[发明专利]光刻图案化的方法

说明书

本发明一些实施例提供提供光刻图案化的方法，包括形成光致抗蚀剂层于基板上，其中光致抗蚀剂层包含聚合物、光敏剂、与光酸产生剂，其中光酸产生剂包含化学键合至硫的第一苯环与第二苯环，第一苯环与第二苯环更化学键合在一起，以增加光酸产生剂的敏感度；对光致抗蚀剂层进行曝光工艺；以及显影光致抗蚀剂层以形成图案化的光致抗蚀剂层。本发明提供敏感度增加的光致抗蚀剂材料，可增加光致抗蚀剂材料的敏感度。

技术领域

本发明实施例涉及制作半导体装置的方法，更特别涉及极紫外线光刻中的光敏膜的组成及采用光敏膜进行光刻图案化的方法。

背景技术

半导体集成电路产业已快速成长一段时日。集成电路材料与设计的技术进展，使每一代的集成电路比前一代的集成电路更小更复杂。在集成电路进化的课题中，功能密度(单位芯片面积的内连线装置数目)通常随着几何尺寸(比如工艺所能形成的最小构件或线路)缩小而增加。尺寸缩小的工艺的优点在于增加产能并降低相关成本，不过也会增加集成电路工艺的复杂性。举例来说，当半导体工艺持续缩小间距至低于20nm的节点时，现有技术的i-ArF面临巨大挑战，其光学限制使解析度与光刻效能无法达到要求。极紫外线光刻已用于符合较小装置其关键尺寸的需求。极紫外线光刻采用的扫描机的射线在极紫外线区中，其波长介于约1nm至约100nm之间。一些极紫外线扫描机与一些光学扫描机类似，可提供4X微缩投影曝光至涂布在基板上的光致抗蚀剂膜上，差别在于极紫外线扫描机为反射式光学件而非折射式光学件。极紫外线光刻施加复杂的需求于光致抗蚀剂膜上。

ArF光致抗蚀剂中的光酸产生剂可吸收波长193nm的波并产生光酸，而酸将进行1000倍的化学放大反应并使酸活性基团去保护。与193nm的ArF光致抗蚀剂不同，极紫外线会使光敏剂产生二次电子。二次电子的能量与193nm的能量类似。与193nm的ArF光致抗蚀剂类似，光酸产生剂会吸收二次电子以进一步产生光酸并进行化学放大反应。然而用于极紫外线工具的源功率低，因此光致抗蚀剂无法有效产生足够的酸以达所需解析度。目前亟需改善此领域的光致抗蚀剂与采用其的方法。

发明内容

本公开一实施例提供的光刻图案化的方法，包括形成光致抗蚀剂层于基板上，其中光致抗蚀剂层包含聚合物、光敏剂、与光酸产生剂，其中光酸产生剂包含化学键合至硫的第一苯环与第二苯环，第一苯环与第二苯环更化学键合在一起，以增加光酸产生剂的敏感度；对光致抗蚀剂层进行曝光工艺；以及显影光致抗蚀剂层以形成图案化的光致抗蚀剂层。

附图说明

图1为一些实施例中，光刻图案化方法的流程图。

图2A、图2B、图2C、图2D及图2E一些实施例中，半导体结构于多种制作阶段中的剖视图。

图3为一些实施例中，图2A的光致抗蚀剂材料。

图4为一实施例中，图3的光致抗蚀剂材料中的聚合物其化学结构。

图5为一实施例中，图3的光致抗蚀剂材料中的光敏基团其化学结构。

图6为一实施例中，图3的光致抗蚀剂材料中的光酸产生剂其化学结构。

图7为一实施例中，图6的光酸产生剂中的阳离子其化学结构。

图8A、图8B及图8C为多种实施例中，图6的光酸产生剂其化学结构。

图9A、图9B、图9C、图9D、图9E、图9F、图9G及图9H为一些实施例中，图6的光酸产剂中的的阳离子其化学结构。

图10A、图10B及图10C为一些实施例中，图6的光酸产生剂中的阳离子其化学结构。

其中，附图标记说明如下：

100 方法

102、104、106、108、110 步骤

200 半导体结构