窄线切割掩模方法与流程

背景技术：

1、半导体装置的微制造包括多个步骤，诸如膜沉积、图案形成和图案转移。材料和膜通过旋涂、气相沉积和其他沉积工艺沉积在基板上。图案形成通常通过以下方式进行：使用248nm处的krf准分子激光器、193nm处的arf准分子激光器或13.5nm处的极紫外线(euv)曝光工具来使光敏膜(称为光致抗蚀剂)暴露于光化辐射的图案，随后对光致抗蚀剂进行显影以形成浮雕图案。然后，浮雕图案充当蚀刻掩模，当对基板施加一种或多种蚀刻工艺时，该蚀刻掩模覆盖基板的将不被蚀刻的部分。通常使用这样的光刻步骤在基板上实现线切割，其中各个切口利用单独的光刻曝光个别地放置。这随着线宽减小(尤其是当切口彼此靠近放置时)而具有挑战性。

2、通常，在图案形成之前，首先将图案蚀刻到一个或多个转移层上，例如硬掩模层或底部抗反射涂层(barc)层上，然后转移到基板层上。因此，当前的微制造技术需要许多步骤，并且执行起来通常非常昂贵。

技术实现思路

1、提供本
技术实现要素：
以介绍概念的选择，这些概念在以下具体实施方式中进一步描述。本发明内容并不旨在确认所要求保护的主题的关键特征或基本特征，也不旨在作为限制所要求保护的主题的范围的辅助。

2、在一方面，本文公开的实施例涉及一种对基板进行图案化的方法，包括在基板上提供第一浮雕图案，其中第一浮雕图案包括第一抗蚀剂，用溶解度转变剂(solubility-shifting agent，也称为溶解度偏移剂)涂布第一浮雕图案，在第一浮雕图案上沉积第二抗蚀剂，使得第二抗蚀剂与第一浮雕图案接触，以及使溶解度转变剂以预定距离扩散到第二抗蚀剂中，以提供第二抗蚀剂的溶解度转变区域，其中第二抗蚀剂的溶解度转变区域与第一浮雕图案接界。然后，该方法包括对第二抗蚀剂进行显影，使得溶解度转变区域被溶解，以在第一浮雕图案和第二抗蚀剂之间提供间隙，在该间隙处，基板的一部分被暴露出，以及使用第一浮雕图案和第二抗蚀剂作为组合的蚀刻掩模对基板进行蚀刻。

3、在另一方面，本文公开的实施例涉及一种对基板进行图案化的方法，包括在基板上提供第一浮雕图案，其中第一浮雕图案包括第一抗蚀剂，用溶解度转变剂涂布第一浮雕图案，在第一浮雕图案上沉积第二抗蚀剂，使得第二抗蚀剂与第一浮雕图案接触，以及使溶解度转变剂以预定距离扩散到第一抗蚀剂中，以提供第一抗蚀剂的溶解度转变区域，其中第一抗蚀剂的溶解度转变区域与第二抗蚀剂接界。然后，该方法包括对第一抗蚀剂进行显影，使得溶解度转变区域被溶解，以在第一浮雕图案和第二抗蚀剂之间提供间隙，在所述间隙处，基板的一部分被暴露出，以及使用第一浮雕图案和第二抗蚀剂作为组合的蚀刻掩模对基板进行蚀刻。在又一方面，本文公开的实施例涉及一种涂布基板，其包括第一光致抗蚀剂层和第二光致抗蚀剂层，第一光致抗蚀剂层包含核聚合物和壳聚合物，其中核聚合物和壳聚合物具有不同的溶解度特性，第二光致抗蚀剂层涂布在第一光致抗蚀剂层的顶部和周围，其中第二光致抗蚀剂层包含聚合物。

4、根据以下描述和所附权利要求，所要求保护的主题的其他方面和优点将变得清楚。

技术特征：

1.一种对基板进行图案化的方法，包括：

2.一种对基板进行图案化的方法，包括：

3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中所述第一浮雕图案包括被特征之间的间隙分隔开的所述特征，其中所述特征包括所述第一抗蚀剂。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述第二抗蚀剂填充所述第一浮雕图案的所述间隙。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中蚀刻所述基板包括进行各向异性蚀刻。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中在所述基板上提供所述第一浮雕图案包括：

7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述溶解度转变剂包括酸产生剂。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述酸产生剂不含氟。

9.根据权利要求7所述的方法，其中所述酸产生剂选自由全氟丁磺酸吡啶鎓盐、全氟丁磺酸3-氟吡啶鎓盐、全氟-1-丁磺酸4-叔丁基苯基四亚甲基锍盐、2-三氟甲基苯磺酸4-叔丁基苯基四亚甲基锍盐、4-叔丁基苯基四亚甲基锍4,4,5,5,6,6-六氟二氢-4h-1,3,2-二噻嗪1,1,3,3-四氧化物、锑酸三苯基锍盐及其组合组成的组。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述溶解度转变剂包含酸。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述酸产生剂不含氟。

12.根据权利要求10所述的方法，其中所述酸选自由三氟甲磺酸、全氟-1-丁磺酸、对甲苯磺酸、4-十二烷基苯磺酸、2,4-二硝基苯磺酸、2-三氟甲基苯磺酸及其组合组成的组。

13.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述溶解度转变剂包含基质聚合物，所述基质聚合物包含具有烯属不饱和可聚合双键的单体，包括(甲基)丙烯酸酯单体；(甲基)丙烯酸；乙烯基芳族单体，诸如苯乙烯、羟基苯乙烯、乙烯基萘和苊；乙烯醇；氯乙烯；乙烯基吡咯烷酮；乙烯基吡啶；乙烯基胺；乙烯基缩醛；马来酸酐；马来酰亚胺；降冰片烯；及其组合。

14.根据上述权利要求中任一项权利要求所述的方法，其中所述溶解度转变剂包含基质聚合物，所述基质聚合物包含单体，所述单体包含一个或多个选自羟基、羧基、磺酸、磺酰胺、硅烷醇、氟代醇、无水物、内酯、酯、醚、烯丙胺、吡咯烷酮及其组合的官能团。

15.根据上述权利要求中任一项所述的方法，还包括在用所述溶解度转变剂涂布所述第一浮雕图案之后，立即使所述溶解度转变剂扩散到所述第一浮雕图案中。

16.根据权利要求15所述的方法，其中使所述溶解度转变剂扩散到所述第一浮雕图案中是通过进行烘烤来实现的。

17.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述第一抗蚀剂是正性显影抗蚀剂，并且所述第二抗蚀剂包括可溶于极性溶剂的聚合物。

18.根据权利要求1至14中任一项所述的方法，其中所述第一抗蚀剂是负性显影抗蚀剂，并且所述第二抗蚀剂包含可溶于非极性有机溶剂的聚合物。

19.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述溶解度转变剂包含溶剂。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述溶剂选自由甲基异丁基甲醇(mibc)、癸烷、异丁酸异丁酯、异戊醚及其组合组成的组。

21.根据权利要求19或20所述的方法，其中所述第一抗蚀剂不溶于所述溶剂。

22.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第一抗蚀剂包含由选自由苯乙烯、对羟基苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、降冰片烯及其组合组成的组的单体制成的聚合物。

23.根据权利要求17中任一项所述的方法，其中所述特定显影剂是碱显影剂。

24.根据权利要求23所述的方法，其中所述碱显影剂是氢氧化四甲基铵。

25.根据权利要求18中任一项所述的方法，其中所述特定显影剂是选自由乙酸正丁酯(nba)、2-庚酮及其组合组成的组的非极性有机溶剂。

26.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其中所述第二抗蚀剂包含由选自由苯乙烯、对羟基苯乙烯、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、降冰片烯及其组合组成的组的单体制成的聚合物。

技术总结
一种对基板进行图案化的方法包括在基板上提供第一浮雕图案，其中第一浮雕图案包括第一抗蚀剂，用溶解度转变剂涂布第一浮雕图案，在第一浮雕图案上沉积第二抗蚀剂，使得第二抗蚀剂与第一浮雕图案接触，以及使溶解度转变剂以预定距离扩散到第二抗蚀剂中，以提供第二抗蚀剂的溶解度转变区域。第二抗蚀剂的溶解度转变区域与第一浮雕图案接界。然后，该方法包括对第二抗蚀剂进行显影，使得溶解度转变区域被溶解，从而在第一浮雕图案和第二抗蚀剂之间提供间隙，在该间隙处，基板的一部分被暴露出，以及使用第一浮雕图案和第二抗蚀剂作为组合的蚀刻掩模对基板进行蚀刻。

技术研发人员：布伦南·彼得森,菲利普·D·胡斯塔德
受保护的技术使用者：杰米纳蒂奥公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22