图案化制程与光罩的制作方法

1.本揭露的实施方式是有关于图案化制程与光罩。


背景技术：

2.以下是有关于半导体制造技术、半导体微影技术、具有具至少两个不同关键尺寸的特征的半导体元件的微影制造、与如此制造的此类半导体元件、以及相关技术。


技术实现要素：

3.在一些实施方式中，一种图案化制程在半导体晶圆上进行，半导体晶圆涂布有底层、中间层、以及具有起始厚度的光阻层。图案化制程包含：进行曝光步骤，曝光步骤包含使用光罩曝光半导体晶圆，光罩包含特征，此特征在目标区域中产生中度曝光，随后处理而依照光罩在光阻层中产生多个开口，以及由于目标区域中的中度曝光而薄化目标区域中的光阻，以在目标区域中留下薄化的光阻；进行中间层蚀刻，以在中间层中形成多个开口对齐光阻层中的开口，其中因薄化的光阻所提供的保护，中间层蚀刻不会去除目标区域中的中间层；以及进行修整蚀刻，以修整目标区域中的中间层。
4.在一些实施方式中，一种图案化制程在半导体晶圆上进行，此半导体晶圆涂布有光阻层。图案化制程包含使用光罩将半导体晶圆暴露于光，以产生曝光图案，此曝光图案包含：接受完全曝光的半导体晶圆的多个曝光区域，未接受曝光的半导体晶圆的多个未曝光区域，以及接收小于完全曝光的中度曝光的半导体晶圆的至少一目标区域。图案化制程更包含：在暴露于光之后，处理半导体晶圆，以依照曝光区域与未曝光区域在光阻层中产生多个开口，并薄化在至少一目标区域中的光阻层；进行第一蚀刻，以在半导体晶圆的位于光阻层下方的第一层中形成多个开口对齐于光阻层中的开口，其中第一蚀刻并未在第一层中形成开口对齐至少一目标区域；以及进行修整蚀刻，以修整至少一目标区域中的第一层。
5.在一些实施方式中，提供一种光罩，使用于实施在半导体结构的图案化制程，半导体结构具有第一厚度的光阻层。光罩包含光罩基板、以及光罩图案形成在光罩基板上。光罩图案包含：第一可印刷特征运作以印刷具有第一关键尺寸(cd)的对应光阻图案特征，以及第二可印刷特征包含次解析辅助特征。第二可印刷特征运作以印刷具有第一关键尺寸与由于次解析辅助特征的光阻缩减厚度的对应光阻图案特征。
附图说明
6.从以下结合所附附图所做的详细描述，可对本揭露的态样有更佳的了解。应注意的是，根据业界的标准实务，各特征并未依比例绘示。事实上，为了使讨论更为清楚，各特征的尺寸都可任意地增加或缩减。
7.图1a与图1b是分别绘示依照本文所揭露的非限制示范实施方式的一种光罩的侧视示意图与上视示意图；
8.图2的下图是绘示依照本文所揭露的一些示范实施方式的可遭受例如采用图1a与
图1b的光罩的微影制程的半导体结构及/或晶圆的侧剖面示意图。图2的上部显示出一种参考微影顺序的一部分；
9.图3是绘示依照本文所揭露的一些实施方式的一种示范微影制程的流程图，此示范微影制程例如使用图1a与图1b的光罩且应用于例如图2的半导体结构；
10.图4a与图4b是分别绘示对图2的半导体结构及/或晶圆依照图3所示的制程应用显影步骤后的区域剖面示意图与上视示意图；
11.图5a与图5b是分别绘示对图2的半导体结构及/或晶圆依照图3所示的制程应用第一蚀刻步骤后的区域剖面示意图与上视示意图；
12.图6a与图6b是分别绘示对图2的半导体结构及/或晶圆依照图3所示的制程应用第二或修整蚀刻步骤后的区域剖面示意图与上视示意图；
13.图7a与图7b是分别绘示对图2的半导体结构及/或晶圆依照图3所示的制程应用第三蚀刻步骤后的区域剖面示意图与上视示意图。
14.【符号说明】
15.100:光罩
16.102:光罩基板、基板
17.104:设计、图案
18.104a:特征
19.104b:特征
20.106:光罩散射条、次解析辅助特征、散射条
21.108:间隙
22.200:半导体结构
23.210:光阻层、堆叠
24.210a:第一特征、特征
25.210b:光阻区域、特征、区域
26.220:中间层、堆叠
27.220a:特征
28.220b:特征
29.230:底层、堆叠
30.230a:特征
31.230b:特征
32.240:硬罩幕层、硬罩幕、选择性
33.250:半导体晶圆、半导体元件
34.260:参考微影顺序、上部、参考微影制程、制程
35.262:光罩
36.264:光吸收或反射区域、区域
37.265:区域
38.266:光吸收或反射区域
39.268:平面图
40.270:剖面图、侧剖面图
41.280:区域、光阻区域
42.300:微影制程、制程
43.310:曝光步骤、操作
44.320:显影步骤、操作
45.330:第一蚀刻步骤
46.340:第二/修整蚀刻步骤
47.350:第三蚀刻步骤
48.w:宽度、第一目标关键尺寸、关键尺寸
49.w
cd2
:宽度、第二目标关键尺寸、关键尺寸
50.x:数值、厚度
51.x’:厚度
52.y:数值
具体实施方式
53.以下的揭露提供了许多不同实施方式或例子，以实施所提供的标的的不同特征。以下所描述的组件与安排的特定例子是用以简化本揭露。当然这些仅为例子，并非用以作为限制。举例而言，于描述中，第一特征形成于第二特征的上方或之上，可能包含第一特征与第二特征以直接接触的方式形成的实施方式，亦可能包含额外特征可能形成在第一特征与第二特征之间的实施方式，如此第一特征与第二特征可能不会直接接触。此外，本揭露可能会在各例子中重复参考数字及/或文字。这样的重复是基于简化与清楚的目的，以其本身而言并非用以指定所讨论的各实施方式及/或配置之间的关系。
54.另外，本文可能会使用空间相对用语，例如“在下(beneath)”、“下方(below)”、“较低(lower)”、“上方(above)”、“较高(upper)”、与类似用语，以方便说明如附图所绘示的一构件或一特征与另一(另一些)构件或特征之间的关系。除了在图中所绘示的方位外，这些空间相对用词意欲含括元件在使用或操作中的不同方位。设备可能以不同方式定位(旋转90度或在其他方位上)，因此可以同样的方式来解释本文所使用的空间相对描述符号。
55.一般而言，本文所揭露的一些实施方式关于用于制造具有相同间距的具有至少两种不同目标关键尺寸(cd)的特征的半导体元件或结构的微影制程，在一些实施方式中使用单一光罩及/或曝光。在一些实施方式中，从包含在光罩中及/或光罩上的次解析辅助特征(sraf)，例如像是光罩散射条或相移光罩(psm)中的局部相移的设计区域，的泄漏光及/或辐射产生作用，而在半导体结构上的光阻层产生有效曝光，使得当光阻层显影时，光阻层在选定的位置变薄，但未完全溶解及/或以其他方式移除，同时在光阻层中仍保留所需的关键尺寸。因此，次解析辅助特征为非印刷特征，但在指定用于具有较小关键尺寸的特征的区域中提供光阻的薄化，以利使用本文所揭露的单一光罩来制造具有较小关键尺寸的特征。在光阻层的这个变薄区域保持较大的关键尺寸有助于防止剥离的可能性。此外，单一光罩及/或曝光的使用有助于降低及/或限制生产成本及/或制程周期时间。
56.在一些实施方式中，在一或多个后续蚀刻制程中，将于显影期间在光阻已经薄化的位置处的光阻下方的一层中的特征修整至目标关键尺寸，此目标关键尺寸小于形成在显影期间光阻未经薄化的位置下方的特征的目标关键尺寸。
57.依照本揭露的一些实施方式，并参照图1a与图1b，其分别示出了具有例如定义集成电路(ic)等的设计或图案104的光罩(也称为遮罩或倍缩光罩)100的侧视图与上视图。在一些实施方式中，安排设计或图案104，使得光罩100可用于使用微影制程在半导体结构或晶圆上形成一或多种特征(例如，互连结构、金属线、晶体管、主动元件、及/或其他电路组件、或其部分等)。如图所示，光罩100包含光罩基板102与形成于其上的设计或图案104。实务上，应当理解的是，光罩100与所包含的设计或图案104实际上可为一个更大且更复杂的光罩(未示出)的一部分。适当地，可利用光罩100在微影图案化制程期间图案化一或多层的半导体结构或晶圆。
58.如上所述，光罩100包含光罩基板102与形成于其上的设计或图案104。在一些实施方式中，举例而言，当微影技术使用紫外(uv)或深紫外(duv)光及/或辐射来图案化晶圆上的特征时，光罩基板102可由透明材料，例如像是熔融的石英所形成。在一些实施方式中，光罩基板102上的设计或图案104可由适当的不透明材料，例如像是铬(cr)所形成。
59.在一些实施方式中，极紫外(euv)光及/或辐射可用于微影制程中，来图案化晶圆上的特征。在这样的实施方式中，光罩100可为反射式光罩，此反射式光罩包含由低热膨胀材料(ltem)形成的光罩基板102。在一些实施方式中，反射多层(ml)沉积在基板102上，且吸收层沉积在反射多层上及/或以其他方式形成，以定义出设计或图案104。实务上，应当理解的是，其他配置与包含或省略各种项目也是可能的。举例而言，可在反射多层与吸收层之间形成覆盖层。在另一例子中，可在吸收层上形成保护层。在又一些替代实施方式中，光罩100可为相移光罩(psm)，例如衰减式相移光罩或交替式相移光罩，以提高成像解析度。
60.在一些实施方式中，如图1a与图1b所示，设计或图案104包含定义在其中的二个特征104a与104b。适当地，特征104a与104b彼此相邻，且具有沿相同方向测量及/或以其他方式取得的相同或相似的尺寸。举例而言，在图示的实施方式中，设计或图案104中的每个特征104a与104b的宽度给定一数值y。
61.在一些实施方式中，如图所示，于特征104b中及/或上形成光罩散射条106。如先前所述，光罩散射条106在曝光期间作用以允许一些光及/或辐射在其位置泄漏，这转而在半导体结构上的选定位置产生光阻层的有效曝光，使得在显影光阻层时，光阻层在选定位置变薄，但未完全溶解及/或以其他方式去除，同时在选定位置的光阻层中仍保留所需的关键尺寸。更一般地，可使用任何其他类型的次解析辅助特征代替例示光罩散射条106，以提供这种效果，例如相移光罩中局部相移的设计区域。
62.现请参照图2，下图绘示出使用三层结构的半导体结构200的侧剖面图，此三层结构包含形成在选择性的硬罩幕层240上及/或上方的光阻层210、中间层220、与底层230。实务上，半导体结构200或晶圆将经历如本文所描述的例如使用图1a与图1b的光罩100的微影制程。光阻层210与中间层220是牺牲层，如本文所述，其用以在底层230中形成图案，来对下方的半导体晶圆或半导体元件250(以虚线表示)的选定区域中进行处理。选择性的硬罩幕240是提供于底层230可能无法胜任的制程，例如离子植入、一些类型的电浆蚀刻、电镀等。举例而言，可利用形成在底层230中的开口，以在那些开口中进行硬罩幕层240的选择性蚀刻，随后进行下方的半导体晶圆或半导体元件250的蚀刻、离子植入、电镀、或其他处理，同样仅限于这些开口。另一方面，若底层胜任欲进行的制程，例如在某些类型的材料沉积或某些类型的蚀刻的情况下，则可省略硬罩幕240，且可直接利用底层230中的开口来进行选择
性沉积、蚀刻、或其他制程。这些仅是说明性的例子，且可透过所揭露的微影制程对下方的半导体晶圆或半导体元件250进行其他类型的半导体制造处理操作。透过非限制性例子的方式，在一些实施方式中，下方的半导体晶圆或半导体元件250可为硅基半导体元件晶圆，例如包含硅晶圆，此硅晶圆在与堆叠210、220、230、与选择性240一起进行的微影控制处理之前，可选择性地已经具有沉积在其上的一或多个(相同或另一)半导体、介电质、金属、或其他材料、或材料组合的层及/或区域。
63.在一些实施方式中，硬罩幕层240包含及/或选择性地由氮化硅(sin)、二氧化硅(sio2)、氮化钛(tin)、二氧化铝(alo2)、及/或其他类似材料，包含其适合组合所形成。硬罩幕240的材料与厚度足以承受要在下方的半导体晶圆或半导体元件250上进行的电浆蚀刻、离子植入、电镀、或其他处理。
64.在一些实施方式中，于形成光阻层210前，在硬罩幕层240上及/或上方形成底层230，且在底层230上及/或上方形成中间层220。适当地，可利用任何适合的涂覆技术，例如像是旋涂制程，形成底层230与中间层220。在一些实施方式中，其他的制造步骤，例如烘烤，可选择性地进一步实施于底层230与中间层220。在一些实施方式中，中间层220由碳(c)、氧(o)、硅(si)、及/或其他适合的材料、及其组合形成。
65.在一些实施方式中，在硬罩幕层240上方形成光阻层210。光阻层210的形成选择性地包含透过适合的技术，例如像是旋涂，在中间层220上涂布第一光阻溶液。在一些适合的实施方式中，其他制造步骤，例如像是烘烤，可进一步实施于光阻层210。在一些实施方式中，光阻层210可包含及/或由正型光阻材料形成，正型光阻材料在暴露于光/辐射源之后，变得可溶解于显影剂溶液。在一些实施方式中，光阻层210可包含及/或由负型光阻材料形成，负型光阻材料在暴露于光/辐射源之后，变得不可溶于显影剂溶液。适当地，可例如透过改变其中的碳、氢、及/或氧的比例，来调整光阻层210的组成，以具有用于所提出的微影曝光制程的适合的曝光门槛，如本揭露后面所讨论。在一些实施方式中，光阻层210以原始或起始厚度形成。举例而言，如图所示，光阻层210的原始或起始厚度给定一数值x。
66.现请参照图2，上部，描述了对半导体结构200适当地进行参考微影顺序260的一部分。提供光罩262，光罩262包含用于印第一关键尺寸的特征的一或多个光吸收或反射区域264(例如，在反射式光罩的情况下吸收，或在透射式光罩的情况下反射)，以及用于印小于第一关键尺寸的第二关键尺寸的特征的至少一光吸收或反射区域266。其余区域265是反射或透射的，分别用于反射或透射光罩。
67.如在平面图268与剖面图270中所见，在使用光罩262对半导体结构200上的光阻层210曝光显影后，光阻(这里假定是正型光阻)存在于对应于光罩262的光吸收或反射区域264的区域中，因为在这些区域中光阻被屏蔽而不受曝光。另一方面，移除光阻层210，以暴露出对应于光罩262的光反射或透射区域266的区域中的中间层220，因曝光减弱了这些区域中的光阻的化学键，使显影剂能够去除这些区域中的光阻。
68.如图2上部260进一步所见，区域264具有第一关键尺寸，在平面图268与侧剖面图270中以宽度w表示。另一方面，特别对应于光吸收或反射区域266的区域280印成具有对应于较小的第二关键尺寸的宽度w
cd2
的光阻区域(即特征)。举例而言，在晶体管等的情况下，区域280可能要被制造，以形成晶体管的聚合物栅极，其中宽度w
cd2
对应于通道长度。
69.然而，可能出现的问题是，取决于第二关键尺寸的宽度w
cd2
与其他因素，光阻的此
区域280可能例如透过光阻剥离的方式，而容易受到损坏或分层。更一般地，若微影中的间距解析度或剥离/残渣窗足够，那么使用不同的光罩上尺寸(dom)是可行的，以获得图案化的光阻层中的不同关键尺寸目标(例如区域280的宽度w
cd2
)。若间距解析度或剥离/残渣窗不足，提供第二关键尺寸的一种方法可为使用双光罩曝光来修整较小的关键尺寸。然而，由于使用了二个光罩，这会增加成本与周期时间，此外图案设计可能会基于第二光罩类型而受到限制。
70.请参照图3，依照一些实施方式，现在描述微影制程300，微影制程300使用图1a的光罩100在半导体结构200上图案化至少二不同关键尺寸的特征，这可避免上述的光阻剥离或较小关键尺寸的光阻图案区域的其他损坏的可能性。最后，至少二特征中的一个将形成为具有第一目标关键尺寸(cd)，且至少二特征中的另一个将形成为具有小于第一目标关键尺寸的第二目标关键尺寸。如本文所述，图4a与图4b至图7a与图7b分别显示出在制程300中的各个阶段及/或之后的半导体结构200的区域侧剖面图与上视图。
71.特别地，图7a与图7b显示出已经执行了制程300中所描述的最后步骤后的所产生的半导体结构200。在例示的实施方式中，最终将特征230a与230b图案化及/或以其他方式形成在底层230中。如图所示，特征230a具有第一目标关键尺寸w，且特征230b具有第二目标关键尺寸w
cd2
，其中第二目标关键尺寸w
cd2
《第一目标关键尺寸w，目标关键尺寸是沿着及/或沿相同方向，例如沿间距方向测量的。然而，如图4a与图4b所示，这是通过初始曝光/显影步骤达成的，而产生较宽厚度的光阻区域210b，来对应较大的第一目标关键尺寸。此较宽的光阻区域210b(相较于图2的参考微影制程的光阻区域280)更能抵抗光阻剥离或其他损坏，因而可提高元件良率。此外，图3与图4a、图4b、图5a、图5b、图6a、图6b、图7a、及第7b图的微影制程仅使用单一光罩来达成此一优势。
72.请再次参照图3，制程300始于曝光步骤310。在曝光步骤310中，光罩100与半导体结构200或晶圆彼此适当地对齐及/或对准，且紫外、深紫外、或极紫外光及/或辐射(例如，来自其适合的来源)穿射过或从光罩100反射到半导体结构200的光阻层210上。这在光阻层210中形成对应于光罩100上的设计及/或图案104的潜像。
73.于曝光步骤310后，适当地进行显影步骤320。在显影步骤320期间，将显影剂溶液施加到光阻层210，借此根据曝光步骤310所产生的曝光，来溶解及/或以其他方式选择性地移除部分的光阻层210。实务上，当正型光阻材料用于光阻层210时，暴露于接收来自光罩100的光及/或辐射的那部分通常在显影步骤320期间被溶解及/或以其他方式去除。替代的，当负型光阻材料用于光阻层210时，未暴露于接收来自光罩100的光及/或辐射的那部分通常在显影步骤320期间被溶解及/或以其他方式去除。操作310与320在此统称为曝光与显影步骤，且例如对应于图2的参考微影制程260的曝光与显影步骤(但使用具有次解析辅助特征106的图1a与图1b的不同光罩100，而非不具有此特征的制程260的光罩262)。
74.图4a与图4b显示出在显影步骤320后的半导体结构200。可看出，根据在曝光步骤310期间以光罩100所产生的曝光，于显影步骤320期间在一些位置处已经溶解及/或完全去除(或几乎完全去除)光阻层210。举例而言，在使用正型光阻材料的实施方式中，在显影步骤320期间完全去除光阻层210的位置是在曝光步骤310期间接收标称完全曝光的那些位置，例如对应于光罩100的设计或图案104中的开口、空隙、或间隙，例如间隙108的位置。
75.在图4a与图4b中亦可看出，根据在曝光步骤310期间以光罩100所产生的曝光，于
显影步骤320期间在某些位置处的光阻层210没有被溶解及/或去除。举例而言，在使用正型光阻材料的实施方式中，在显影步骤320期间没有去除光阻层210的位置是在曝光步骤310期间未曝光的那些位置，例如对应于光罩100的设计或图案104吸收或以其他方式阻挡光及/或辐射透射的位置，因此光及/或辐射在曝光步骤310期间不被光阻层210所接收。更具体地，在一些适合的实施方式中，根据在曝光步骤310期间以光罩100所产生的曝光，在至少一个位置，例如于显影步骤320之后，光阻层210未改变及/或以其他方式在其原始厚度x处或附近保持完整，借此在光阻层210中形成第一特征210a，第一特征210a具有厚度x，以及在光阻层210中的宽度或关键尺寸w。此宽度w可对应于先前参照图2所描述的参考微影制程260的平面图268与侧剖面图270中所示的图案化光阻层的宽度w。
76.从第4a图与第4b图中可进一步看出，在至少一个其他位置，例如根据在曝光步骤310期间以光罩100所产生的曝光，于显影步骤320期间仅部分地溶解及/或去除光阻层210。更具体地，形成在光阻层210中的特征210b是源自显影步骤320期间在此选定或目标位置处将光阻层210从其原始厚度x减薄到小于厚度x的厚度x’，但光阻层210尚未为显影步骤320在此选定或目标位置处完全溶解及/或去除。适当地，尽管如此，特征210b仍保持宽度或关键尺寸w，即约与形成在光阻层210中的特征210a相同。此可与对应于图2的参考微影制程260的平面图268与侧剖面图270中所示的图案化光阻层中的此特征的第二关键尺寸的较窄宽度w
cd2
形成对比。由于图案化的光阻区域210b具有较大的第一关键尺寸的较大宽度w，而不是较窄的第二关键尺寸的较窄宽度w
cd2
，因此该区域210b发生光阻剥离或其他损坏的可能性大大降低，进而改善元件良率。
77.应当理解的是，在光阻层210中形成特征210b的选定或目标位置处的光阻层210的减薄是借助于设置在光罩100中及/或上的光罩散射条106来实现的。也就是说，光罩散射条106使光阻层210的选定或目标位置接收有限的曝光，例如在曝光步骤310期间光罩散射条106处的光及/或辐射泄漏。在一些实施方式中，此有限曝光小于标称完全曝光，例如在光阻层210的对应于光罩100的设计或图案104中的开口、空隙、及/或间隙，例如间隙108的其他位置处接收到的。值得注意的是，穿过散射条106的光的绕射造成光扩散到更大的目标区域，而由于光的扩散，光强度降低到目标区域中的中度曝光。通过针对曝光步骤310中所使用的光的波长与强度适当设计散射条106的宽度(例如，使用第一原理光学绕射理论或模拟适当地进行这种设计，接着进行验证测试运行)，可将绕射光的扩散及其因扩散而降低的强度设计为在区域210b中产生所需的光阻的薄化，而不会完全去除区域210b中的光阻。虽然散射条106显示为说明性实施方式，但更一般地，可使用且适当地设计任何次解析辅助特征(sraf)106，以在限定区域上提供所需的较低强度的绕射光，来形成区域210b。举例而言，相移光罩(psm)中的局部相移的设计区域可用于此目的。因此，由于光阻层210的选定或目标位置已接受少于标称完全曝光，因此于显影步骤320期间在选定及/或目标位置中的光阻层210未完全溶解或以其他方式去除，相反地它只是从原始厚度x减薄到小于厚度x的厚度x’，同时在光阻层210中保持宽度及/或关键尺寸w，此宽度及/或关键尺寸w与其他特征，例如形成在光阻层210中的特征210a的宽度及/或关键尺寸相同或相似。
78.也就是说，在一些实施方式中，在曝光步骤310期间，光罩100根据光罩100的设计或图案104在光阻层210上产生曝光图案，其中：(i)光阻层210的一或多个区域(即，例如对应于开口、空隙、及/或间隙，例如存在于光罩100的设计或图案104中的间隙108的位置的曝
光区域)接收标称全光及/或辐射曝光作为曝光步骤310的结果；(ii)光阻层210的一或多个其他区域(即，未曝光区域，例如对应于在曝光步骤310期间光及/或辐射被光罩100的设计或图案104吸收及/或阻挡的地方)接收很少或没有光及/或辐射作为曝光步骤310的结果；以及(iii)光阻层210的至少一个选定或目标区域(即，局部曝光的区域，对应于设置在光罩100中及/或上的光罩散射条106的位置)在曝光步骤310期间接受有限或中等的光及/或辐射曝光，其中有限或中等的光/辐射曝光小于标称全光/辐射曝光，但仍大于很少或没有光/辐射曝光。因此，在后续的显影步骤320期间，假设已使用正型光阻材料于光阻层210：(i)完全去除光阻层210的曝光区域；(ii)未曝光区域保持完整及/或未改变；以及(iii)光阻层210的局部曝光区域被局部去除或从其原始厚度x变薄至较小的厚度x’，同时保持其宽度或关键尺寸w。
79.于显影步骤320后，对半导体结构200或晶圆进行第一蚀刻步骤330。在一些实施方式中，第一蚀刻步骤330可为等向性蚀刻或异向性蚀刻。在一些实施方式中，可利用适合的蒸气相或气相硅蚀刻制程，例如使用适合的碳氟化合物，例如六氟丁二烯(c4f6)、八氟环丁烷(c4f8)等，进行第一蚀刻步骤330。
80.实务上，第一蚀刻步骤330操作以在中间层220中形成开口，这些开口对应于先前已形成在光阻层210中的开口，即，(假设是正型光阻材料)光阻层210在曝光步骤310期间已经接受标称完全曝光，且此后在显影步骤320期间已经完全溶解及/或以其他方式去除的那些位置。图5a与图5b显示出在第一蚀刻步骤330之后的半导体结构200。
81.在一些适合的实施方式中，取决于在显影步骤320后在给定位置处的光阻层210的厚度，第一蚀刻步骤330亦操作以去除及/或薄化那些给定位置处的剩余光阻层210。更具体地，在显影步骤320期间，光阻层210先前没有被薄化或去除的位置处，例如在特征210a处，第一蚀刻步骤330仅导致光阻层210的局部移除及/或薄化。然而，在显影步骤320期间，光阻层210先前已被薄化或以其他方式局部去除的位置处，例如在特征210b处，第一蚀刻步骤330适合导致剩余的先前薄化的光阻剂层210的完全(或几乎完全)移除。
82.如图5a与图5b中可见，作为第一蚀刻步骤330的结果的在中间层220中形成的特征220a保持被光阻层210的一部分覆盖及/或以其他方式保护，即在光阻层210中形成的特征210a的剩余部分。相反地，作为第一蚀刻步骤330的结果的在中间层220中形成的特征220b已经未被覆盖及/或暴露出(或至少几乎未被覆盖或几乎暴露出)。也就是说，作为第一蚀刻步骤330的结果的在中间层220中形成的特征220b没有被光阻层210的任何(或任何实质的)剩余部分覆盖及/或以其他方式保护。
83.重新关注图3，于第一蚀刻步骤330后，对半导体结构200或晶圆实施第二或修整蚀刻步骤340。图6a与图6b显示出在第二/修整蚀刻步骤340之后的半导体结构200。在一些实施方式中，第二/修整蚀刻步骤320可为等向性蚀刻或异向性蚀刻。适当地，光阻层210与中间层220之间对于第二/修整蚀刻步骤340具有相对高的敏感度。
84.在一些适合的实施方式中，第二/修整蚀刻步骤340操作以选择性修整及/或窄化在中间层220中形成的特征，取决于在第二/修整蚀刻步骤340实施时，作为第一蚀刻步骤330的结果的在中间层220中形成的那些特征是否仍为光阻层210的剩余部分覆盖及/或以其他方式保护。更具体地，于第一蚀刻步骤后仍为光阻层210的剩余部分覆盖及/或以其他方式保护的在中间层220中形成的那些特征(例如，像是特征220a在第一蚀刻步骤330后仍
被形成于光阻层210中的特征210a所覆盖及/或保护)，在第二/修整蚀刻步骤340的结果实际上并没有修整及/或窄化，即因光阻层210的遮盖或覆盖不要修剪或不要窄化的特征的那部分所提供的对第二/修整蚀刻步骤340的防止。因此，未修整或未窄化的特征，例如像是特征220a，保持与第二/修整蚀刻步骤340实施之前相同(或大致相同)的宽度或关键尺寸w。相反的，于第一蚀刻步骤后并未被光阻层210的剩余部分覆盖及/或以其他方式保护的在中间层220中形成的那些特征(例如，像是特征220b在第一蚀刻步骤330后未被形成于光阻层210的任何剩余部分所覆盖及/或保护)，在第二/修整蚀刻步骤340的结果被有效修整及/或窄化，即因缺乏及/或缺少光阻层210的适合部分所提供的对第二/修整蚀刻步骤340的防止。因此，第二/修整蚀刻步骤340的结果，经修整或窄化的特征，例如像是特征220b，实现的宽度或关键尺寸w
cd2
小于其在第二/修整蚀刻步骤340实施之前的宽度或关键尺寸w。在一些实施方式中，变窄的宽度w
cd2
对应于第二个目标关键尺寸。可使用测试运行及/或中间层220的材料的先验已知蚀刻速率来设计第二/修整蚀刻步骤340的参数，例如蚀刻剂组成、蚀刻时间、电浆参数(在电浆蚀刻的情况下)等，以为特征220b提供所需的宽度w
cd2
。
85.在一些适合的实施方式中，除了前述的选择性修整之外，第二/修整蚀刻步骤340亦可操作以去除在第一蚀刻步骤330之后剩余的光阻层210的那些部分。替代地，在一些适合的实施方式中，在第二/修整蚀刻步骤340后的单独蚀刻步骤(未示出)可实施于半导体结构200或晶圆，以去除在第一蚀刻步骤330后留下的光阻层210的那些部分。
86.重新关注图3，于第二/修整蚀刻步骤340后，对半导体结构200或晶圆实施第三蚀刻步骤350。图7a与图7b显示出第三蚀刻步骤340之后的半导体结构200。值得注意的是，对应于特征210a与220a的特征230a保留了对应于第一关键尺寸的宽度w，而对应于经修整的特征220b的特征230b(请参见图6a与图6b)保留了对应于较窄的第二关键尺寸的缩减的宽度w
cd2
。
87.在一些适合的实施方式中，第三蚀刻步骤350操作以在底层230中形成开口，及/或去除底层230对应于及/或对齐于先前已经在中间层220中形成的开口、空隙、及/或间隙的那些位置的部分，而对应于及/或对齐于在第二/修整蚀刻步骤340之后保持完整的中间层220的部分的底层230的区域或部分未被第三蚀刻步骤350去除。
88.在一些适合的实施方式中，除了前面所描述的底层230的去除之外，第三蚀刻步骤350亦可操作以去除在第二/修整蚀刻步骤340之后保留的中间层220的那些部分。在一些适合的实施方式中，在第三蚀刻步骤350后的单独蚀刻步骤(未示出)可实施于半导体结构200或晶圆，以去除在第二/修整蚀刻步骤340后留下的中间层220的那些部分。
89.如图7a与图7b所示的于图3的微影制程后的半导体结构200适合于取决于正在进行的特定半导体制程的进一步处理。举例而言，在一种制程中，图案化的底层230形成用于蚀刻硬罩幕240的罩幕，以在硬罩幕240中形成对应的图案，然后作为用于对下方的半导体晶圆或半导体元件250进行图案化处理，例如离子植入、电浆蚀刻等的图案。在一些实施方式中，可省略硬罩幕240，而在这种情况下，图案化的底层230直接作为用于对下方的半导体晶圆或半导体元件250进行图案化处理，例如材料沉积的图案。这些仅仅是非限制性的说明性例子。
90.以上描述主要是指光阻层210采用正型光阻材料的实施方式。然而，应当理解的是，可进行适当的修改，以适应使用负型光阻材料于光阻层210，依照本文所揭露的一些实
施方式，设想针对负型光阻材料进行哪些修改与使用。举例而言，在负型光阻材料用于光阻层210的实施方式中，光罩散射条106适当地由光/辐射吸收及/或阻挡材料形成，此材料布置在光罩基板102上由光罩100的设计或图案104所定义的开口、空隙、或间隙，例如间隙108中的位置处。在这样的方式中，光阻层210上的对应目标区域，实际上由于光罩散射条106阻挡或吸收了一些光/辐射而仅部分暴露，否则将在没有光罩散射条106的情况下完全曝光，且这些光/辐射将被透射及/或反射到光阻层210上的目标区域。
91.在一些实施方式中，可透过调节光罩散射条106处的光/辐射的泄漏，来确定在目标区域处，例如在形成特征210b的地方的光阻层210中最终实现的减薄量。也就是说，由显影步骤320所产生的光阻层210中的特征210b的所得高度x’通常取决于光罩散射条106所允许/所引起的光/辐射的泄漏量，此光/辐射的泄漏量在曝光步骤310期间接收在光阻层210的目标区域中及/或由目标区域所接收。因此，在一些实施方式中，选择光罩散射条106的尺寸、形状、及/或角度，以实现适当量的光/辐射泄漏，这将继而在显影步骤320期间产生所需的光阻层210的减薄量，例如在形成于光阻层210中的特征210b的位置处。在一些实施方式中，可在光罩100中及/或光罩100上采用其他的次解析辅助特征，以达到与光罩散射条106相同或类似的效果。举例而言，在一些实施方式中，次解析辅助特征可利用例如局部相移、针对ils(成像对数斜率)(对比度)损失的光罩轮廓优化等技术。
92.在一些实施方式中，半导体结构200选择性地包含额外的中间层及/或底层，且可透过额外及/或单独的蚀刻及/或修整步骤来实现额外的不同特征宽度及/或关键尺寸。
93.在下文中，描述一些进一步的说明性实施方式。
94.在一些实施方式中，一种图案化制程在半导体晶圆上进行，半导体晶圆涂布有底层、中间层、以及具有起始厚度的光阻层。图案化制程包含：进行曝光步骤，曝光步骤包含使用光罩曝光半导体晶圆，光罩包含特征，此特征在目标区域中产生中度曝光，随后处理而依照光罩在光阻层中产生多个开口，以及由于目标区域中的中度曝光而薄化目标区域中的光阻，以在目标区域中留下薄化的光阻；进行中间层蚀刻，以在中间层中形成多个开口对齐光阻层中的开口，其中因薄化的光阻所提供的保护，中间层蚀刻不会去除目标区域中的中间层；以及进行修整蚀刻，以修整目标区域中的中间层。
95.在另一些实施方式中，图案化制程更包含：移除光阻层；以及进行底层蚀刻，以在底层中形成多个开口对齐中间层的开口。
96.在另外的实施方式中，在目标区域中产生中度曝光的特征为光罩散射条。
97.在一些实施方式中，在目标区域中产生中度曝光的特征为具有局部相移的光罩的一区域。
98.在又一些实施方式中，于中间层蚀刻后，中间层已经在其中形成至少二特征，此至少二特征中的每一个界定在形成在中间层中的相邻的开口之间，且具有由相邻的开口的间隔界定的第一宽度。
99.在另一些实施方式中，修整蚀刻将至少二特征中的一特征窄化成第二宽度，第二宽度小于第一宽度。
100.在一些实施方式中，窄化的特征对齐光阻层被薄化的目标区域。
101.在更进一步的实施方式中，修整蚀刻并未窄化至少二特征中的一者，使得至少二特征中的该者保持第一宽度。
102.在又一些实施方式中，在目标区域中产生中度曝光的特征包含次解析辅助特征。
103.在一些实施方式中，一种图案化制程在半导体晶圆上进行，此半导体晶圆涂布有光阻层。图案化制程包含使用光罩将半导体晶圆暴露于光，以产生曝光图案，此曝光图案包含：接受完全曝光的半导体晶圆的多个曝光区域，未接受曝光的半导体晶圆的多个未曝光区域，以及接收小于完全曝光的中度曝光的半导体晶圆的至少一目标区域。图案化制程更包含：在暴露于光之后，处理半导体晶圆，以依照曝光区域与未曝光区域在光阻层中产生多个开口，并薄化在至少一目标区域中的光阻层；进行第一蚀刻，以在半导体晶圆的位于光阻层下方的第一层中形成多个开口对齐于光阻层中的开口，其中第一蚀刻并未在第一层中形成开口对齐至少一目标区域；以及进行修整蚀刻，以修整至少一目标区域中的第一层。
104.在另一些实施方式中，图案化制程更包含：移除光阻层；以及进行第二蚀刻，以在半导体晶圆的设于第一层下方的第二层中形成多个开口，第二层中的开口对齐于第一层中的开口。
105.在更进一步的实施方式中，于第一蚀刻后，第一层已在其中形成有至少二特征，至少二特征的每一个界定在形成于第一层中的相邻的开口之间且具有由相邻的开口的间隔界定的第一宽度。
106.在另外的实施方式中，修整蚀刻将至少二特征中的一特征窄化成第二宽度，第二宽度小于第一宽度。
107.在另一些实施方式中，窄化的特征对齐光阻层被薄化的目标区域。
108.在一些附加实施方式中，修整蚀刻并未窄化至少二特征中的一者，使得至少二特征中的该者保持第一宽度。
109.在一些实施方式中，由图案化制程所形成的半导体晶圆。
110.在一些实施方式中，提供一种光罩，使用于实施在半导体结构的图案化制程，半导体结构具有第一厚度的光阻层。光罩包含光罩基板、以及光罩图案形成在光罩基板上。光罩图案包含：第一可印刷特征运作以印刷具有第一关键尺寸(cd)的对应光阻图案特征，以及第二可印刷特征包含次解析辅助特征。第二可印刷特征运作以印刷具有第一关键尺寸与由于次解析辅助特征的光阻缩减厚度的对应光阻图案特征。
111.在另一些实施方式中，次解析辅助特征为光罩散射条。
112.在又一些实施方式中，光罩为反射式光罩或透射式光罩之一。
113.在更进一步的实施方式中，次解析辅助特征包含一相移光罩，该相移光罩具有定义次解析辅助特征的局部相移。
114.上述已概述数个实施方式的特征，因此熟悉此技艺者可更了解本揭露的态样。熟悉此技艺者应了解到，其可轻易地利用本揭露做为基础，来设计或润饰其他制程与结构，以实现与本文所介绍的实施方式相同的目的及/或达到相同的优点。熟悉此技艺者也应了解到，这类对等架构并未脱离本揭露的精神和范围，且熟悉此技艺者可在不脱离本揭露的精神和范围下，在此进行各种的更动、取代、与修改。