本公開涉及半導(dǎo)體工藝，更特別涉及微影方法。

背景技術(shù)：

半導(dǎo)體集成電路(ic)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)歷快速成長(zhǎng)一段時(shí)日。ic材料、設(shè)計(jì)、與工藝工具的技術(shù)進(jìn)步，使每一代的ic均比前一代的ic具有更小且更復(fù)雜的電路。在這些進(jìn)展中，工藝方法、工具、與材料均奮斗以達(dá)更小結(jié)構(gòu)尺寸的需求。

微影機(jī)制為投影圖案至基板(如半導(dǎo)體晶片)上，其具有光敏層形成其上。圖案通常通過穿過圖案化光掩模的射線所定義。微影工具與方法在減少影像單元的線寬上，已具有顯著的進(jìn)展。雖然現(xiàn)有的微影方法一般已適用于其發(fā)展目的，但仍未完全符合所有方面的需求。舉例來說，目其亟需在曝光顯影后改善光敏材料的保真度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開一實(shí)施例提供的微影方法包括：形成光致抗蝕劑于基板上，其中光致抗蝕劑包含酸活性基團(tuán)(alg)連接至極性單元；以射線束曝光光致抗蝕劑；烘烤光致抗蝕劑；以及對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行顯影工藝。

附圖說明

圖1a是一例中，光致抗蝕劑曝光工藝的示意圖。

圖1b是一些實(shí)施例中，光致抗蝕劑的示意圖。

圖2a是一些實(shí)施例中，極性酸活性基團(tuán)(palg)的結(jié)構(gòu)圖。

圖2b是一些實(shí)施例中，極性轉(zhuǎn)換酸活性(psalg)基團(tuán)的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是一些實(shí)施例中，制作半導(dǎo)體裝置的方法其流程圖。

圖4、圖5a、圖5b、與圖6是圖3的方法的多種制作階段中，半導(dǎo)體裝置的剖視圖。

附圖標(biāo)記說明：

100工藝

110基板

120、220光致抗蝕劑

120a、120b區(qū)域

124pag

126、212alg

128溶劑

130光源

135射線束

140光掩模

210palg

214極性單元

216連接基

220psalg

224極性轉(zhuǎn)換單元

310、310e改質(zhì)光致抗蝕劑

320曝光區(qū)

330非曝光區(qū)

350酸組分

410圖案結(jié)構(gòu)

500方法

502、504、506步驟

600半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)

具體實(shí)施方式

下述內(nèi)容提供的不同實(shí)施例或?qū)嵗蓪?shí)施本公開的不同結(jié)構(gòu)。特定構(gòu)件與排列的實(shí)施例是用以簡(jiǎn)化本公開而非局限本公開。舉例來說，形成第一構(gòu)件于第二構(gòu)件上的敘述包含兩者直接接觸，或兩者之間隔有其他額外構(gòu)件而非直接接觸。此外，本公開的多種例子中可重復(fù)標(biāo)號(hào)，但這些重復(fù)僅用以簡(jiǎn)化與清楚說明，不代表不同實(shí)施例及/或設(shè)置之間具有相同標(biāo)號(hào)的單元之間具有相同的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

此外，空間性的相對(duì)用語如「下方」、「其下」、「較下方」、「上方」、「較上方」、或類似用語可用于簡(jiǎn)化說明某一元件與另一元件在圖示中的相對(duì)關(guān)系?？臻g性的相對(duì)用語可延伸至以其他方向使用的元件，而非局限于圖示方向。元件亦可轉(zhuǎn)動(dòng)90°或其他角度，因此方向性用語僅用以說明圖示中的方向。

本公開提供用于形成半導(dǎo)體裝置的微影方法。在本公開中，用語「微影」、「浸潤(rùn)式微影」、「光微影」、與「光學(xué)微影」可交替使用。微影是用于微制作(如半導(dǎo)體制作)的工藝中，其可選擇性的移除部分的薄膜或基板。微影工藝采用光將光掩模的圖案(如幾何圖形)轉(zhuǎn)移至基板上的光敏層(如光致抗蝕劑)。光會(huì)導(dǎo)致光敏層的曝光區(qū)域中的化學(xué)變化，以增加或降低曝光區(qū)的溶解度。若曝光區(qū)的溶解度增加，則光敏層稱作正光致抗蝕劑。若曝光區(qū)的溶解度降低，則光敏層稱作負(fù)光致抗蝕劑。在曝光基板之前或之后可進(jìn)行烘烤工藝，比如曝光后烘烤工藝。顯影工藝采用顯影溶液，其選擇性地移除曝光區(qū)或非曝光區(qū)，以產(chǎn)生曝光圖案于基板上。接著可進(jìn)行一系列的化學(xué)處理，使曝光圖案刻入或蝕刻至基板(或材料層中)，而圖案化的光致抗蝕劑將保護(hù)下方的基板(或材料層)。在其他實(shí)施例中，可進(jìn)行金屬沉積、離子注入、或其他工藝。最后，可采用合適的試劑移除(或剝除)剩余的光致抗蝕劑，而基板則準(zhǔn)備好進(jìn)行制作電路的下個(gè)階段(即重復(fù)類似工藝)。在復(fù)雜的集成電路(如現(xiàn)代的cmos)中，可對(duì)基板進(jìn)行多次的光微影循環(huán)。

圖1a是光致抗蝕劑曝光的工藝100的示意圖。工藝100涂布光致抗蝕劑120于基板110上。在一些實(shí)施例中，基板110包含硅。在其他實(shí)施例中，基板110可改為或額外包含其他合適的半導(dǎo)體材料，比如鍺(ge)、硅鍺(sige)、碳化硅(sic)、砷化鎵(gaas)、鉆石、砷化銦(inas)、磷化銦(inp)、碳化硅鍺(sigec)、或磷化鎵銦(gainp)?；?10亦可包含多種結(jié)構(gòu)如多種摻雜區(qū)、淺溝槽隔離(sti)區(qū)、源極/漏極結(jié)構(gòu)、柵極堆疊、介電結(jié)構(gòu)、及/或多層內(nèi)連線。在一實(shí)施例中，基板110包含抗反射涂層、硬掩模材料、及/或其他光敏層可圖案化的目標(biāo)層。在一實(shí)施例中，基板110為cmos工藝技術(shù)的常見基板。然而，雖然下述工藝施加的基板的型態(tài)為半導(dǎo)體晶片，但應(yīng)理解其他基板與工藝亦可采用本公開，比如印刷電路板基板、鑲嵌工藝、與薄膜晶體管液晶顯示器(tft-lcd)基板與工藝。

如圖1b所示，光致抗蝕劑120可為正光致抗蝕劑材料或負(fù)光致抗蝕劑材料，且可具有多層結(jié)構(gòu)。光致抗蝕劑120可采用化學(xué)放大(ca)光致抗蝕劑材料。在一實(shí)施例中，正型ca光致抗蝕劑材料包含聚合物材料(未圖示)，其與酸反應(yīng)后轉(zhuǎn)為可溶于顯影劑中。在其他實(shí)施例中，ca光致抗蝕劑材料可為負(fù)型，其包含的聚合物材料在與酸反應(yīng)后，不溶于顯影劑中。光致抗蝕劑120亦可包含溶劑(未圖示)填充于聚合物中。溶劑包含丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇甲醚、γ-丁內(nèi)酯、乳酸乙酯、環(huán)己酮、乙酸正丁酯、乙酮、二甲基甲酰胺、醇類(如異丙醇或乙醇)、或其他合適溶劑。軟烘烤工藝可揮發(fā)部分溶劑。

在此實(shí)施例中，光致抗蝕劑120包含pag(光酸產(chǎn)生劑)124與alg(光活性基團(tuán))126。當(dāng)pag124吸收光能，其將分解并產(chǎn)生酸。pag124可為曝光后產(chǎn)生酸的化合物如下。應(yīng)理解的是，下述pag可單獨(dú)使用或混合使用。合適的pag可包含鎓鹽、硒鹽、鏻鹽、錪鹽、锍鹽、有機(jī)鹵化合物、鄰-硝基芐基磺酸酯、n-亞胺基磺酸酯化合物、n-酰亞胺基磺酸酯化合物、重氮磺酸酯化合物、磺酰亞胺化合物、重氮二磺酸酯化合物、或二砜化合物。

在一些實(shí)施例中，alg126為結(jié)合alg與堿的功能的化合物。alg126可包含具有四級(jí)碳的龐大單位，其可作為優(yōu)異的離去基團(tuán)。alg126可擇自酯、第三丁基、第三丁氧基羰基、異降冰片基、2-甲基-2-金剛烷基、2-乙基-2-金剛烷基、3-四氫呋喃(thf)、內(nèi)酯、2-thf、或2-四氫吡喃(thp)基團(tuán)。在多種實(shí)施例中，alg126包含交聯(lián)位點(diǎn)，其于熱烘烤后可與光致抗蝕劑聚合物交聯(lián)。在其他實(shí)施例中，alg126不含交聯(lián)位點(diǎn)，且在熱烘烤后擴(kuò)散。在一些實(shí)施例中，alg126共價(jià)鍵結(jié)至(或連接至)光致抗蝕劑的聚合物的主鏈聚合物的主鏈可為聚(羥基苯乙烯)(phs)、甲基丙烯酸酯、或phs/甲基丙烯酸酯的混合物。堿可包括含氮堿，其可擇自任何合適的堿如胺(-nh2、-nhr)、锍胺(-so2nh2、-so2nhr)、-conh2、-conhr、-csnh2、-ch＝chnh2、-ch＝chnhr、吡啶-nh2、苯基-nh2、吡咯-nh2、或噻吩-nh2、其中r為烷基、芳基、取代的烷基、取代的芳基、雜芳環(huán)、雜原子、環(huán)烷基、或取代的環(huán)烷基。

光致抗蝕劑120亦可包含添加劑，以輔助光致抗蝕劑120達(dá)到最高分辨率。舉例來說，光致抗蝕劑120亦可包含界面活性劑，以幫助改善光致抗蝕劑120涂布于材料表面上的能力。在另一例中，光致抗蝕劑120亦可包含淬息劑，其用以抑制光致抗蝕劑中產(chǎn)生酸、堿、或自由基。有助于光致抗蝕劑圖案配置并改善光致抗蝕劑120的穩(wěn)定性。在又一實(shí)施例中，光致抗蝕劑120亦可包含穩(wěn)定劑，其可輔助曝光光致抗蝕劑120產(chǎn)生的酸免于不需要的擴(kuò)散。

如圖1a所示，光致抗蝕劑120位于基板110上的方法可為合適技術(shù)，比如旋轉(zhuǎn)涂布技術(shù)。接著以光源130產(chǎn)生射線束135以曝光光致抗蝕劑120，且射線束135穿過光掩模140。光掩模140具有預(yù)定圖案。曝光工藝會(huì)讓光致抗蝕劑圖案包含多個(gè)曝光區(qū)(或曝光結(jié)構(gòu))，與多個(gè)非曝光區(qū)(或非曝光結(jié)構(gòu))。圖1a顯示顏色深淺不同的光致抗蝕劑120。顏色較淺的區(qū)域120a指的是光源130被阻擋的區(qū)域，因此未產(chǎn)生酸。顏色較深的區(qū)域120b指的是照光區(qū)，其產(chǎn)生酸以進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

光源130可為多種光源，比如深紫外光(duv)光源。在一例中，光源130可為極紫外光(euv)光源。在一些例子中，可采用其他光源130如電子束寫入。在其他例中，曝光工藝可采用其他射線束如離子束、x-光、或其他合適的曝光能量。此外，可在曝光工藝前對(duì)光致抗蝕劑120進(jìn)行預(yù)烘烤，以硬化并干燥光致抗蝕劑120。

在曝光時(shí)，pag124將產(chǎn)生酸150，并使鍵結(jié)至聚合物的alg自聚合物斷裂。正型的光致抗蝕劑120的溶解度將提升，因酸可斷裂聚合物的聚合物被酸斷裂，造成聚合物更親水。負(fù)型的光致抗蝕劑120的溶解度將下降，因酸催化的可交聯(lián)的聚合物將被酸催化并交聯(lián)，造成聚合物更疏水。

接著可對(duì)光致抗蝕劑120進(jìn)行曝光后烘烤(peb)，再以任何合適工藝顯影光致抗蝕劑120，以形成圖案于光致抗蝕劑120中。在圖案曝光及/或peb工藝后，光致抗蝕劑120中的pag124產(chǎn)生酸150，其增加或降低聚合物的溶解度。正型光致抗蝕劑的溶解度將提升，因酸可斷裂聚合物的聚合物被酸斷裂，造成聚合物更親水。負(fù)型光致抗蝕劑的溶解度將下降，因酸催化的可交聯(lián)的聚合物將被酸催化并交聯(lián)，造成聚合物更疏水。

pag124的重量與光致抗蝕劑120的總重的比例，介于約1:100至約7:100之間。上述重量比例大于或等于約7:100，有助于確保不需額外曝光。上述重量比例小于或等于約7:100，有助于避免降低光致抗蝕劑組成的光穿透率。

alg126可控制光致抗蝕劑層的曝光區(qū)與非曝光區(qū)中的酸150其濃度。正光致抗蝕劑中曝光區(qū)的pag124產(chǎn)生的酸，與alg反應(yīng)并斷裂a(bǔ)lg，使光致抗蝕劑的聚合物的極性更親水。alg126亦中合過量的酸150，并避免酸150擴(kuò)散至非曝光區(qū)。在非曝光區(qū)中，alg126可緩沖或中和來自曝光區(qū)的酸，以改善曝光區(qū)與非曝光區(qū)的酸對(duì)比。

接著可采用顯影溶液移除部分的光致抗蝕劑120。顯影溶液可移除光致抗蝕劑的曝光部分或非曝光部分，端視光致抗蝕劑型態(tài)而定。若光致抗蝕劑120包含負(fù)型光致抗蝕劑，則曝光部分不溶于顯影溶液并保留于基板上。若光致抗蝕劑120包含正型光致抗蝕劑，則曝光部分將溶于正型顯影溶液中，并保留非曝光部分。若采用負(fù)型顯影溶液，則非曝光部分將溶解，并保留曝光部分。保留的曝光部分(或非曝光部分)定義圖案。

雖然現(xiàn)有的微影方法可適用于其發(fā)展目的，但仍無法完全符合所有方面的需求。舉例來說，在曝光工藝與peb工藝中，alg自光致抗蝕劑120斷裂并離去會(huì)造成光致抗蝕劑120的質(zhì)量損失，并使光致抗蝕劑圖案的膜縮減及關(guān)鍵尺寸(cd)縮減。本公開提供的微影工藝調(diào)整光致抗蝕劑，以降低質(zhì)量損失。

圖2a是一些實(shí)施例中，palg(極性的alg)210的示意圖。palg210包含alg212與極性單元214。此處用語「極性」指的是偶極矩。此實(shí)施例中，alg212與前述圖1b中所述的alg126在許多方面類似。極性單元214可包含一或多個(gè)極性力官能基如-oh、＝o、-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)sh、-c(＝o)oh、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)nh、-so2oh、-so2sh、-soh、-so2-、其他合適的極性官能基、及/或上述的組合。極性官能基可彼此鍵結(jié)以形成氫鍵。在一實(shí)施例中，極性基團(tuán)214的結(jié)構(gòu)如下：

在此實(shí)施例中，alg212與極性單元214一起耦接至化學(xué)鏈段中。在一些實(shí)施例中，化學(xué)鏈段可重復(fù)多次，比如重復(fù)x次(x為整數(shù))。alg212可經(jīng)連接基216耦接至極性單元214，且連接方式可為化學(xué)鍵、共價(jià)鍵、氫鍵、及/或離子鍵。連接基216可包含脂肪基或芳基。連接基216可為直鏈狀、支鏈狀、非支鏈狀、環(huán)狀、或非環(huán)狀的飽和且具有氫、氧、或鹵素的c1-9單元(如烷基、烯基、或苯)、及/或上述的任何組合。至少一極性單元214經(jīng)由連接基216耦接至alg212。

圖2b是一些實(shí)施例中，psalg(極性轉(zhuǎn)換alg)220的示意圖。psalg220包含alg與極性轉(zhuǎn)換單元224。在微影曝光工藝中，極性轉(zhuǎn)換單元224與pag124產(chǎn)生的酸反應(yīng)，且由非極性態(tài)轉(zhuǎn)變成極性態(tài)。在此實(shí)施例中，極性轉(zhuǎn)換單元224可包含一或多個(gè)極性轉(zhuǎn)換官能基如縮醛、縮丙酮(acetonide)化合物、酸酐、其他合適的極性轉(zhuǎn)換官能基、及/或上述的組合。在一實(shí)施例中，極性轉(zhuǎn)換單元224的結(jié)構(gòu)如下：

在此實(shí)施例中，alg212與極性轉(zhuǎn)換單元224一起耦接至化學(xué)鏈段中。在一些實(shí)施例中，化學(xué)鏈段可重復(fù)多次，比如重復(fù)y次(y為整數(shù))。alg212可經(jīng)連接基216耦接至極性轉(zhuǎn)換單元216，且連接方式可為化學(xué)鍵、共價(jià)鍵、氫鍵、及/或離子鍵。在一實(shí)例中，縮醛的極性轉(zhuǎn)換單元224或縮丙酮的極性轉(zhuǎn)換單元224，連接至光致抗蝕劑220的聚合物。

圖3是一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體工藝中采用改質(zhì)光致抗蝕劑310中palg210的方法500的流程圖。圖4至圖6是一些實(shí)施例中，半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)600的剖視圖。

如圖3與圖4所示，方法500的步驟502沉積改質(zhì)光致抗蝕劑310于基板110上，且沉積方法可為旋轉(zhuǎn)涂布技術(shù)。在此實(shí)施例中，改質(zhì)光致抗蝕劑310包含pag124(如圖1b所示)與palg210(如圖2a所示)。在一實(shí)施例中，palg210與改質(zhì)光致抗蝕劑310的摩爾比介于約5:100至約40:100之間。在其他實(shí)施例中，改質(zhì)光致抗蝕劑310包含pag124與溶劑128(如圖1b所示)，以及psalg220(如圖2b所示)。在一實(shí)施例中，psalg220與改質(zhì)光致抗蝕劑310的摩爾比介于約5:100至約40:100之間。

如圖3、圖5a、與圖5b所示，方法500的步驟504對(duì)改質(zhì)光致抗蝕劑310進(jìn)行微影曝光工藝與曝光后烘烤(peb)。以光源130的射線束135曝光改質(zhì)光致抗蝕劑310，且射線束穿過具有預(yù)定圖案(見圖5a)的光掩模140。如此一來，光掩模圖案具有多個(gè)曝光區(qū)320(如曝光結(jié)構(gòu))與非曝光區(qū)330。微影曝光工藝可為本技術(shù)領(lǐng)域所知的多種型態(tài)，比如采用紫外光(uv)微影、深紫外光(duv)微影、或極紫外光(euv)微影的曝光系統(tǒng)。舉例來說，微影系統(tǒng)的射線束可為具有波長(zhǎng)436nm(g線)或365nm(i線)的汞燈、具有波長(zhǎng)248nm的氟化氪(krf)準(zhǔn)分子激光、具有波長(zhǎng)193nm的氟化氬(arf)準(zhǔn)分子激光、或具有所需波長(zhǎng)的其他光源。

在此實(shí)施例中，在曝光工藝后對(duì)改質(zhì)光致抗蝕劑310進(jìn)行peb，如圖5b所示。在烘烤工藝中，加熱改質(zhì)光致抗蝕劑310。通過化學(xué)放大工藝，使光產(chǎn)生的酸形成更多酸。peb的操作裝置可為加熱板、烘箱、及/或其他合適裝置。在一實(shí)施例中，peb的溫度介于約80℃至約150℃之間，且歷時(shí)約30秒至約90秒之間。

在曝光工藝與peb工藝中，對(duì)改質(zhì)光致抗蝕劑310曝光可使其產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，以產(chǎn)生酸組分350。酸組分350使改質(zhì)光致抗蝕劑310不溶于特定型態(tài)的顯影溶液中。圖5a與圖5b顯示改質(zhì)光致抗蝕劑310中顏色深淺不同的區(qū)域。光源130未照射非曝光區(qū)330，因此未產(chǎn)生酸組分。曝光區(qū)320產(chǎn)生酸組分350，進(jìn)而產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)以形成改質(zhì)光致抗蝕劑310e。

當(dāng)改質(zhì)光致抗蝕劑310具有palg210時(shí)(搭配圖2a所述的工藝)，曝光工藝與peb工藝時(shí)曝光區(qū)320中的pag124會(huì)產(chǎn)生酸組分350，其使palg210自改質(zhì)光致抗蝕劑310e的聚合物主鏈斷裂。耦接至alg212的極性單元214之后可提供極性力，使alg212傾向于保留在改質(zhì)光致抗蝕劑310e中，進(jìn)而降低改質(zhì)光致抗蝕劑310e的質(zhì)量損失。

當(dāng)改質(zhì)光致抗蝕劑310具有psalg220(搭配圖2b所述的工藝)，曝光工藝與peb工藝時(shí)曝光區(qū)320中的pag124會(huì)產(chǎn)生酸組分350，其使psalg220自改質(zhì)光致抗蝕劑310e的聚合物主鏈斷裂。與此同時(shí)，曝光區(qū)320中的極性轉(zhuǎn)換單元224會(huì)與酸組分350反應(yīng)，并由非極性態(tài)轉(zhuǎn)換至極性態(tài)。如此一來，極性轉(zhuǎn)換單元224提供極性力，使alg212傾向于保留在改質(zhì)光致抗蝕劑310e中，進(jìn)而降低改質(zhì)光致抗蝕劑310e的質(zhì)量損失。

此外，由于曝光區(qū)與非曝光區(qū)之間的酸濃度差異，曝光工藝與peb工藝時(shí)曝光區(qū)320中產(chǎn)生的酸組分350傾向于擴(kuò)散至非曝光區(qū)330，造成曝光區(qū)320與非曝光區(qū)330的對(duì)比損失，且不利于光致抗蝕劑圖案保真度。極性單元214或轉(zhuǎn)換成極性態(tài)的極性轉(zhuǎn)換單元224所提供的極性力，可將擴(kuò)散至非曝光區(qū)330的酸組分350吸引回曝光區(qū)320，以改善/維持?jǐn)U散區(qū)與非擴(kuò)散區(qū)之間的酸濃度對(duì)比。

如圖3與圖6所示，方法500的步驟506以負(fù)型顯影劑(ntd)顯影改質(zhì)光致抗蝕劑310。ntd溶解并移除非曝光區(qū)330中的部分改質(zhì)光致抗蝕劑，而曝光區(qū)320中的改質(zhì)光致抗蝕劑310e不溶解且保留為圖案結(jié)構(gòu)410。在一些實(shí)施例中，ntd可包含乙酸正丁酯(nba)溶解于有機(jī)溶劑中。ntd亦可包含2-庚酮、甲基異丁基甲醇(mibc)、及/或其他合適溶液。此外，可進(jìn)行沖洗工藝如去離子(di)水的沖洗工藝，以移除殘留粒子。

如此一來，形成圖案結(jié)構(gòu)410時(shí)改質(zhì)光致抗蝕劑310不具有質(zhì)量損失，有助于保護(hù)圖案結(jié)構(gòu)410并維持其保真度。由于alg212保留于改質(zhì)光致抗蝕劑310(此時(shí)為圖案結(jié)構(gòu)410)中，可提高圖案結(jié)構(gòu)410于后續(xù)蝕刻工藝中的抗蝕刻強(qiáng)度。

在方法500之前、之中、或之后可進(jìn)行額外步驟。在其他實(shí)施例中，上述方法的某些步驟可省略或置換為其他步驟。舉例來說，方法可進(jìn)行沖洗、干燥、或其他合適步驟。圖案結(jié)構(gòu)410可作為對(duì)下方的層狀物進(jìn)行一或多道工藝時(shí)的掩模單元，且這些工藝可為蝕刻、離子注入、沉積、及/或其他合適工藝如與cmos工藝相容的一般工藝。接著可自基板實(shí)質(zhì)上剝除圖案結(jié)構(gòu)410。

基于上述內(nèi)容，本公開提供用于微影工藝的方法。此方法采用的光致抗蝕劑具有alg連接至極性單元或極性轉(zhuǎn)換單元以提供極性力，使alg自光致抗蝕劑的聚合物斷裂后仍能保留于光致抗蝕劑中。此方法在曝光工藝與曝光后烘烤工藝中可降低質(zhì)量損失，并維持光致抗蝕劑圖案的保真度。

本公開提供許多不同實(shí)施例以制作半導(dǎo)體裝置，其比現(xiàn)有方法具有一或多種改良。在一實(shí)施例中，微影方法包括：形成光致抗蝕劑于基板上，其中光致抗蝕劑包含酸活性基團(tuán)(alg)連接至極性單元；以射線束曝光光致抗蝕劑；烘烤光致抗蝕劑；以及對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行顯影工藝。

在一實(shí)施例中，上述極性單元是-oh、＝o、-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)sh、-c(＝o)oh、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)nh、-so2oh、-so2sh、-soh、或-so2-。

在一實(shí)施例中，上述連接至極性單元的alg與光致抗蝕劑的摩爾比介于約5:100至約40:100之間。

在一實(shí)施例中，上述alg經(jīng)由連接基連接至極性單元，且連接基是直鏈狀、支鏈狀、非支鏈狀、環(huán)狀、或非環(huán)狀的飽和且具有氫、氧、或鹵素的c1-9單元。

在一實(shí)施例中，上述連接基是脂肪族或芳族。

在一實(shí)施例中，上述顯影步驟采用負(fù)型顯影劑(ntd)。

在一實(shí)施例中，上述顯影工藝包含以ntd移除光致抗蝕劑的非曝光部分。

在一實(shí)施例中，上述顯影工藝包括維持光致抗蝕劑的曝光部分完整，其中連接至極性單元的alg保留于光致抗蝕劑的曝光部分中。

在另一實(shí)施例中，微影方法包括：形成光致抗蝕劑于基板上，其中光致抗蝕劑包含具有極性轉(zhuǎn)換單元的酸活性基團(tuán)(alg)；以射線束曝光光致抗蝕劑，以改變極性轉(zhuǎn)換單元的極性狀態(tài)；烘烤光致抗蝕劑；以及對(duì)光致抗蝕劑進(jìn)行顯影工藝。

在一實(shí)施例中，上述以射線束曝光光致抗蝕劑，以改變極性轉(zhuǎn)換單元的極性狀態(tài)的步驟，包括極性轉(zhuǎn)換單元自非極性態(tài)轉(zhuǎn)變至極性態(tài)。

在一實(shí)施例中，上述極性轉(zhuǎn)換單元是縮醛、縮丙酮、或酸酐。

在一實(shí)施例中，上述alg連接至極性轉(zhuǎn)換單元，且連接至極性轉(zhuǎn)換單元的alg與光致抗蝕劑的摩爾比介于約5:100至約40:100之間。

在一實(shí)施例中，上述alg經(jīng)由連接基連接至極性轉(zhuǎn)換單元，其中連接基是直鏈狀、支鏈狀、非支鏈狀、環(huán)狀、或非環(huán)狀的飽和且具有氫、氧、或鹵素的c1-9單元。

在一實(shí)施例中，上述連接基是脂肪族或芳族。

在一實(shí)施例中，顯影工藝包含施加負(fù)型顯影劑(ntd)。

在一實(shí)施例中，顯影工藝包含以ntd移除光致抗蝕劑的非曝光部分。

在一實(shí)施例中，顯影工藝包含維持光致抗蝕劑的曝光部分完整，其中連接至極性轉(zhuǎn)換單元的alg保留于光致抗蝕劑的曝光部分中。

本公開亦提供用于微影圖案化的光致抗蝕劑，其包括：光酸產(chǎn)生(pag)組分；酸活性基團(tuán)(alg)；以及極性功能組分與alg相連，其中極性功能組分具有極性單元，或在接收射線曝光或烘烤后自非極性態(tài)轉(zhuǎn)變至極性態(tài)。

在一實(shí)施例中，上述連接至alg的極性功能組分包含極性單元，且極性單元是-oh、＝o、-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)sh、-c(＝o)oh、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)nh、-so2oh、-so2sh、-soh、或-so2-，其中極性單元經(jīng)由連接基連接至alg，且連接基是直鏈狀、支鏈狀、非支鏈狀、環(huán)狀、或非環(huán)狀的飽和且具有氫、氧、或鹵素的c1-9單元。

在一實(shí)施例中，上述連接至alg的極性功能單元包含連接至alg的極性轉(zhuǎn)換單元，其中極性轉(zhuǎn)換單元是縮醛、縮丙酮、或酸酐。

上述實(shí)施例的特征有利于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解本公開。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解可采用本公開作基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)并變化其他工藝與結(jié)構(gòu)以完成上述實(shí)施例的相同目的及/或相同優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員亦應(yīng)理解，這些等效置換并未脫離本公開精神與范疇，并可在未脫離本公開的精神與范疇的前提下進(jìn)行改變、替換、或更動(dòng)。