[发明专利]光刻图案化的方法

说明书

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，其中光敏剂包含共振环，且共振环包含氮与至少一双键。方法亦包括对光致抗蚀剂层进行曝光工艺。方法亦包括显影光致抗蚀剂层以形成图案化的光致抗蚀剂层。

技术领域

本公开实施例涉及半导体装置的形成方法，更特别涉及极紫外线光刻中光敏膜的组成，与采用此光致抗蚀剂膜的方法。

背景技术

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，公知的i-ArF光致抗蚀剂面临巨大挑战，其光学限制使分辨率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。极紫外线光刻可施加所需的复杂组于光致抗蚀剂膜上。

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。由于已知光敏剂的化学结构、用于极紫外线工具的源功率低、与其他因素，极紫外线光致抗蚀剂仍有能量效率与其他相关问题。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，其中光敏剂包含共振环，且共振环包含氮与至少一双键；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1A至图1C是依据所述原理的一例中，对极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂进行的光刻图案化工艺。

图2是依据所述原理的一例中，极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂组成。

图3A与图3B是依据所述原理的一例中，用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的光敏剂其多种特性。

图4是依据所述原理的一例中，可用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的聚合物结构。

图5是依据所述原理的一例中，可用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的阻挡结构。

图6A与图6B是依据所述原理的一例中，可用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的光敏剂其化学结构。

图7A、图7B、图7C、与图7D是依据所述原理的一例中，用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的光酸产生剂其化学结构。

图8A、图8B、图8C、图8D、图8E、图8F、图8G、与图8H是依据所述原理的一例中，用于极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的光酸产生剂其额外的化学结构。

图9是依据所述原理的一例中，采用极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的方法其流程图。

图10是依据所述原理的一例中，采用极紫外线敏感度提高的光致抗蚀剂的方法其流程图。

附图标记说明：

100 半导体结构

102 基板