[发明专利]具有灵活的溶液调整的光刻图案化的方法及系统

说明书

用于光刻图案化的方法包括在衬底上方形成第一层，第一层为辐射敏感的层。方法还包括将第一层曝光于辐射。方法还包括将显影剂应用于曝光的第一层，得到衬底上方的图案，其中，显影剂包括显影化学制剂并且显影剂中的显影化学制剂的浓度在显影剂的应用期间为时间的函数。本发明还涉及用于光刻图案化的系统。

技术领域

本发明的实施例一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及光刻图案化的方法及系统。

背景技术

半导体集成电路(IC)工业经历了快速增长。IC材料和设计的技术进步产生了多代IC，其中，每一代都具有比先前一代更小且更复杂的电路。在IC演进的过程中，功能密度(即，单位芯片面积中的互连器件的数量)通常在增加，同时几何尺寸(即，可使用制造工艺创建的最小组件(或线))减小。这种规模缩小工艺通常通过增加生产效率和降低相关成本来提供很多益处。这种按比例缩小工艺也增大了加工和制造IC的复杂度。

例如，光刻已经成为用于将IC图案转印至半导体晶圆的传统方法。在典型的光刻工艺中，将光刻胶膜涂覆在晶圆的表面上并随后曝光和进行显影光刻胶膜以形成抗蚀剂图案。然后，将抗蚀剂图案用于蚀刻晶圆以形成IC。抗蚀剂图案的质量直接影响最终IC的质量。测量抗蚀剂图案的质量包括关键尺寸变化、线边缘粗糙度(LER)、和线宽粗糙度(LWR)。随着半导体缩放工艺的继续，期望改善现有的开发工艺和系统以减小抗蚀剂图案的关键尺寸变化、LER和LWR，从而满足预定的关键尺寸均匀性(DCU)。

发明内容

根据本发明的一方面，提供了一种用于光刻图案化的方法，包括：在衬底上方形成第一层，所述第一层为辐射敏感的层；将所述第一层曝光于辐射；将显影剂应用于曝光的第一层，得到所述衬底上方的图案，其中，所述显影剂包括显影化学制剂，所述显影剂中的显影化学制剂的浓度在应用所述显影剂期间为时间的函数。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于光刻图案化的方法，包括：提供衬底；在所述衬底上方形成第一层，所述第一层为辐射敏感的层；将所述第一层曝光于辐射；将显影剂应用在曝光的第一层上，以得到所述衬底上方的图案，其中，所述显影剂包括显影化学制剂；以及在所述显影剂的应用期间，调整所述显影剂中的显影化学制剂的浓度。

根据本发明的又一方面，提供了一种用于光刻图案化的系统，包括：第一供应管道，用于供应第一溶液；第二供应管道，用于供应第二溶液；第三供应管道，耦合至所述第一供应管道和所述第二供应管道以用于分别接收所述第一溶液和所述第二溶液并且将所述第一溶液和所述第二溶液混合为混合物；衬底工作台，用于保持衬底；供应喷嘴，耦合至所述第三供应管道以用于将所述混合物分配至所述衬底；第一控制单元，耦合至所述第一供应管道并且配置为控制所述第一溶液进入所述第三供应管道的流量；以及第二控制单元，耦合至所述第二供应管道并且配置为控制所述第二溶液进入所述第三供应管道的流量。

附图说明

当结合附图进行阅读时，通过以下详细描述可更好地理解本发明。应该强调，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制并且仅仅用于说明的目的。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。

图1示出根据本发明的各个方面的光刻图案化方法的流程图。

图2A、图2B、图2C、图2D、图2E、图2F、图2G、图2H和图2I根据实施例示出了根据图1的方法形成目标图案的截面图。

图3示出了根据一些实施例的具有灵活的溶液调整的抗蚀剂显影工艺的流程图。

图4A和图4B每一个都示出了根据一个或多个实施例中的本发明的各个方面所构建的抗蚀剂显影工艺中的灵活的溶液调整的曲线图。

图5A是根据一个或多个实施例中的本发明的各个方面所构建的光刻显影装置的示意图。

图5B和图5C是根据一些实施例的图5A的光刻显影装置的一部分的示意图。