[发明专利]形成图案的方法

说明书

本发明公开了一种形成图案的方法。首先，提供一衬底，于衬底上形成一目标层；再于目标层上形成多个第一抗蚀图案；然后于第一抗蚀图案上全面沉积一定向自组装材料层，其中定向自组装材料层填满第一抗蚀图案之间的空隙；之后对定向自组装材料层进行一自组装过程，于定向自组装材料层中形成重复排列的嵌段共聚物图案；最后从定向自组装材料层中移除不需要的部分，于目标层上形成第二抗蚀图案。

技术领域

本发明涉及形成图案的方法，特别是涉及一种在半导体工艺中形成定向自组装材料(directed self-assembly,DSA)图案的方法。

背景技术

随着半导体组件的尺寸日渐缩小，对光刻工艺分辨率的要求也越来越高。通常，光刻工艺涉及使光通过掩膜且将光聚焦至一光化学活性的光刻胶材料上，借此将掩膜图案聚焦于光刻胶上。光或辐射会引起光刻胶被照射的部分产生化学改变，视使用的是正或是负光刻胶，允许选择性保留或移除相对于阴影中的部分。

由于光刻工艺的分辨率主要是由曝光光源的波长来决定，故由光刻工艺所得的掩膜层图案之间必有一定的距离。在显影后，光刻胶当作一掩膜，以将一图案转移至一下部材料上。光刻胶需有足够的抗蚀强度，以承受将掩膜层图案转移至一下部材料的蚀刻。然而，光刻胶层必须有一定的厚度才具有足够的抗蚀能力，因此，无法直接利用降低光刻胶层厚度的方式达到元件微缩的目的。

因此，本技术领域仍然需要一形成图案的改良方法，能够最小化光刻与蚀刻工艺的限制，而不增加工艺复杂性。

发明内容

本发明是有关于提供一种改良的形成图案的方法，能最小化现有光刻及蚀刻工艺的限制及增加半导体工艺中图案的分辨率。

本发明一方面，提出一种形成图案的方法。首先，提供一衬底，于衬底上形成一目标层；再于目标层上形成多个第一抗蚀图案；然后于第一抗蚀图案上全面沉积一定向自组装材料层，其中定向自组装材料层填满第一抗蚀图案之间的空隙；之后，对定向自组装材料层进行一自组装过程，于定向自组装材料层中形成一重复排列的嵌段共聚物图案；最后从定向自组装材料层中移除不需要的部分，于目标层上形成第二抗蚀图案。

根据本发明的一实施例，各个第一抗蚀图案与空隙具有相同的宽度。根据本发明的另一实施例，各个第一抗蚀图案与空隙具有不相同的宽度。

根据本发明的一实施例，定向自组装材料层包含嵌段共聚物。自组装过程在低于所述嵌段共聚物的玻璃转化温度(Tg)下进行。.

根据本发明的一实施例，形成图案的方法另外包含进行一蚀刻工艺，将第二抗蚀图案转移至目标层。

附图说明

图1A至图13是根据本发明的实施例所绘示的形成图案的方法，其中：

图1A是掩膜的顶视图；

图1B是根据本发明的实施例所绘示的半导体结构剖面图；

图2是根据本发明的一实施例所绘示的剖面图，是在图1B的半导体结构上形成多个第一抗蚀图案；

图3是根据本发明的一实施例所绘示的剖面图，是涂布定向自组装材料层的半导体结构；

图4是根据本发明的一实施例所绘示的剖面图，是对定向自组装材料层进行自组装过程的半导体结构；

图5是根据本发明的一实施例所绘示的剖面图，是从定向自组装材料层中移除不需要的部分，形成第二抗蚀图案的半导体结构；

图6是根据本发明的一实施例所绘示的剖面图，是将图5中的第二抗蚀图案转移至目标层的半导体结构；

图7是根据本发明的一实施例所绘示的剖面图，是将图6中的第一抗蚀图案及第二抗蚀图案移除后的半导体结构；