微影图案化方法与流程

本发明实施例关于半导体装置的制作方法，更特别关于微影中的光敏层组成及采用其的方法。

背景技术：

半导体集成电路产业已快速成长一段时日。集成电路设计与材料的技术进展，使每一代的集成电路均比前一代的集成电路具有更小且更复杂的电路。然而上述进展增加ic制程的复杂性，因此集成电路制程需要类似发展以实现上述进展。在集成电路进化中，功能密度(如单位芯片所具有的内连线装置数目)越来越大，而几何尺寸(如制程所能形成的最小构件或线路)则越来越小。上述尺寸缩小制程通常有利于增加产能与降低相关成本。上述尺寸缩小亦增加集成电路制程的复杂性。

微影已用于图案化基板如晶片，以形成集成电路的多种结构。在一般的微影制程中，光阻层形成于基板上，并以射线曝光形成集成电路的潜影像。接着在显影剂如化学溶液中显影曝光后的光阻层，以移除部份光阻层并形成光阻图案。接着以光阻图案作为后续蚀刻制程的蚀刻掩模，将图案转移至下方的材料层。为了作为蚀刻掩模，光阻图案需对后续的蚀刻制程具有抗蚀刻性。目前亟需新的改良光阻材料，其抗蚀刻性需高于现有的光阻材料。

技术实现要素：

本发明一实施例提供的微影图案化方法，包括：形成光阻层于基板上，其中光阻层包含聚合物骨架，化学键结至聚合物骨架的酸敏基团、光酸产生剂、溶剂、以及化学键结至交联剂的含硅单元；对光阻层进行曝光制程；以及显影光阻层，以形成图案化的光阻层。

附图说明

图1本发明多种实施例中，微影图案化方法的流程图。

图2a、2b、2c、2d、2e、与2f一实施例中，依据图1的方法形成目标图案的剖视图。

图3a与4a本发明多种实施例中，光阻的结构。

图3b与4b一实施例中，在进行图1的方法的步骤时，图3a与4a的光阻结构。

图5本发明实施例中，光阻中交联剂组份的结构。

图6a、6b、6c、6d、6e、6f、与6g本发明实施例中，光阻内的含硅组份的结构。

图7a、7b、7c、7d、7e、与7f另一实施例中，依据图1的方法形成目标图案的剖视图。

图8a本发明实施例中，光阻的结构。

图8b一实施例中，在进行图1的方法的步骤时，图8a的光阻结构。

【符号说明】

100方法

102、104、106、108、110、112步骤

200、400半导体装置

202、402基板

204、404材料层

204a、404b图案

206、406光阻层

206a、206b、406a、406b部份

208、408射线束

210、410光掩模

212、412显影剂

300、330、500光阻材料

302、502第一聚合物

302a、302b聚合物

304、304a、304b聚合物骨架

306、506酸敏基团

308、308a、308b、508极性单元

310、310a、310b第一含硅单元

312、512光酸产生剂

314、514溶剂

315抗蚀刻增进单元

316交联剂

318第二含硅单元

320、520中间键结单元

518含硅单元

具体实施方式

下述内容提供的不同实施例或实例可实施本发明实施例的不同结构。特定构件与排列的实施例用以简化本发明实施例而非局限本发明实施例。举例来说，形成第一构件于第二构件上的叙述包含两者直接接触，或两者的间隔有其他额外构件而非直接接触。此外，本发明的多种例子中可重复标号，但这些重复仅用以简化与清楚说明，不代表不同实施例及/或设置之间具有相同标号的单元之间具有相同的对应关系。

此外，空间性的相对用语如「下方」、「其下」、「较下方」、「上方」、「较上方」、或类似用语可用于简化说明某一元件与另一元件在图示中的相对关系。空间性的相对用语可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于图示方向。元件亦可转动90°或其他角度，因此方向性用语仅用以说明图示中的方向。

本发明实施例关于半导体装置的制作方法，更特别关于微影中的光敏层组成及采用其的方法。在一般的微影图案化中，光阻层(或膜)旋转涂布至基板上，接着以射线曝光光阻层。之后以显影液(化学溶液)显影光阻层，以移除部份光阻层(比如正型光阻中的曝光部份，或负型光阻中的未曝光部份)，以形成光阻图案。在后续蚀刻制程中，以光阻图案作为蚀刻掩模，并将图案转移至下方的材料层。在另一实施例中，后续离子植入制程以光阻图案作为离子植入掩模，以将离子植入至下方的材料层(如外延半导体层)。

一般而言，作为蚀刻掩模的光阻图案具有足够的抗蚀刻性。当光阻图案作为蚀刻下方厚层(如具有硅或金属成份的旋涂(soc)层)的蚀刻掩模时，光阻图案需具有更高的抗蚀刻性。然而在蚀刻这些下方厚层时所用的现有光阻材料，通常具有不足的抗蚀刻性。为克服此问题，一般的微影形成薄硬掩模层于光阻图案与下方层之间。光阻图案作为蚀刻硬掩模的蚀刻掩模，接着再以图案化的硬掩模作为蚀刻下方层的蚀刻掩模。额外硬掩模层的相关材料与制程将提供整体的制作成本。如此一来，本发明实施例的主题的一为提供新的改良光阻，其抗蚀刻性高于现有光阻，因此此新的改良光阻所形成的光阻图案可用于直接蚀刻下方厚层。

一般显影曝光光阻层的制程有两种：正型显影制程与负型显影制程。在正型显影制程中，显影剂将溶解移除光阻层的曝光区域。在负型显影制程中，显影剂将溶解移除光阻层的未曝光区域。正型显影与负型显影制程可采用不同显影剂。在本发明实施例中，曝光区域即光阻层被射线能量照射的区域，且射线能量高于光阻在曝光后(有时进一步包含曝光后烘烤制程)转变为不可溶(在负型显影制程中)或可溶(在正型显影制程中)的预定临界值。同样地，光阻膜的未曝光区即光阻于曝光后，维持可溶(在负型显影制程中)或不可溶(在正型显影制程中)的区域。本发明实施例的主题的一为提供新的改良光阻，以用于正型显影与负型显影制程。

图1本发明多种实施例中，图案化基板(如半导体晶片)的方法100的流程图。实施全部或部份方法100的系统，可采用深紫外线微影、极紫外线微影、电子束微影、x光微影、离子束微影、或其他微影制程。在方法100之前、之中、与之后可进行额外步骤，且一些实施例的下述一些步骤可置换、省略、或调换顺序。方法100仅用以举例，并非用以局限本发明，且本发明的实际范围端视申请专利范围而定。

在下述内容中，方法100将先搭配图2a至2f说明，其中半导体装置200的制作方法采用方法100的实施例的负型显影制程。接着，方法100搭配图7a至7f说明，其中半导体装置400的制作方法采用方法100的实施例的正型显影制程。半导体装置200与400可各自为集成电路制程中的中间装置或其部份，其可包含静态随机存取存储器及/或逻辑电路；无源构件如电阻、电感、或电感；或有源构件如二极管、场效晶体管、p型场效晶体管、n型场效晶体管、鳍状场效晶体管、其他三维场效晶体管、金氧半场效晶体管、互补式金氧半场效晶体管、双极晶体管、高电压晶体管、高频晶体管、其他存储单元、或上述的组合。

如图1所示，图1的方法100的步骤102提供图2a的基板202。如图2a所示，基板202包含一或多层的材料或组成。在一实施例中，基板202为半导体基板(如晶片)。在另一实施例中，基板202包含结晶结构的硅。在其他实施例中，基板202包含其他半导体元素如锗；半导体化合物如碳化硅、砷化镓、砷化铟、或磷化铟；半导体合金如gaasp、alinas、algaas、ingaas、gainp、及/或gainasp；或上述的组合。基板202可包含绝缘层上硅基板、增加效能的应变层、外延区、隔离区、掺杂区、一或多个半导体装置或其部份、导电层及/或非导电层、及/或其他合适结构或层状物。

在其他实施例中，基板202为光掩模基板且可包含低热膨胀材料如石英、硅、碳化硅、或氧化硅-氧化钛化合物。在此例中，基板202如光掩模基板可用于制作深紫外线光掩模、极紫外线光掩模、或其他种类的光掩模。

图1的方法100的步骤104形成图2b的材料层204于基板202上。如图2b所示的一实施例中，材料层204包含介电材料如非晶硅(α-si)、氧化硅、氮化硅(sin)、氮化钛、氧化铝、或其他合适材料或组成。在一实施例中，材料层204为抗反射涂层如无氮抗反射涂层，其可包含材料如氧化硅、碳化硅氧、或等离子体增强化学气相沉积氧化硅。在一些实施例中，基板202包含图案化层作为其顶层，且方法100可省略步骤104而不形成材料层204。

图1的方法100的步骤106形成光阻层206于基板202上，且此实施例中的光阻层206特别位于材料层204上。如图2c所示的一实施例中，光阻层206的形成方法为旋转涂布液态聚合物材料于材料层204上。在一实施例中，进一步以软烘烤制程与硬烘烤制程处理光阻层206。在一实施例中，光阻层206对射线如i线光、深紫外光(氟化氪准分子激光的248nm射线，或氟化氩准分子激光的193nm射线)、极紫外光(如13.5nm射线)、电子束、x光、或离子束敏感。在此实施例中，光阻层206为负型显影光阻，即射线照射的部份在负型显影显影液中的溶解度降低。

在一实施例中，材料层204亦为聚合物材料，且亦旋转涂布于基板202上。在此实施例中，材料层204与光阻层206对射线的光学性质不同。举例来说，材料层204与光阻层206可具有实质上不同的折射率(n)、消光系数(k)、或光谱穿透率(t)。

在此实施例中，光阻206包含光敏化学品、具有一或多个酸敏基团的聚合物材料、与溶剂。光敏化学品可为光酸产生剂，在照射射线后可产生酸。在化学放大反应中，酸使酸敏基团自聚合物材料断裂。在此实施例中，光阻层206更包括含硅单元。硅单元在酸敏基团自聚合物断裂后，可化学键结至聚合物材料。含硅单元有利于增加光阻层206于后续蚀刻制程中的抗蚀刻性。

图3a本发明一些实施例中，用于光阻层206的光阻材料300。光阻材料300包含第一聚合物302、光酸产生剂312、与溶剂314。第一聚合物302包含聚合物骨架304，以及化学键结至聚合物骨架的酸敏基团306。在此实施例中，第一聚合物302更包含极性单元308与第一含硅单元310，且上述两者均化学键结至聚合物骨架304。极性单元308通常能增加光阻层206与下方层(如材料层204)之间的黏着力。在一些实施例中，极性单元308可为羟基金刚烷、降冰片烷内酯、γ-丁内酯、或上述的衍生物。第一含硅单元310可增加光阻层206的抗蚀刻性。在此实施例中，光阻材料300更包含抗蚀刻增进单元315。抗蚀刻增进单元315包含交联剂316，以及化学键结至交联剂316的第二含硅单元318。交联剂316与含硅单元318可直接键结，或者经由中间键结单元320间接键结。在此实施例中，光酸产生剂312与抗蚀刻增进单元315与聚合物302混掺于溶剂314中。溶剂314中多种成份的混掺，可由光阻供应商或半导体厂商的站点完成。抗蚀刻增进单元315，特别是第二含硅单元318可进一步增加光阻层206的抗蚀刻性。上述内容将于下述步骤108中应证。在一些实施例中，光阻材料300更包含淬息剂(quencher)，以用于中和光酸产生剂312产生的过量酸及/或抑制光阻除气。在一些实施例中，淬息剂可为胺衍生物，其包含脂肪族或芳香族的一级胺、二级胺、或三级胺。在一些实施例中，光阻材料300包含界面活性剂以降低光阻层206与材料层204之间的表面张力。在多种实施例中，光阻材料300的分子量介于1000至20000之间。

图1的方法100的步骤108以微影系统中的射线束208曝光光阻层206。如图2d所示，射线束208曝光光阻206的一些部份206a(阴影部份)，而光阻层206的其他部份206b则维持未曝光。射线束208可为i线光(365nm)、深紫外光射线如氟化氪准分子激光(248nm)或氟化氩准分子激光(193nm)、极紫外光射线(13.5nm)、电子束、x光、离子束、或其他合适射线。步骤108可操作于空气中、液体中(浸润式微影)、或真空中(如极紫外光微影或电子束微影)。在一实施例中，射线束208经光掩模210图案化。光掩模210可为穿透式光掩模或反射式光掩模，其可包含解析度增进技术如相位移及/或光学邻近修正。光掩模210包含多种图案，以用于形成集成电路结构于基板202之中或之上。在另一实施例中，射线束208依预定图案如集成电路布局直接调整，而不需使用光掩模(比如采用电子束的无光掩模微影)。

在此实施例中，曝光的部份206a对应射线束208而产生化学变化。举例来说，光酸产生剂312对应射线束208而释放酸，如图3a所示。酸自聚合物骨架304切断酸敏基团306，使聚合物302更亲水。如此一来，曝光的部份206a转变为不溶于有机显影液如乙酸正丁酯。在一些实施例中，方法100更对曝光的光阻层206进行曝光后烘烤制程。曝光后烘烤制程可加速上述产酸与断裂反应。在一实施例中，曝光后烘烤制程可在热腔室中进行，且腔室温度介于约120℃至约160℃之间。

在此实施例中，可设计图3a的抗蚀刻增进单元315，使因上述断裂反应而失去酸敏基团306的聚合物骨架304与交联剂316反应。上述设计的净效应为曝光的步骤108及/或曝光后烘烤制程中，抗蚀刻增进单元315可置换酸敏基团306。图3b为上述置换步骤后部份的聚合物302a。如图3b所示的此实施例中，聚合物302a包含聚合物骨架304，以及化学键结至聚合物骨架的抗蚀刻增进单元315。聚合物302a更包含化学键结至聚合物骨架304的极性单元308与第一含硅单元310。酸敏基团306自聚合物304断裂后，将于后续制程中移除。由于聚合物302a包含第二含硅单元318，因此有利于增加曝光部份206a的抗蚀刻性。

图4a本发明一些实施例中，用于光阻层206的另一光阻材料330。如图4a所示，光阻材料330包含第一聚合物302、光酸产生剂312、与溶剂314，如前述的图3a。第一聚合物302包含聚合物骨架304，且酸敏基团306、极性单元308、与第一含硅单元310化学键结至聚合物骨架304。光阻材料330亦包含抗蚀刻增进单元317。抗蚀刻增进单元317包含两个交联剂316化学键结至一个第二含硅单元318。两个交联剂316可直接键结至第二含硅单元318，或者经由两个中间键结单元320间接键结至第二含硅单元318。

图4b曝光的部份206a中，光阻材料330的部份结构。如图4b所示，酸敏基团306自两个聚合物302a与302b断裂，且聚合物302a与302b各自为图4a所示的聚合物302。举例来说，聚合物302a包含聚合物骨架304a、极性单元308a、与第一含硅单元310a，而聚合物302b包含聚合物骨架304b、极性单元308b、与第一含硅单元310b。此外，在曝光的步骤108及/或后续的曝光后烘烤制程中，抗蚀刻增进单元317交联两个聚合物302a与302b以形成更大的聚合物。抗蚀刻增进单元317不只提供额外的硅含量，更增大聚合物于曝光的部份206a，以改善其抗蚀刻性。

在一实施例中，光阻材料300与330的交联剂316包含胺、氮丙环、氢氧化物、脂肪族环氧化合物、环脂肪族环氧化合物、氧杂环丁烷、或马来酸酐。交联剂316的化学结构例亦图示于图5。在图5中的每一化学结构中，符号l指的是中间键结单元320。

在一实施例中，第二含硅单元318包含硅氧键。在一实施例中，第二含硅单元318包含倍半硅氧烷。举例来说，第二含硅单元318可为笼状倍半硅氧烷，如图6a、6b、6c、与6d所示。第二含硅单元318可为其他种类的倍半硅氧烷。举例来说，第二含硅单元318可为不完整的笼状倍半硅氧烷(如图6e所示)、梯状倍半硅氧烷(如图6f所示)、或无规倍半硅氧烷(如图6g所示)。在图6a至6g中，符号r指的是交联剂316，而符号l指的是中间键结结构320。

在一实施例中，中间键结单元320具有芳香环结构。在另一实施例中，中间键结单元320具有0至6个碳原子的链状结构。举例来说，链状结构可为线状或环状。此外，链状结构可包含烷基、烷氧基、氟化烷基、或氟化烷氧基。

在图1的方法100的步骤110中，图2e的曝光的光阻层206显影于显影剂212中。如图2e所示，显影剂212移除负型成像其未曝光的部份206b，并保留曝光的部份206a于材料层204上以作为光阻图案。在一些实施例中，前述的步骤108及/或曝光后烘烤制程改变光阻层206的极性，且可采用双型显影制程。在一些例子中，曝光部份的光阻层206自非极性状态(疏水态)转为极性态(亲水态)，接着以有机溶剂如乙酸正丁酯或其衍生物移除未曝光的部份206b。在一些其他例子中，曝光部份的光阻层自极性态转为非极性态，接着以水性溶剂如具有2.38％的氢氧化四甲基铵的水溶液移除未曝光的部份206b。

在图1的方法100的步骤112中，将部份206a的光阻图案转移至基板202。如图2f所示的此实施例中，步骤112包含以光阻图案(如部份206a)作为蚀刻掩模，并蚀刻材料层204以将部份206a的图案转移至材料层204。在一实施例中，材料层204具有金属或硅成份的旋转涂布层。由于光阻图案(如部份206a)的抗蚀刻性增加，步骤112可完全蚀刻材料层204以形成图案204a。步骤112可采用干蚀刻如等离子体蚀刻、湿蚀刻、或其他合适的蚀刻方法。举例来说，干蚀刻制程可采用含氧气体、含氟气体(如cf4、sf6、ch2f2、chf3、及/或c2f6)、含氯气体(如cl2、chcl3、ccl4、及/或bcl3)、含溴气体(如hbr及/或chbr3)、含碘气体、其他合适气体及/或等离子体、及/或上述的组合。在蚀刻材料层204时，可能消耗部份光阻图案(如部份206a)。在一实施例中，可剥除任何残留的光阻图案(如部份206a)，只保留图案化的材料层(如图案204a)于基板202上，如图2f所示。

图7a至7f一实施例中，正型显影制程的方法100中多种阶段的半导体装置400的剖视图。如图1与7a所示，方法100的步骤102提供基板402。基板402可与前述的基板202类似。如图1与7b所示，方法100的步骤104形成材料层404于基板402上。材料层404可与前述的材料层204类似。然而材料层404的多种性质设计为搭配形成其上的光阻层406。

如图1与7c所示，方法100形成光阻层406于基板402上。在此实施例中，光阻层406形成于材料层404上。在一实施例中，光阻层406的形成方法为涂布液态聚合物材料于材料层404上。在一实施例中，更以软烘烤制程与硬烘烤制程处理光阻层406。在一实施例中，光阻层406对下述射线敏感：i线光、深紫外光(如氟化氪准分子激光的248nm射线或氟化氩准分子激光的193nm射线)、极紫外光(如13.5nm光)、电子束、x光、与离子束。在此实施例中，光阻层406为正型显影光阻，比如射线曝光后的部份，在正型显影的显影液中的溶解度增加。

在一实施例中，材料层404亦为旋转涂布至基板402上的聚合物材料。在此实施例中，材料层404与光阻层406对射线具有不同的光学性性质。举例来说，材料层404与光阻层406的折射率(n)、消光系数(k)、或光谱穿透率(t)实质上不同。

在此实施例中，光阻层406包含光敏化学品、具有一或多个酸敏基团的聚合物材料、以及溶剂。光敏化学品可为光酸产生剂，其照光后会产生酸。在化学放大反应中，酸使酸敏基团自聚合物材料断裂。在此实施例中，材料层406更包含化学键结至酸敏基团的含硅单元。含硅单元有利于增加光阻层406的未曝光部份在后续蚀刻制程中的抗蚀刻性。

图8a本发明一些实施例中，部份的光阻层406包含的光阻材料500。如图8a所示，光阻材料500包含第一聚合物502、光酸产生剂512、与溶剂514。第一聚合物502包含聚合物骨架504，与化学键结至聚合物骨架504的酸敏基团506。在此实施例中，第一聚合物502更包含化学键结至聚合物骨架504的极性单元508。极性单元508通常可增加光阻层406与其下方层如材料层404之间的黏着性。在一些实施例中，极性单元508可为羟基金刚烷、降冰片烷内酯、γ-丁内酯、或上述的衍生物。在此实施例中，光阻材料500更包含化学键结至酸敏基团506的含硅单元518。含硅单元518可直接键结至酸敏基团506，或经中间键结单元520间接键结至酸敏基团506。含硅单元518可增加光阻层406的抗蚀刻性。在此实施例中，光酸产生剂512与第一聚合物502混掺于溶剂514中。溶剂514中多种成份的混掺，可由光阻供应商或半导体厂商的站点完成。在一些实施例中，光阻材料500更包含淬息剂，以用于中和光酸产生剂512产生的过量酸及/或抑制光阻除气。在一些实施例中，淬息剂可为胺衍生物，其包含脂肪族或芳香族的一级胺、二级胺、或三级胺。在一些实施例中，光阻材料500包含界面活性剂以降低光阻层406与材料层404之间的表面张力。在多种实施例中，光阻材料500的分子量介于1000至20000之间。

如图1与7d所示，方法100以微影系统中的射线束408曝光光阻层406。射线束408曝光光阻406的一些部份406a(阴影部份)，而光阻层406的其他部份406b则维持未曝光。射线束408可为i线光(365nm)、深紫外光射线如氟化氪准分子激光(248nm)或氟化氩准分子激光(193nm)、极紫外光射线(13.5nm)、电子束、x光、离子束、或其他合适射线。步骤108可操作于空气中、液体中(浸润式微影)、或真空中(如极紫外光微影或电子束微影)。在一实施例中，射线束408经光掩模410图案化。光掩模410可为穿透式光掩模或反射式光掩模，其可包含解析度增进技术如相位移及/或光学邻近修正。光掩模410包含多种图案，以用于形成集成电路结构于基板402之中或之上。在另一实施例中，射线束408依预定图案如集成电路布局直接调整，而不需使用光掩模(比如采用电子束的无光掩模微影)。

在此实施例中，曝光的部份406a对应射线束408而产生化学变化。举例来说，光酸产生剂512对应射线束408而释放酸，如图8a所示。酸自聚合物骨架504切断酸敏基团506，使聚合物402更亲水，如图8a所示。如此一来，曝光部份406a转变为溶于水性溶液，比如包含2.38％的氢氧化四甲基铵。在一些实施例中，方法100更对曝光的光阻层406进行曝光后烘烤制程。曝光后烘烤制程可加速上述产酸与断裂反应。在一实施例中，曝光后烘烤制程可在热腔室中进行，且腔室温度介于约120℃至约160℃之间。

在一实施例中，含硅单元518包含硅氧键。在一实施例中，含硅单元518包含倍半硅氧烷。举例来说，含硅单元518可为笼状倍半硅氧烷，如图6a、6b、6c、与6d所示。含硅单元518可为其他种类的倍半硅氧烷。举例来说，含硅单元518可为不完整的笼状倍半硅氧烷(如图6e所示)、梯状倍半硅氧烷(如图6f所示)、或无规倍半硅氧烷(如图6g所示)。在图6a至6g中，而符号l指的是中间键结结构520，而符号r指的是酸敏基团506。

在一实施例中，中间键结结构520具有芳香环结构。在其他实施例中，中间键结结构520具有0至6个碳原子的链状结构。举例来说，链状结构可为线状或环状。此外，链状结构可包含烷基、烷氧基、氟化烷基、或氟化烷氧基。

在一实施例中，酸敏基团506为环戊烷、环己烷、金刚烷、降冰片烷、或上述的衍生物。一般而言，光阻材料500中的酸敏基团506含量高。藉由键结至酸敏基团506的含硅单元518，本发明实施例实质上增加未曝光的部份406b的抗蚀刻性。

如图1与7e所示，方法100显影曝光的光阻层406于显影剂412中。显影剂412移除正型成像其曝光的部份406a，并保留未曝光的部份406b于材料层404上以作为光阻图案。在一些实施例中，前述的步骤108及/或曝光后烘烤制程改变光阻层406的极性，且可采用双型显影制程。在一些例子中，曝光部份的光阻层406自非极性状态(疏水态)转为极性态(亲水态)，接着以水性溶剂(如含2.38％的氢氧化四甲基铵)移除曝光的部份406a。在一些其他例子中，曝光部份的光阻层406自极性态转为非极性态，接着以有机溶剂如乙酸正丁酯或其衍生物移除曝光的部份406a。

如图1与7f所示，方法100将部份406b的光阻图案转移至基板402。在此实施例中，步骤112包含以光阻图案(如部份406b)作为蚀刻掩模，并蚀刻材料层404以将部份406b的图案转移至材料层404。在一实施例中，材料层404具有金属或硅成份的旋转涂布层。由于光阻图案(如部份406b)的抗蚀刻性增加，步骤112可完全蚀刻材料层404以形成图案404b。步骤112可采用干蚀刻如等离子体蚀刻、湿蚀刻、或其他合适的蚀刻方法。在蚀刻材料层404时，可能消耗部份光阻图案(如部份406b)。在一实施例中，可剥除任何残留的光阻图案(如部份406b)，只保留图案化的材料层(如图案404b)于基板402上，如图7f所示。

虽然未图示于图1中，但方法100可分别以图案204a或404b作为蚀刻掩模，蚀刻基板202或402以形成最终图案(或基板202或402上的集成电路装置)。举例来说，方法100可形成用于定义晶体管有源区的浅沟槽隔离结构、用于形成鳍状场效晶体管的基板中的鳍状凸起、用于晶体管的源极/漏极/栅极接点的接点孔、以及内连线结构。

基于上述内容，可知本发明的一或多个实施例比现有微影制程具有更多优点，但这些优点并非用以局限本发明实施例。举例来说，本发明实施例的光阻材料或组成可用以形成具有较高抗蚀刻性的光阻图案。在微影制程中，这些光阻图案可作为直接蚀刻旋转涂布的下方厚层的蚀刻掩模，可节省制程成本。

本发明一实施例关于微影图案化方法，包括：形成光阻层于基板上，其中光阻层包含聚合物骨架，化学键结至聚合物骨架的酸敏基团、光酸产生剂、溶剂、以及化学键结至交联剂的含硅单元。此方法亦包含对光阻层进行曝光制程；以及显影光阻层，以形成图案化的光阻层。

在一实施例中，上述方法的显影光阻层的步骤，移除曝光制程未曝光的部份光阻层。

在一实施例中，上述方法更包括在显影该光阻层之前，先烘烤光阻层。

在一实施例中，上述方法的含硅单元经中间键结单元化学键结至交联剂。

在一实施例中，上述方法的中间键结单元为芳香环，或具有0至6个碳原子的链状结构。

在一实施例中，上述方法的链状结构包含烷基、烷氧基、氟化烷基、或氟化烷氧基。

在一实施例中，上述方法的交联剂包含胺、氮丙环、氢氧化物、脂肪族环氧化合物、环脂肪族环氧化合物、氧杂环丁烷、或马来酸酐。

在一实施例中，上述方法的含硅单元包含倍半硅氧烷。

在一实施例中，上述方法的倍半硅氧烷为笼状倍半硅氧烷、不完整的笼状倍半硅氧烷、梯状倍半硅氧烷、或无规倍半硅氧烷。

在一实施例中，上述方法的含硅单元亦键结至另一交联剂。

在一实施例中，上述方法的光阻层更包含化学键结至聚合物骨架的另一含硅单元。

本发明另一实施例关于微影图案化方法，包括：形成光阻层于基板上，其中光阻层包含聚合物骨架，化学键结至聚合物骨架的酸敏基团、光酸产生剂、溶剂、以及化学键结至酸敏基团的含硅单元。此方法亦包含对光阻层进行曝光制程；以及显影光阻层，以形成图案化的光阻层。

在一实施例中，上述方法的显影光阻层的步骤，移除曝光制程曝光的部份光阻层。

在一实施例中，上述方法的含硅单元经由一中间键结单元化学键节至酸敏基团，且中间键结单元为芳香环，或具有0至6个碳原子的链状结构。

在一实施例中，上述方法的酸敏基团为环戊烷、环己烷、金刚烷、降冰片烷、或上述的衍生物。

在一实施例中，上述方法的含硅单元包含倍半硅氧烷。

在一实施例中，上述方法的倍半硅氧烷为笼状倍半硅氧烷、不完整的笼状倍半硅氧烷、梯状倍半硅氧烷、或无规倍半硅氧烷。

本发明又一实施例关于光阻，其包含聚合物骨架，化学键结至聚合物骨架的酸敏基团、光酸产生剂、溶剂、以及化学键结至酸敏基团或交联剂的含硅单元。此方法亦包含对光阻层进行曝光制程；以及显影光阻层，以形成图案化的光阻层。

在一实施例中，上述光阻的含硅单元经由中间键结单元化学键结至酸敏基团，中间键结单元芳香环或具有0至6个碳原子的链状结构，酸敏基团环戊烷、环己烷、金刚烷、降冰片烷、或上述的衍生物，且含硅单元包含倍半硅氧烷。

在一实施例中，上述光阻的含硅单元经由中间键结单元化学键结至交联剂，中间键结单元芳香环或具有0至6个碳原子的链状结构，交联剂包含胺、氮丙环、氢氧化物、脂肪族环氧化合物、环脂肪族环氧化合物、氧杂环丁烷、或马来酸酐，且含硅单元包含倍半硅氧烷。

上述实施例的特征有利于本技术领域中具有通常知识者理解本发明实施例。本技术领域中具有通常知识者应理解可采用本发明实施例作基础，设计并变化其他制程与结构以完成上述实施例的相同目的及/或相同优点。本技术领域中具有通常知识者亦应理解，这些等效置换并未脱离本发明实施例的精神与范畴，并可在未脱离本发明实施例的精神与范畴的前提下进行改变、替换、或更动。