半導體裝置的制造方法制造方法及圖紙

本發明專利技術提供一種半導體裝置的制造方法。提供半導體基材。形成包含感光性添加劑成分的圖案化層在半導體基材上。感光性添加劑成分包含金屬陽離子。在金屬陽離子及一或多個陰離子之間形成一或多個鍵。一或多個陰離子的每一者為保護基及高分子鏈鍵結成分的一者。高分子鏈鍵結成分與圖案化層的高分子鏈鍵結。以輻射對半導體基材進行曝光。

Method for manufacturing semiconductor device

The invention provides a method for manufacturing a semiconductor device. Providing semiconductor substrate. A patterned layer comprising a photosensitive additive component is formed on a semiconductor substrate. A photosensitive additive component comprising a metal cation. One or more bonds are formed between the metal cation and one or more anions. One of one or more anions, each of which is a protective base and a polymer chain key. Macromolecular chain bonding component and polymer chain bond of patterned layer. Expose the semiconductor substrate by radiation.

【技術實現步驟摘要】
半導體裝置的制造方法
本專利技術是關于一種半導體裝置的制造方法，特別是關于利用感光材料進行微影制程的方法。
技術介紹
半導體集成電路(IC)產業已經歷快速成長。IC材料及設計的技術進步已生產許多世代的IC，且每一世代都較前一代具有較小及更復雜的電路。然而，這些進步增加了制造及生產IC的復雜度，且為了達成這些進步，IC制造及生產上類似的開發是必要的。在IC發展的過程中，功能密度(即每個晶片面積中交聯裝置的數目)普遍隨著幾何尺寸(即一次制程所能創造最小的組件(或線))的減小而增加。當半導體裝置尺寸持續的縮小，例如低于20納米節點，傳統微影技術有光學上的限制，導致解析度問題，且可能無法達到目標微影效果。相較之下，極紫外線(extremeultraviolet，EUV)微影可實現明顯較小的裝置尺寸。然而，EUV微影仍然有光阻相關的缺點，例如相對于靈敏度及/或效率的缺點。因此，微影效果會打折或降低。因此，須要提供一種制程及材料，以減少、最小化或去除上述圖案化材料的問題。
技術實現思路
本專利技術的一方面為提供一種半導體裝置的制造方法。在一實施例中，此方法包含提供半導體基材。形成圖案化層在半導體基材上，其中圖案化層包含感光性添加劑成分。感光性添加劑成分包含金屬陽離子。形成圖案化層的步驟還包含在金屬陽離子及一或多個陰離子之間形成一或多個鍵，其中一或多個陰離子的每一者為保護基及高分子鏈鍵結成分的一者，且高分子鏈鍵結成分與圖案化層的高分子鏈鍵結。以輻射對半導體基材進行曝光。本專利技術的另一方面提供一種導體裝置的制造方法。在一實施例中，此方法包含形成感光層在半導體基材上，其中感光層包含感光性添加劑成分。感光性添加劑成分包含金屬以及保護基及高分子鏈鍵結成分的至少一者。高分子鏈鍵結成分與感光材料的高分子鏈鍵結。金屬利用一或多個鍵將保護基與高分子鏈鍵結成分的至少一者鍵結。以輻射對感光層進行選擇性曝光。對感光層施以顯影劑，以移除感光層被輻射曝光的多個區域。本專利技術的又一方面為半導體裝置的制造方法，包含形成第一添加劑層在目標基材上，其中第一添加劑層包含感光性添加劑成分，且感光性添加劑成分包含金屬。形成光阻層，其中光阻層包含鄰近于第一添加劑層的酸產生劑。利用輻射對目標基材進行曝光，其中目標基材具有第一添加劑層及設于第一添加劑層上的光阻層。第一添加劑層的添加劑成分吸收輻射并產生二次電子，且光阻層的酸產生劑利用二次電子的能量產生酸。附圖說明根據以下詳細說明并配合閱讀附圖，使本專利技術的實施方式獲致較佳的理解。須注意的是，根據業界的標準作法，附圖的各種特征并未按照比例繪示。事實上，為了進行清楚的討論，特征的尺寸可以經過任意的縮放。圖1是根據本專利技術各種實施方式的半導體裝置的制造方法的一實施例的流程圖；圖2是根據本專利技術各種實施方式的形成圖案化層的方法的一實施例的流程圖；圖3是根據本專利技術各種實施方式的形成圖案化層的方法的一實施例的流程圖；圖4A是根據本專利技術各種實施方式的形成圖案化層的方法的一實施例的流程圖；圖4B是根據本專利技術各種實施方式的形成圖案化層的方法的一實施例的流程圖；圖4C是根據本專利技術各種實施方式的形成圖案化層的方法的一實施例的流程圖；圖4D是根據本專利技術各種實施方式的形成圖案化層的方法的一實施例的流程圖；圖5A、圖5B、圖6、圖7、圖8及圖9是根據本專利技術各種實施方式的半導體裝置的一實施例的局部剖面側視圖；圖10A、圖10B、圖10C、圖10D、圖10E、圖10F、圖10G、圖10H、圖10I、圖10J、圖10K、圖11A、圖11B、圖11C及圖11D是繪示根據本專利技術各種實施方式的添加劑成分的實施例；圖12A、圖12B、圖12C是根據本專利技術各種實施方式的半導體裝置的實施例的局部剖面側視圖；圖12D是根據本專利技術各種實施方式的漂浮性添加劑成分的實施例的流程圖；圖13、圖14、圖15A、圖15B、圖15C、圖15D及圖16是根據本專利技術各種實施方式的半導體裝置的實施例的局部剖面側視圖。具體實施方式以下揭露提供許多不同實施例或例示，以實施所提供的專利技術標的的不同特征。以下敘述的成份及排列方式的特定例示是為了簡化本專利技術。這些當然僅是做為例示，其目的不在構成限制。舉例而言，第一特征形成在第二特征之上或上方的描述包含第一特征及第二特征有直接接觸的實施例，也包含有其他特征形成在第一特征與第二特征之間，以致第一特征及第二特征沒有直接接觸的實施例。除此之外，本專利技術在各種例示中會重復元件符號及/或字母。此重復的目的是為了簡化及明確，并不表示所討論的各種實施例及/或配置之間有任何關系。再者，空間相對性用語，例如“下方(beneath)”、“在…之下(below)”、“低于(lower)”、“在…之上(above)”、“高于(upper)”等，是為了易于描述附圖中所繪示的元素或特征及其他元素或特征的關系。空間相對性用語除了附圖中所描繪的方向外，還包含元件在使用或操作時的不同方向。裝置可以其他方式定向(旋轉90度或在其他方向)，而本文所用的空間相對性描述也可以如此解讀。極紫外線(extremeultraviolet，EUV)微影因為具有實現小尺寸半導體裝置(例如20納米技術節點或更小)的能力而被廣泛使用。EUV光微影制程使用波長為13.5納米的EUV光。然而，光阻內的酸產生劑(acidgenerator)不吸收此短波長的紫外光。根據EUV曝光制程的酸產生機制，感光劑可用于EUV微影制程中。感光劑包含吸收EUV光并產生二次電子的元素。當EUV光照射到光阻，光阻內的感光劑吸收EUV光并產生二次電子。這些二次電子及酸產生劑反應以產生酸。然后，酸及光阻高分子反應，而改變光阻高分子的化學性質。然而，因為光阻內高分子及酸產生劑的主要元素(例如碳、氧及氫)對EUV光的吸收力低，此制程具有酸產生的靈敏度及效率不佳的問題。本專利技術使用感光性添加劑材料，其成分的EUV光吸收度大于光阻主要成分的EUV光吸收度，借此增加光阻的靈敏度及效率，并平衡靈敏度、解析度及線寬粗糙度(linewidthroughness，LWR)。圖1是根據本專利技術的實施方式繪示半導體裝置500的制造方法100的實施例的流程圖。圖2、圖3、圖4A、圖4B、圖4C及圖4D是方法100的步驟104中，形成包含感光性添加劑成分的圖案化層的方法的不同實施例的流程圖。須理解的是，方法100包含具有互補金屬氧化物半導體技術制造流程的特征的步驟，因此在此僅做簡短的描述。在方法100之前、之后及/或期間可進行其他的步驟。亦須理解的是，可通過互補金屬氧化物半導體技術的制造流程制作部分半導體裝置500，因此一些制程在此僅做簡短描述。再者，半導體裝置500可包含各種其他裝置及特征，例如附加的晶體管、雙極性接面晶體管、電阻、電容、二極管、保險絲等，但將其簡化以更容易理解本專利技術的專利技術概念。半導體裝置500可為集成電路制作過程中的中間裝置或其部分，包含靜態隨機存取記憶體及或其他邏輯回路、如電阻、電容與電導的被動元件及P通道場效晶體管(P-channelfieldeffecttransistors，PFET)、N通道場效晶體管(N-channelfieldeffecttransistors，NFET)、金屬氧化物半導體場效晶體管(metal-oxidesemic本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種半導體裝置的制造方法，其特征在于，包含：提供一半導體基材；形成一圖案化層在該半導體基材上，其中該圖案化層包含一感光性添加劑成分，該感光性添加劑成分包含一金屬陽離子，且形成該圖案化層的步驟還包含：在該金屬陽離子及一或多個陰離子之間形成一或多個鍵，其中該一或多個陰離子的每一者為一保護基及一高分子鏈鍵結成分的一者，且該高分子鏈鍵結成分是與該圖案化層的一高分子鏈鍵結；以及以一輻射對該半導體基材進行曝光。

【技術特征摘要】
2015.12.10 US 62/265,869;2016.05.09 US 15/150,1711.一種半導體裝置的制造方法，其特征在于，包含：提供一半導體基材；形成一圖案化層在該半導體基材上，其中該...

【專利技術屬性】
技術研發人員：訾安仁，張慶裕，王建惟，
申請(專利權)人：臺灣積體電路制造股份有限公司，
類型：發明
國別省市：中國臺灣,71