图。【符号说明】100：方法110：区块120：区块130：区块/操作140：区块/操作140'：操作150：区块160：区块170：区块180：操作200：工件202：辐射204：显影剂206：冲洗溶液210：基板220：材料层220'：材料层222：图案224：掺杂特征(区域)230：抗蚀剂层230'：抗蚀剂层232：曝露部分234：未曝露部分240：导电材料线300：微影术方法/方法400：微影术方法/方法500：工件510：硬遮罩512：金属间层512'：金属间层514：含硅层514'：含硅层520：多层结构522：底层522'底层524：中间层524'：中间层具体实施方式以下揭露提供用于实施所提供标的的不同特征的许多不同的实施例或实例。下文描述部件及布置的特定实例以简化本揭露。当然，此等特定实例仅为实例且不意欲为限制性的。举例而言，在以下描述中第一特征形成于第二特征上方或形成于第二特征上可包括第一特征及第二特征直接接触而形成的实施例，且亦可包括额外特征可形成于第一特征与第二特征之间使得第一特征及第二特征不直接接触的实施例。另外，本揭露可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复是为简单及清晰的目的且本身不规定所论述的各种实施例及/或配置之间的关系。另外，本文为便于描述可使用诸如“之下”、“下方”、“下”、“上方”、“上”及其用语的空间上相对的术语以描述如图形中所图示的一元素或特征相对于另一(其他)元素或特征的关系。空间上相对的术语意欲涵盖除图形中所描绘的定向之外使用中或操作中的元件的不同定向。装置可按另一方向定向(转动90度或处于其他定向)且可因此同样地解释本文中所使用的空间上相对的描述符。如本文所使用，“大约”、“约”、“近似”或“大体上”大致意谓既定值或范围的百分之20内或百分之10内或百分之5内。本文给出的数值量为近似的，意谓即使不清楚地叙述亦可推断术语“大约”、“约”、“近似”或“大体上”。本揭露中所描述的进阶微影术制程、方法及材料可用于许多应用中，包括鳍式场效晶体管(FinFET)。举例而言，鳍片可经图案化以在特征之间产生相对密集的间距，此很适合以上揭露。另外，可根据以上揭露处理用于形成FinFET的鳍片的间隔件。微影术可使用两种类型的显影制程中的一者：正色调显影(Positivetonedevelopment，PTD)制程及负色调显影(Negativetonedevelopment，NTD)制程。PTD制程使用正色调显影剂，其是指选择性溶解且移除抗蚀剂层的曝露部分的显影剂。NTD制程使用负色调显影剂，其是指选择性溶解且移除抗蚀剂层的未曝露部分的显影剂。PTD制程使用水基显影剂及水基冲洗溶液。NTD制程使用基于有机物的显影剂及基于有机物的冲洗溶液。当试图满足进阶技术节点对微影术解析度的需求时PTD制程及NTD制程具有缺点。举例而言，已观察到PTD制程及NTD制程造成抗蚀剂图案膨胀，导致抗蚀剂层的曝露部分与未曝露部分之间的对比不足(换言之，不良的抗蚀剂对比)且导致变形、破裂及/或剥落问题。在PTD中，水基冲洗溶液易于质子化抗蚀剂的羧基，进而产生抗蚀剂层的残余物。本揭露因此探索可改良抗蚀剂层的残余物问题的有关PTD的材料及技术。举例而言，本揭露通过改变冲洗溶液的成分解决了PTD方法中的问题。在一些实施例中，不在冲洗溶液中使用纯水，而是碱加入冲洗溶液中以显著增加其去质子化能力，此减少抗蚀剂层中的残余物。可自聚合物分子移除氢，使得聚合物分子增加其对基于水的冲洗溶液的溶解度。图1是根据本揭露的各种态样的用于处理工件(例如基板)的微影方法100的流程图。在一些实施例中，通过使用诸如深紫外线(DUV)微影术、超紫外线(EUV)微影术、电子束微影术、X光微影术及/或其他微影术的进阶微影术制程的系统完全或部分地实施方法100以增强微影术解析度。首先简短地介绍图1的操作且随后结合图2A至图2I详细说明此等操作。在方块110处，抗蚀剂层形成于基板上方。在一些实施例中，抗蚀剂层为正色调抗蚀剂。在方块120处，抗蚀剂层以电磁波的形式曝露于辐射。在一些实施例中，抗蚀剂层曝露于图案化EUV辐射。在方块130处，使用曝露后烘烤(PEB)制程在较高的温度下烘烤经曝本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微影方法，其特征在于，包含：/n在一基板上方形成一抗蚀剂层；/n将该抗蚀剂层曝露于辐射；/n使用一显影剂显影所曝露的该抗蚀剂层，进而形成一图案化的抗蚀剂层；以及/n使用一碱性水冲洗溶液冲洗该图案化的抗蚀剂层。/n

【技术特征摘要】
20181121 US 62/770,677;20190115 US 16/248,6011.一种微影方法，其特征在于，包含：
在一基板上方形成一抗蚀剂层；
将该抗蚀剂层曝露于辐射；
使用一显影剂显影所曝露的该抗蚀剂层，进而形成一图案化的抗蚀剂层；以及
使用一碱性水冲洗溶液冲洗该图案化的抗蚀剂层。


2.根据权利要求1所述的微影方法，其特征在于，该碱性水冲洗溶液的一pH值低于该显影剂的一pH值。


3.根据权利要求1所述的微影方法，其特征在于，该碱性水冲洗溶液包含一碱，该碱包含氨、甲胺(Methylamine)、二甲胺(Dimethylamine)、三甲胺(Trimethylamine)、吡啶(Pyridine)、咪唑(Imidazole)、吡咯(Pyrrole)、4-甲基咪唑(4-Methylimidazole)、吡唑(Pyrazole)、吡唑啉(Pyrazoline)、吡唑啶(Pyrazolidine)、甲基乙胺(Methylethylamine)、恶唑(Oxazole)、噻唑(Thiazole)或其组合。


4.根据权利要求1所述的微影方法，其特征在于，该显影剂包含氢氧化四甲基铵(TMAH)及一碱，该碱包含氨、甲胺、二甲胺、三甲胺、吡啶...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁明晖，刘朕與，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