制造半导体器件的方法和半导体器件制造工具技术

本公开涉及制造半导体器件的方法和半导体器件制造工具。一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底之上形成包括光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层。将光致抗蚀剂层选择性地暴露于光化辐射。在将光致抗蚀剂层选择性地暴露于光化辐射之后，加热光致抗蚀剂层。在加热光致抗蚀剂层期间，使气体流过光致抗蚀剂层。气体的流动在加热光致抗蚀剂层期间被改变，并且在加热光致抗蚀剂层之后显影光致抗蚀剂层，以在光致抗蚀剂层中形成图案。致抗蚀剂层中形成图案。致抗蚀剂层中形成图案。

【技术实现步骤摘要】
制造半导体器件的方法和半导体器件制造工具


[0001]本公开涉及制造半导体器件的方法和半导体器件制造工具。

技术介绍

[0002]随着消费者设备响应于消费者需求而变得越来越小，这些设备的各个组件的尺寸也必然缩小。半导体器件(其是移动电话、平板电脑等设备的主要组成部分)已经受到压力而变得越来越小，其中半导体器件内的各个器件(例如，晶体管、电阻器、电容器等)也受到相应压力而缩小尺寸。
[0003]在半导体器件的制造工艺中使用的一种实现技术是使用光刻材料。这种材料被应用于要被图案化的层的表面，并且然后暴露于自身已经被图案化的能量。这种曝光改变了光敏材料的暴露区域的化学和物理性质。这种改变以及没有对光敏材料的未被暴露的区域进行改变可以用来去除一个区域，而不去除另一区域。
[0004]然而，随着各个器件的尺寸被减少，光刻处理的工艺窗口变得越来越严格。因此，光刻处理领域的进步是必要的以保持缩小器件的能力，并且需要进一步的改进以满足预期的设计标准，使得能够保持走向越来越小的组件。
[0005]随着半导体行业为追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本而进入纳米技术工艺节点，在减小半导体特性尺寸方面一直存在挑战。极紫外光刻(Extreme ultraviolet lithography，EUVL)已经被开发以形成更小的半导体器件特征尺寸并且增加半导体晶圆上的器件密度。为了提高EUVL工艺的效率，需要减少EUV暴露剂量并且提高光致抗蚀剂的性能。

技术实现思路

[0006]根据本公开的一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底之上形成包括光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层；将所述光致抗蚀剂层选择性地暴露于光化辐射；在将所述光致抗蚀剂层选择性地暴露于光化辐射之后，加热所述光致抗蚀剂层，在加热所述光致抗蚀剂层期间，使气体流过所述光致抗蚀剂层，其中，所述气体的流动在加热所述光致抗蚀剂层期间被改变；以及在加热所述光致抗蚀剂层之后显影所述光致抗蚀剂层，以在所述光致抗蚀剂层中形成图案。
[0007]根据本公开的另一方面，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底之上形成包括光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层；将所述光致抗蚀剂层按图案方式暴露于光化辐射；在将所述光致抗蚀剂层按图案方式暴露于光化辐射之后，烘烤所述光致抗蚀剂层，在烘烤所述光致抗蚀剂层期间，使气体流过所述光致抗蚀剂层，其中，在使气体流过所述光致抗蚀剂层期间，所述气体从位于所述光致抗蚀剂层的主表面之上的气体喷头以第一流速被供应到所述光致抗蚀剂层之上的空间，并且所述气体通过位于所述喷头的外围附近的一个或多个气体排气从所述光致抗蚀剂层之上的空间被排出，其中，所述气体在第一时间段以第二流速从所述光致抗蚀剂层之上的空间被排出，并且然后所述气体在第二时间段以第三流
速从所述光致抗蚀剂层之上的空间被排出，其中，所述第三流速大于所述第二流速；以及在烘烤所述光致抗蚀剂层之后显影所述光致抗蚀剂层，以在所述光致抗蚀剂层中形成图案。
[0008]根据本公开的又一方面，提供了一种半导体器件制造工具，包括：处理腔室；晶圆支撑件，设置在所述处理腔室内部；加热元件，设置在所述晶圆支撑件内部；气体歧管，设置在所述晶圆支撑件之上，其中，所述气体歧管包括：多个第一开口，在所述气体歧管的面对所述晶圆支撑件的表面中，所述多个第一开口被配置为引导气体穿过所述第一开口流向所述晶圆支撑件，以及一个或多个第二开口，被配置为从所述晶圆支撑件排出所述气体，其中，所述一个或多个第二开口位于所述气体歧管的外围部分中或位于所述气体歧管的中心部分中；以及控制器，被配置为控制：所述气体流过所述第一开口的流速；所述气体流过所述一个或多个第二开口的流速；以及所述加热元件的温度。
附图说明
[0009]在结合附图阅读时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开。应注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的，并且仅用于说明性目的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小。
[0010]图1示出了根据本公开的实施例的制造半导体器件的工艺流程。
[0011]图2示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0012]图3A和图3B示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0013]图4A、图4B和图4C示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0014]图5A和图5B示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0015]图6A、图6B和图6C示出了根据本公开的实施例的气体喷头的实施例。
[0016]图7示出了根据本公开的实施例的半导体器件制造工具。
[0017]图8A和图8B示出了根据本公开的实施例的控制器的实施例。
[0018]图9A和图9B示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0019]图10A和图10B示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0020]图11示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0021]图12示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0022]图13示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0023]图14A示出了根据本公开的实施例的有机金属前体。图14B示出了有机金属前体在暴露于光化辐射时发生的反应。图14C示出了根据本公开的实施例的有机金属前体的示例。
[0024]图15示出了根据本公开的实施例的光致抗蚀剂组合物成分由于暴露于光化辐射和加热而发生的反应。
[0025]图16示出了根据本公开的实施例的沉积装置。
[0026]图17示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0027]图18A和图18B示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0028]图19示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0029]图20示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0030]图21示出了根据本公开的实施例的顺序操作的工艺阶段。
[0031]图22是根据本公开的实施例的方法的流程图。
[0032]图23是根据本公开的实施例的方法的流程图。
[0033]图24是根据本公开的实施例的方法的流程图。
具体实施方式
[0034]应当理解，以下公开提供了用于实现本公开的不同特征的许多不同的实施例或示例。下面描述了组件和布置的具体实施例或示例，以简化本公开。当然，这些仅是示例并且不旨在进行限制。例如，元件的尺寸不限于所公开的范围或值，而是可以取决于工艺条件和/或器件的期望特性。此外，在下面的描述中，在第二特征上或之上形成第一特征可以包括以直接接触的方式形成第一特征和第二特征的实施例，并且还可以包括能够在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。为了简单和清楚的目的，可以以不同的比例任意绘制各种特征。
[0035]此外，为了本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底之上形成包括光致抗蚀剂组合物的光致抗蚀剂层；将所述光致抗蚀剂层选择性地暴露于光化辐射；在将所述光致抗蚀剂层选择性地暴露于光化辐射之后，加热所述光致抗蚀剂层，在加热所述光致抗蚀剂层期间，使气体流过所述光致抗蚀剂层，其中，所述气体的流动在加热所述光致抗蚀剂层期间被改变；以及在加热所述光致抗蚀剂层之后显影所述光致抗蚀剂层，以在所述光致抗蚀剂层中形成图案。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述加热期间，所述光致抗蚀剂层在从70℃到220℃的范围内的温度下被加热。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述加热期间，所述光致抗蚀剂层被加热40秒到200秒。4.根据权利要求1所述的方法，其中，在使气体流过所述光致抗蚀剂层期间，所述气体通过包括多个气体供应开口和一个或多个气体排气的歧管被供应到所述光致抗蚀剂层之上的空间，并且从所述空间被排出。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述一个或多个气体排气位于所述歧管的中心部分或所述歧管的边缘部分。6.根据权利要求5所述的方法，其中，在使气体流过所述光致抗蚀剂层的第一时间段期间，所述气体仅从位于所述歧管的边缘部分的气体排气被排出，并且然后在使气体流过所述光致抗蚀剂层的第二时间段期间，所述气体从位于所述歧管的边缘部分的气体排气和位于所述歧管的中心部分的气体排气被排出。7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一时间段比所述第二时间段更长。8.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一时间段在从40秒到200秒的范围内，并且所述第二时间段在从2秒到85秒的范围内。9....

【专利技术属性】
技术研发人员：李蕙君，冯东鸿，李邦鼎，
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：