專利名稱：用于降低圖案中的最小間距的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實施例總體涉及微電子器件制造領(lǐng)域。更具體而言，本發(fā)明 的實施例涉及用于降低在微電子襯底上形成的圖案的間距的方法。
背景技術(shù)：
微電子器件產(chǎn)業(yè)采用各種光刻技術(shù)在微電子襯底上建立限定微電子器 件和電路的圖案。采用這些光刻技術(shù)對沉積在微電子襯底(例如半導(dǎo)體襯 底)上的光敏材料("光刻膠")進行構(gòu)圖。通過含有圖案的掩模透射的光
照射到所述光刻膠上。典型地，對于正性(positive tone)光刻膠而言，在 顯影過程中將經(jīng)曝光的光刻膠區(qū)域去除，而未曝光的光刻膠區(qū)域仍然保留 在所述襯底上。對于負性(negative tone)光刻膠而言，在顯影過程中將未 曝光的光刻膠區(qū)域去除，而經(jīng)曝光的光刻膠區(qū)域仍然保留在所述襯底上。 也就是說，光刻膠材料的選擇性光敏度使人們能夠?qū)D案從掩模轉(zhuǎn)移到襯 底上。典型地，通過光刻系統(tǒng)而從掩模轉(zhuǎn)移到襯底上的圖案的特征的中心 之間的最小距離(間距)限定了構(gòu)圖分辨率。
一般而言，即使采用例如相移掩模和偏軸照明等分辨率增強技術(shù)而從 掩模轉(zhuǎn)移到襯底上的圖案的最小間距也是與光波長除以用于光刻的構(gòu)圖工 具的有效數(shù)值孔徑的比率成比例的。 一般認為，物理上能夠采用現(xiàn)有的光 刻工具獲得的最小半間距(Lmin)如下
Lmin=0.25A/NA (1)
其中，入是光波長，NA是構(gòu)圖工具的有效數(shù)值孔徑。 一種用于降低所 述最小間距，從而印刷更小的圖案特征的方法是采用更短的曝光波長將圖 案的圖像投射到襯底上。例如，極紫外光刻法(EUVL)是光刻技術(shù)之一， 其采用了具有大致處于10納米("nm")到14nm的范圍內(nèi)的短波長的輻射 ("光")，所述輻射能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸小于100nm的特征的印刷。另一種縮小最 小間距，并印刷更小的圖案特征的方式是采用具有更高的有效數(shù)值孔徑的構(gòu)圖工具。
圖1A-1B示出了采用正性光刻膠的典型光刻構(gòu)圖。如圖1A所示，在 襯底101上沉積正性光刻膠102。通過掩模103使光刻膠102暴露于光107 下。掩模103具有透明部分104和形成圖案的不透明特征108，如圖1A所 示。圖1A示出了不透明特征108之間的距離(間距)109。透明部分104 將光107透射至光刻膠102。不透明特征108防止光107透射到光刻膠102。 圖1A示出了具有暴露于光107下的部分105和未暴露于光107下的部分 106的光刻膠102。如圖1A所示，將掩模特征108成像到光刻膠102上， 以生成對應(yīng)的光刻膠特征106。
圖1B是與圖1A類似的圖示，其示出了去除正性光刻膠102的經(jīng)曝光 部分105之后的情況。如圖1B所示，未曝光的部分106仍然保留在襯底 101上，并且形成了從掩模103轉(zhuǎn)移到襯底101上的圖案。如圖1A-1B所 示，將掩模特征108成像到光刻膠102上，以生成對應(yīng)的光刻膠特征(部 分106)。如圖1A-1B所示，由掩模103的特征108之間的間距109決定部 分106之間的間距110。
圖2A-2B示出了采用負性光刻膠202的典型光刻構(gòu)圖。如圖2A所示， 在襯底201上沉積負性光刻膠202。通過掩模203使光刻膠202暴露于光 207下。掩模203具有形成圖案的透明部分204和不透明部分208，如圖2A 所示。圖2A示出了透明特征204之間的距離(間距)209。透明特征204 將光207透射到光刻膠202上。不透明部分208防止光207透射到光刻膠 202上。圖2A示出了光刻膠202，其具有暴露于光207下的部分205和未 暴露于光207下的部分206。如圖1A所示，將掩模特征204成像到光刻膠 202上，以生成對應(yīng)的光刻膠特征205。
圖2B是與圖2A類似的圖示，其示出了去除負性光刻膠202的未曝光 部分206之后的情況。如圖2B所示，未曝光部分206保留在襯底201上， 并形成了從掩模203轉(zhuǎn)移到襯底201上的圖案。如圖2A-2B所示，將掩模 特征204成像到光刻膠202上，以生成對應(yīng)的光刻膠特征(部分205)。如 圖2A-2B所示，由掩模203的特征204之間的間距209決定部分205之間 的間距210。


圖1A示出了采用正性光刻膠的光刻構(gòu)圖IB是與圖1A類似的圖示，其示出了去除正性光刻膠的經(jīng)曝光部分 之后的情況；
圖2A示出了采用負性光刻膠的典型光刻構(gòu)圖2B是與圖2A類似的圖示，其示出了去除負性光刻膠的未曝光部分 之后的情況；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的從掩模轉(zhuǎn)移到襯底上的圖案；
圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的沉積于襯底上的光刻膠；
圖4B示出了與圖4A類似的圖示，其示出了沉積于襯底上的通過掩模
暴露于輻射下的光刻膠；
圖4C是與圖4B類似的圖示，其示出了采用第一化學(xué)試劑從襯底上選
擇性地去除了具有高輻射曝光度(exposure)的光刻膠部分之后的情況； 圖4D是與圖4C類似的圖示，其示出了采用第二化學(xué)試劑從襯底上選
擇性地去除了具有低輻射曝光度的光刻膠部分之后的情況；
圖5A示出了形成具有多種尺寸的圖案特征的一個實施例；
圖5B是與圖5A類似的圖示，其示出了從襯底選擇性地去除了具有高
輻射曝光度和低輻射曝光度的經(jīng)曝光的光刻膠部分之后的情況； 圖6A示出了形成具有多種尺寸的圖案特征的另一實施例； 圖6B是與圖6A類似的圖示，其示出了從襯底選擇性地去除了具有高
輻射曝光度和低輻射曝光度的經(jīng)曝光的光刻膠部分之后的情況；
圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例以中等強度在襯底上的光刻膠
上形成圖像；
圖7B是與圖7A類似的圖示，其示出了從襯底選擇性地去除了具有高 輻射曝光度和低輻射曝光度的經(jīng)曝光的光刻膠部分之后的情況；
圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例以中等強度在襯底上的光刻膠 上形成圖像；
圖8B是與圖8A類似的圖示，其示出了從襯底選擇性地去除了具有高 輻射曝光度和低輻射曝光度的經(jīng)曝光的光刻膠部分之后的情況；
圖9A示出了沉積于襯底(未示出)上的光刻膠的一個實施例的頂視圖;圖9B是與圖A類似的圖示，其示出了設(shè)置于光刻膠之上的掩模； 圖9C是類似于圖9B的圖示，其示出了使光刻膠通過掩模暴露于輻射 下之后的情況；
圖9D是與圖9C類似的圖示，其示出了使剩余部分通過另一掩模暴露 于額外輻射之下；
圖9E是與圖9D類似的圖示，其示出了在使襯底上的具有中等輻射曝 光度的部分保持原樣的同時選擇性地去除了具有高輻射曝光度和低輻射曝 光度的光刻膠部分之后的情況。
具體實施例方式
在下述說明中，將闡述例如具體材料、元件尺寸以及工藝條件(例如， 溫度、壓強、時間和波長)等的各種具體細節(jié)，從而提供對本發(fā)明的一個 或多個實施例的透徹理解。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見的是， 可以在無需這些具體細節(jié)的情況下實施本發(fā)明的所述一個或多個實施例。 在其他情況下，為了避免對本說明書造成不必要的混淆，沒有詳盡描述半 導(dǎo)體制造過程、技術(shù)、材料、設(shè)備等。憑借所提供的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人 員將能夠在不需要過度的實驗的情況下實現(xiàn)適當(dāng)?shù)墓δ堋?br> 盡管對本發(fā)明的某些示范性實施例進行了描述，并在附圖中示出，但 是應(yīng)當(dāng)理解，這樣的實施例只是示范性的，其不對本發(fā)明具有限定性，因 而本發(fā)明不限于圖中和文中給出的具體構(gòu)造和布置，因為本領(lǐng)域技術(shù)人員 能夠想到各種修改。
通篇引用的"一個實施例"、"另一實施例"或"實施例"是指在本發(fā) 明的至少一個實施例中包含了與所述實施例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)或特點。 因而，文中的不同位置出現(xiàn)的詞組"在一個實施例中"或"在實施例中" 未必都是指同一實施例。此外，可以在一個或更多實施例中通過任何適當(dāng) 的方式結(jié)合所述特定特征、結(jié)構(gòu)或特點。
此外，本發(fā)明的各個方面并非體現(xiàn)為單個公開實施例的所有特征。因 而，在此將權(quán)利要求書明確包含到具體實施方式
內(nèi)，其中，每一權(quán)利要求 本身代表本發(fā)明的獨立的實施例。盡管針對幾個實施例描述了本發(fā)明，但 是本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到本發(fā)明不限于所描述的實施例，可以借助落在所附權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的修改和變更來實施本發(fā)明。因而，應(yīng)當(dāng)將 說明書視為是示范性的，而非限制性的。
這里，描述了對于指定光刻工具和掩模而言，用于降低能夠轉(zhuǎn)移到襯 底上的圖案的最小間距的方法。對經(jīng)曝光的例如光刻膠的感光材料進行多 重化學(xué)處理被用于實現(xiàn)縮小兩倍的光刻間距。
通過掩模使襯底上的光刻膠暴露于輻射下。所述掩模具有分隔一定距 離的特征。生成具有第一輻射曝光度、第二輻射曝光度和第三輻射曝光度 的光刻膠部分。采用第一化學(xué)試劑將具有第一輻射曝光度的光刻膠部分從 襯底上選擇性地去除。采用第二化學(xué)試劑將具有第二輻射曝光度的光刻膠 部分從襯底上選擇性地去除。具有第三輻射曝光度的光刻膠部分保留在襯 底上以形成具有特征的圖案。形成于襯底上的圖案的特征之間的距離至少 比掩模的特征之間的距離小兩倍。
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的從掩模轉(zhuǎn)移到襯底上的圖案。 采用掩模303使沉積于襯底301上的光刻膠302暴露于來自光刻系統(tǒng)(未 示出)的輻射源的輻射320下。如圖3所示，掩模303具有以("間距") 309作為周期性間隔的不透明特征310和透明部分304。對于一個實施例而 言，光刻膠302是正性光刻膠。對于另一個實施例而言，光刻膠302是負 性光刻膠。例如，典型地，可以在90-150C的溫度下，在60到120秒的時 間內(nèi)，通過旋涂以及隨后的曝光前烘焙在襯底301上形成光刻膠302。在微 電子器件制造領(lǐng)域，在襯底上沉積光刻膠是本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的。曝光 導(dǎo)致了光刻膠302的化學(xué)變化。 一般而言，正性光刻膠具有因曝光而被去 保護的聚合物。在一個實施例中，曝光導(dǎo)致正性光刻膠中產(chǎn)生酸，所述酸 改變所述正性光刻膠的溶解度。也就是說，由于曝光和酸的存在改變了正 性光刻膠的溶解度。對于負性光刻膠而言，曝光導(dǎo)致了聚合物分子的交聯(lián)， 這將改變負性光刻膠的溶解度。負性光刻膠也可以含有影響負性光刻膠的 溶解度的酸。
圖3示出了借助光刻系統(tǒng)的掩模303和輻射320在光刻膠302中產(chǎn)生 的輻射曝光度輪廓305和響應(yīng)輪廓306。如圖3所示，對應(yīng)于透明部分304 的部分312接收高輻射曝光度320，對應(yīng)于不透明特征310的部分313接收 低輻射曝光度320，對應(yīng)于不透明特征310的邊緣的部分314接收中等輻射曝光度320。如圖3所示，光刻膠302的部分315的輪廓306高于上閾值 308，部分313的輪廓306低于下閾值309，部分314的輪廓306處于較低 閾值309和較高閾值308之間。
在一個實施例中，輪廓306是正性光刻膠302中的被去保護的聚合物 的化學(xué)濃度，其與輻射曝光度305成比例，如圖3所示。在另一實施例中， 輪廓306是與輻射曝光度成比例的光刻膠302中的酸的濃度。在另一實施 例中，對于負性光刻膠302而言，輪廓306是與輻射曝光度305成比例的 交聯(lián)聚合物的濃度，如圖3所示。在另一實施例中，輪廓306是與輻射曝 光度305成比例的負性光刻膠302中的平均聚合物分子量，如圖3所示。
在一個實施例中，上閾值308對應(yīng)于在向光刻膠施加第一化學(xué)試劑時 光刻膠302的第一溶解度閾值。在一個實施例中，下閾值308對應(yīng)于在向 光刻膠施加第二化學(xué)試劑時光刻膠302的第二溶解度閾值，在下文中將進 行更為詳細的說明。在一個實施例中，對應(yīng)于透明部分304的光刻膠302 的部分312具有高輻射曝光度305，采用第一化學(xué)試劑將其從襯底301上選 擇性地去除。采用第二化學(xué)試劑將具有低輻射曝光度305的光刻膠302的 部分313從襯底301上選擇性地去除。如圖3所示，對應(yīng)于不透明特征310 的邊緣的部分314具有中等曝光度320，其在襯底301上保持原樣。在下文 中將參考圖4更為詳細地說明采用不同的化學(xué)試劑將光刻膠302的部分312 和313選擇性地去除，同時使部分314在襯底301上保持原樣。
在一個實施例中，對于光刻膠302的部分312而言，表示光刻膠302 中酸的濃度的輪廓306高于酸濃度的上閾值308。在一個實施例中，酸濃度 的上閾值308是光刻膠302的酸水平溶解度閾值。例如，如果正性光刻膠 302的酸濃度高于酸濃度的上閾值308，那么在施加第一化學(xué)試劑時，所述 正性光刻膠將變得可溶解，在下文中將參考圖4進行更為詳細的說明。在 一個實施例中，對應(yīng)于不透明特征310的光刻膠302的部分313具有低輻 射曝光度305，其酸濃度的輪廓306低于酸濃度的下閾值309，如圖3所示。 在一個實施例中，酸濃度的下閾值309是光刻膠302的另一酸水平溶解度 閾值。例如，如果正性光刻膠302中的酸濃度低于酸濃度的下閾值309，那 么在施加第二化學(xué)試劑時，所述正性光刻膠將變得可溶解，在下文中將參 考圖4對其予以更為詳細的說明。在一個實施例中，正性光刻膠302具有大約處于30%-60%的透明場酸水平的范圍內(nèi)的上酸濃度閾值以及大約處于 10-25%的透明場酸濃度的范圍內(nèi)的下酸濃度閾值。在一個實施例中，將透 明場酸濃度定義為徹底暴露至輻射下的光刻膠的酸水平。在另一實施例中， 將透明場酸濃度定義為在所有的PAG (光酸生成劑)材料都與輻射發(fā)生了 反應(yīng)，從而生成了酸類物質(zhì)時的酸濃度。由于特征310的邊緣導(dǎo)致的光320 的衍射，將形成具有中等輻射曝光度的部分314，如圖4所示。在一個實施 例中，具有中等輻射曝光度305的光刻膠302的部分314具有處于上酸濃 度閾值和下酸濃度閾值309之間的酸濃度。采用第一化學(xué)試劑將具有高曝 光度的部分312從襯底上選擇性地去除，在下文中將參考圖4進行更為詳 細的說明。采用第二化學(xué)試劑將具有低曝光度的部分313從襯底上選擇性 地去除，在下文中將參考圖4進行更為詳細的說明。具有中等輻射曝光度 的部分314保留在襯底301上，以形成通過掩模303和所述光刻系統(tǒng)轉(zhuǎn)移 的圖案。
如圖3所示，針對每一個掩模特征310制成了兩個光刻膠特征(部分 314)，因而襯底301上的圖案特征的數(shù)量加倍。因此，光刻膠特征(具有 中等曝光度的部分314)的中心之間的距離("間距")310變得比掩模303 的特征310之間的距離310小兩倍，如圖3所示。
圖4A示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的沉積于襯底401上的光刻膠 402。在一個實施例中，襯底401包括半導(dǎo)體，例如，單晶硅、鍺或任何其 他半導(dǎo)體。在備選實施例中，襯底401包括任何能夠制造集成電路、無源 (例如，電容器、電感器)和有源(例如，晶體管、光電檢測器、激光器、 二極管)微電子器件的材料。襯底401可以包括將這樣的有源和無源微電 子器件與形成于其頂部之上的一個或多個導(dǎo)電層隔開的絕緣材料。在一個 實施例中，襯底401是p型單晶硅("Si")襯底，其包括一個或多個絕緣層， 例如，二氧化硅、氮化硅、藍寶石和其他絕緣材料?？梢酝ㄟ^旋涂在襯底 401上形成光刻膠402。在一個實施例中，在襯底401上形成厚度大約處于 0.001微米("pm")到0.5pm的范圍內(nèi)的光刻膠402。在襯底上沉積光刻膠 是微電子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的。接下來，對光刻膠402進 行烘焙，從而將光刻膠材料固化到襯底401上。在一個實施例中，在大約 處于9(TC到18(TC的范圍內(nèi)的溫度下對襯底401上的光刻膠402烘焙大約
ii50-120秒。
在一個實施例中，光刻膠402是正性光刻膠。在另一實施例中，光刻 膠402是負性光刻膠。在一個實施例中，光刻膠402是極紫外光刻("EUVL") 光刻膠。在一個實施例中，光刻膠402包括含氟聚合物。在另一實施例中， 光刻膠402包括含有硅的聚合物。在一個實施例中，光刻膠402包括羥基 苯乙烯和/或丙烯酸單體，從而在光刻膠暴露于輻射下時提供酸根。 一般而 言，光刻膠402的材料的選擇取決于具體的微電子器件工藝應(yīng)用。例如， 光刻膠402的材料的選擇取決于指定輻射波長下的光刻膠的透射特性。在 備選實施例中，針對輻射波長對光刻膠402進行優(yōu)化，例如，所述輻射波 長可以是365nm、 248nm、 193nm、 157nm和13nm。在一個實施例中，光 刻膠402為193nm光刻膠，例如，其可以是日本的Sumitomo Chemical公 司提供的PARXXX以及日本的JSR公司提供的ARXXXJN和ARXXXXJ。 在另一實施例中，光刻膠402是248nm光刻膠，其包括來自美國的以前被 稱為Shipley公司的Rohm and Haas Electronic Materials的apex-e以及來自 日本的Tokyo OhkaKogyo (TOK)公司的TOKXXX。在另一實施例中，光 刻膠402是248nm光刻膠和13nm光刻膠。
圖4B示出了與圖4A類似的圖示，其示出了沉積于襯底上的通過掩模 暴露于輻射下的光刻膠。如圖4B所示，掩模403具有避免輻射407透射至 光刻膠402的不透明特征410和將輻射透射至光刻膠402的透明部分404。 在一個實施例中，掩模403是EUV掩模。典型地，由于幾乎所有的材料都 吸收極紫外輻射，因而EUVL中采用的掩模是反射掩模。所述用于將圖案 轉(zhuǎn)移到晶片上的反射掩模在某些區(qū)域內(nèi)對輻射進行反射，在掩模的其他區(qū) 域內(nèi)對輻射進行吸收。典型的EUVL反射掩?；?blank)包括沉積在襯 底上的鏡子，其中，所述鏡子由硅和鉬的交替布置的層構(gòu)成，從而使對光 的反射率達到最大。EUVL掩模基板的鏡子涂覆有吸收材料層。通過特定 的方式對所述吸收材料進行構(gòu)圖，以生成EUVL掩模。對于微電子器件制 造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言EUVL掩模是公知的。
在一個實施例中，掩模403是二元掩模或者玻璃上鉻掩模。在另一實 施例中，掩模403是交替相移掩模。交替相移掩模具有這樣的部分，通過 對該部分進行蝕刻，從而在掩模的相鄰部分(孔隙)之間建立半波長相位差。在另一實施例中，掩模403是嵌入式相移掩模(又稱為衰減相移掩模 或半調(diào)(half-tone)相移掩模)，其中，采用膜在通過了所述膜的光和僅通 過了所述掩模襯底上的透明區(qū)域的光之間建立半波長相位差以及透射差。
由可以是微電子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所公知的任何步進機或 掃描儀的光刻系統(tǒng)(未示出)的輻射源提供輻射("光")407。所述光刻系 統(tǒng)可以是任何類型的采用了 (例如)365nm、 248nm、 193nm、 157nm和13nm 的輻射波長的系統(tǒng)。例如，可以采用法向入射光以及例如環(huán)形照明、四極 照明和偶極照明的偏軸照射光來照射掩模403。這些照明方法以及采用掩模 對光刻膠進行曝光的方法是微電子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員公知的。
如圖4所示，采用掩模403透射的輻射407在光刻膠402中形成了一 個或多個部分405、 一個或多個部分406以及一個或多個部分408。如圖4A 所示，對應(yīng)于掩模403的不透明特征410的部分406具有對輻射407的低 曝光度，對應(yīng)于掩模403的透明部分404的部分405具有對輻射407的高 曝光度，對應(yīng)于掩模403的不透明特征410的邊緣的部分408具有對輻射 407的中等曝光度。由于由特征410的邊緣導(dǎo)致的輻射407的衍射，形成了 具有中等輻射曝光度的部分408。在一個實施例中，如果采用掩模403將 100%的入射輻射407透射至光刻膠402,那么光刻膠402的輻射曝光度為1 ， 如果將0%的入射輻射407透射至光刻膠402，那么光刻膠的曝光度為0。 在一個實施例中，具有高輻射曝光度的光刻膠部分405接收入射輻射407 的大約0.5 (50%)或更多，具有低輻射曝光度的光刻膠部分406接收入射 輻射407的0.15 (15%)以下；具有中等輻射曝光度的光刻膠部分408接收 大約0.15 (15%)到大約0.5 (50%)的入射輻射407。在一個實施例中， 對輻射407的高曝光度將光刻膠402的部分405中的酸的濃度提高到比上 酸濃度閾值高的水平。上濃度閾值是光刻膠402的第一溶解度閾值。在一 個實施例中，在正性光刻膠402的部分405內(nèi)的酸的濃度提高到高于光刻 膠的第一溶解度閾值(例如，酸濃度閾值)的水平時，如果施加第一化學(xué) 試劑，那么正性光刻膠部分405將變得可溶解，在下文中將進行更為詳細 的說明。在另一實施例中，在正性光刻膠402的部分405內(nèi)的被去保護的 聚合物的化學(xué)濃度提高到高于光刻膠的第一溶解度閾值(例如，酸濃度閾 值)的水平時，如果施加第一化學(xué)試劑，那么正性光刻膠部分405將變得可溶解，在下文中將進行更為詳細的說明。在另一實施例中，在負性光刻
膠402的部分405內(nèi)的交聯(lián)聚合物的濃度提高到高于所述光刻膠的第一溶 解度閾值的水平時，如果施加第一化學(xué)試劑，那么所述負性光刻膠部分405 將變得可溶解，在下文中將進行更為詳細的說明。在另一實施例中，在負 性光刻膠402的部分405內(nèi)的平均聚合物分子量提高到高于所述光刻膠的 第一溶解度閾值的水平時，如果施加第一化學(xué)試劑，那么所述負性光刻膠 部分405將變得可溶解，在下文中將進行更為詳細的說明。
在正性光刻膠402的低輻射曝光度部分406中，酸的濃度和/或去保護 的聚合物的化學(xué)濃度低于所述光刻膠的下溶解度閾值(例如，酸濃度閾值)。 在施加第二化學(xué)試劑時，所述正性光刻膠部分406將變得可溶解，在下文 中將進行更為詳細的說明。在另一實施例中，在負性光刻膠402的部分405 內(nèi)的交聯(lián)聚合物的濃度和/或平均聚合物分子量低于所述光刻膠的第二溶解 度閾值時，如果施加第一化學(xué)試劑，那么所述負性光刻膠部分402將變得 可溶解，在下文中將進行更為詳細的說明。
典型地，所述第一溶解度閾值和所述第二溶解度闞值由光刻膠的材料 決定。中等輻射曝光度光刻膠部分408的酸濃度大約處于所述第一溶解度 閾值和所述第二溶解度閾值之間。也就是說，在向所述光刻膠402施加第 一化學(xué)試劑和第二化學(xué)試劑中的每一種時，所述中等輻射曝光度光刻膠部 分408不可溶解。接下來，對經(jīng)曝光的光刻膠402進行烘焙，以增強由光 誘發(fā)的化學(xué)變化。在一個實施例中，在大致處于6(TC到15(TC的范圍內(nèi)的 溫度下對經(jīng)曝光的光刻膠402烘焙大約50-120秒。
圖4C是與圖4B類似的圖示，其示出了采用第一化學(xué)試劑從襯底401 上選擇性地去除了具有高輻射曝光度的光刻膠部分405之后的情況。在一 個實施例中，用于選擇性地去除正性光刻膠402的部分405的第一化學(xué)試 劑包括堿性物質(zhì)(base),例如，堿、胺。在一個實施例中，用于選擇性地 去除正性光刻膠402的部分405的第一化學(xué)試劑包括四甲基氫氧化銨 ("TMAH")。在一個實施例中，將含有位于襯底401上的正性光刻膠402 的晶片浸入到含有第一化學(xué)試劑的顯影溶液內(nèi)，以去除可溶解的部分405， 之后使其干燥。對于微電子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在顯影溶 液中對光刻膠402進行顯影，以去除可溶解的部分是公知的。在一個實施例中，在室溫和室壓下，在例如四甲基氫氧化銨("TMAH")等的液體顯 影溶液中對形成于半導(dǎo)體襯底401上的經(jīng)曝光的正性EUV光刻膠402進行 大約50秒到100秒的顯影，從而選擇性地去除具有高酸濃度的部分405。 如圖4C所示，在采用第一化學(xué)試劑對光刻膠402顯影之后，具有低輻射曝 光度的部分406和具有中等輻射曝光度的部分408仍然保留在襯底401上。 圖4D是與圖4C類似的圖示，其示出了采用第二化學(xué)試劑從襯底401 上選擇性地去除了具有低輻射曝光度的光刻膠部分406之后的情況。在一 個實施例中，用于從襯底401選擇性地去除正性光刻膠402的部分406的 第二化學(xué)試劑包括超臨界溶液("流體")，例如，超臨界C02溶液("sc C02") 等。超臨界流體具有特有的屬性，例如，與氣體相當(dāng)?shù)母邤U散性、能夠通 過操縱壓力和溫度條件而控制的類似于液體的密度。 一般而言，超臨界溶 液顯影涉及將光刻膠放置到具有超臨界流體的高壓室內(nèi)，在所述室內(nèi)通過 調(diào)整壓力和溫度實現(xiàn)最佳性能。所述超臨界流體可以含有用于改善顯影過 程的其他材料。例如，scC02溶液可以含有C02相容鹽("CCS")絡(luò)合物。 例如，C02相容鹽絡(luò)合物是所有的一般表達式為L3RN"X-的銨鹽，其中，至 少一個L含有例如硅氧烷或氟烷基的C02相容基團，R是短鏈(C6或更低 的)烴，X是從碘化物、氫氧化物和羧化物基團中選出的陰離子。在一個 實施例中，CCS絡(luò)合物是L3MeN"C (A)，其包括不對襯陽離子和羧化物陰 離子?？梢詫⒊他}之外的其他材料(例如，乙醇)與C02混合。在一個 實施例中，將含有位于襯底401上的光刻膠402的晶片放置到光刻膠顯影 室(未示出)內(nèi)。使光刻膠顯影室達到一定壓強。 一般而言，通過改變所 述室內(nèi)的壓強，能夠控制進入所述室內(nèi)的氣體的類型和量。例如二氧化碳 的氣體在壓力作用下進入了所述室內(nèi)。為了在顯影過程中對化學(xué)反應(yīng)起到 催化作用，可以向所述氣體添加例如C02相容鹽的其他材料?？梢栽谒?氣體之前將這些材料添加到所述室內(nèi)，或者可以將這些材料與所述氣體一 起添加到所述室內(nèi)。在一個實施例中，采用C02相容鹽在超臨界C02溶液 內(nèi)對襯底401上的正性光刻膠402進行顯影，從而將部分406從襯底401 去除。在一個實施例中，在環(huán)境條件下，將C02相容鹽添加到含有晶片的 室內(nèi)，其中，所述晶片具有位于襯底401上的光刻膠402，之后，在例如 4000 psi的預(yù)定壓強下將C02氣體添加到所述室內(nèi)。CCS在以預(yù)定壓強添加C02的同時立即溶解，從而形成了超臨界C02溶液。在一個實施例中，
C02中的CCS的濃度大約處于1毫摩爾("mM")到大約20mM之間。典 型地，超臨界C02溶液在光刻膠402的顯影過程中發(fā)揮著類似于液體的作 用，以去除部分406。在對光刻膠402進行了預(yù)定時間(例如，3分鐘)的
顯影之后，降低超臨界C02溶液所受的壓力，使之再次變成C02氣體。采
用純C02沖洗所述室，從而將光刻膠402和sc C02之間的化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物 從襯底401上去除。在一個實施例中，在所述室內(nèi)的壓強大約處于2000psi 到8000 psi的范圍內(nèi)、溫度大約處于40'C到10(TC的范圍內(nèi)時，采用C02 相容鹽在超臨界C02溶液內(nèi)對正性光刻膠402進行顯影，從而將部分406 從由單晶硅構(gòu)成的襯底401上去除。顯影時間可能從大約1分鐘到大約10 分鐘。在另一實施例中，在所述室內(nèi)的壓強大約為4000 psi、溫度大約為 5(TC時，采用C02相容鹽在超臨界C02溶液內(nèi)對正性光刻膠402進行顯影， 從而從由單晶硅構(gòu)成的襯底401上去除部分406。
在另一實施例中，用于去除負性光刻膠402的高曝光度部分405的第 一化學(xué)試劑包括sc C02溶液?？梢酝ㄟ^與上文相對于正性光刻膠所描述的 方式相類似的方式向負性光刻膠施加含有C02相容鹽的sc C02溶液。在另 一實施例中，用于選擇性地去除負性光刻膠402的低曝光度部分406的第 二化學(xué)試劑包括堿性物質(zhì)，例如，堿、胺。在另一實施例中，用于去除負 性光刻膠402的低曝光度部分406的第二化學(xué)試劑包括TMAH。對于微電 子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，對負性光刻膠的低曝光度部分進行 顯影是公知的。
如圖4D所示，選擇性地去除了具有高曝光度的光刻膠部分和具有低曝 光度的光刻膠部分，因而只有具有中等曝光度的光刻膠部分407仍保留在 襯底401上。
由于每一掩模特征的圖像具有兩個從低光強到高光強的過渡區(qū)域，因 而所得到的光刻膠圖案的特征數(shù)量將是掩模圖案的特征數(shù)量的兩倍。如圖 4D所示，對于掩模403的不透明特征410和透明部分404之間的每一個光 強擺動而言，將產(chǎn)生兩個光刻膠特征(部分407)。
部分407之間的間距412至少比掩模403的特征410之間的間距410 小兩倍，如圖4D所示。在一個實施例中，具有中等光強度的部分407之間的間距412大約處于5nm到30nrn的范圍內(nèi)。上文相對于圖4C和圖4D描 述的用于采用第一化學(xué)試劑選擇性地去除具有高輻射曝光度的部分405以 及采用第二化學(xué)試劑選擇性地去除具有低輻射曝光度的部分406的這兩個 顯影過程的順序可以調(diào)換，而不會改變所得到的圖案。在一個實施例中， 在從襯底401去除具有低輻射曝光度的部分406之前，從襯底401選擇性 地去除具有高輻射曝光度的部分405。在另一實施例中，在從襯底401去除 具有低輻射曝光度的部分406之后，從襯底401選擇性地去除具有高輻射 曝光度的部分405。
圖5A-5B示出了一個形成具有各種尺寸的圖案特征的實施例。圖5A 示出了根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的采用具有中等透射特征的掩模而以中等 強度在襯底上的光刻膠上形成圖像。如圖5A所示，掩模503具有不透明特 征504、透明部分505和處于透明部分505之間的中等透射特征506。圖5A 示出了由光刻系統(tǒng)的掩模503和輻射520在襯底501上的光刻膠502內(nèi)生 成的輻射曝光度輪廓510。如圖5A所示，對應(yīng)于透明部分505的與高輻射 曝光度相對應(yīng)的正性光刻膠502的部分507具有高于第一閾值512的酸濃 度和/或去保護聚合物的化學(xué)濃度。如圖5A所示，對應(yīng)于不透明特征504 的具有低輻射曝光度的正性光刻膠502的部分508具有低于第二閾值511 的酸濃度和/或去保護聚合物的化學(xué)濃度。對應(yīng)于不透明特征504的邊緣的 光刻膠502的部分509以及對應(yīng)于中等透射特征506的光刻膠502的部分 513具有中等輻射曝光度，并且具有處于第一閾值512和第二閾值511之間 的酸濃度和/或去保護聚合物的化學(xué)濃度，如圖5A所示。第一和第二閾值 512和511如參考圖3和圖4所述。
在一個實施例中，中等透射掩模特征506包括只透射一部分入射輻射 520的材料，從而使部分513的輻射曝光度大約處于入射輻射520的大約 0.15到大約0.5之間。對于微電子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言這樣的 材料是公知的。在一個實施例中，具有高輻射曝光度的光刻膠部分507接 收入射輻射520的0.5或更多，具有低輻射曝光度的光刻膠部分508接收入 射輻射520的不到0.15;具有中等輻射曝光度的光刻膠部分509和513接 收入射輻射520的大約0.15到大約0.5。接下來，對經(jīng)曝光的光刻膠502進 行烘焙，以增強如上文參考圖3-4所述的光誘導(dǎo)化學(xué)變化。
17圖5B是與圖5A類似的圖示，其示出了如上文參考圖3和圖4所描述 的采用第一化學(xué)試劑從襯底501選擇性地去除了具有高輻射曝光度的經(jīng)曝 光的光刻膠部分507并且采用第二化學(xué)試劑從襯底501選擇性地去除了具 有低輻射曝光度的經(jīng)曝光的光刻膠部分508之后的情況。如圖5B所示，通 過掩模特征504的邊緣處的輻射衍射，由中等輻射曝光度部分509在襯底 501上生成了圖案特征，這一點如上文參考圖3和圖4所述，同時通過中等 透射掩模特征506，由中等輻射曝光度部分513在襯底501上建立了大的特 征。照此，可以在襯底501上對具有多種尺寸的光刻膠特征進行構(gòu)圖。
如圖5B所示，部分509之間的間距514至少比特征504之間的間距 516小兩倍。在一個實施例中，間距514處于大約20nm到大約80nm之間。 在一個實施例中，通過改變掩模503的中等透射特征506的尺寸519而對 部分513的尺寸517進行調(diào)節(jié)。在一個實施例中，部分509的尺寸518小 于30nm，部分513的尺寸517至少為40nm。
微電子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，可以通過與上文參考 圖4所描述的采用第一化學(xué)試劑和第二化學(xué)試劑、借助負性光刻膠的類似 的方式來應(yīng)用上文參考圖5A-5B所描述的方法。
圖6A-6B示出了另一形成具有多種尺寸的圖案特征的實施例。圖6A 示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的采用具有中等透射特征的掩模在襯底上 的光刻膠上以中等強度形成圖像。如圖5A所示，掩模603具有不透明特征 604、透明部分605和位于不透明特征604之間的中等透射區(qū)域606。圖6A 示出了通過光刻系統(tǒng)的掩模603和輻射620在襯底601上的光刻膠602中 產(chǎn)生的輻射曝光度和酸濃度的輪廓610。如圖6A所示，對應(yīng)于透明部分605 的與高輻射曝光度對應(yīng)的正性光刻膠602的部分607具有高于第一閾值612 的酸濃度和/或去保護聚合物的化學(xué)濃度。如圖6A所示，對應(yīng)于不透明特 征604的具有低輻射曝光度的正性光刻膠602的部分608具有低于第二酸 濃度閾值611的酸濃度和/或去保護聚合物的化學(xué)濃度。如圖6A所示，對 應(yīng)于不透明特征604的邊緣的正性光刻膠602的部分609和對應(yīng)于中等透 射特征606的光刻膠602的部分613具有中等輻射曝光度，并且具有處于 第一閾值612和第二閾值611之間的酸濃度和/或去保護聚合物的化學(xué)濃度。 第一和第二閾值612和611如參考圖3和圖4所述。如圖6A所示，通過掩模特征604的邊緣處的輻射620的衍射在部分 609內(nèi)產(chǎn)生中等輻射曝光度，并且通過中等透射掩模特征606在部分613內(nèi) 建立中等輻射曝光度。在一個實施例中，中等透射掩模特征606包括只透 射一部分入射輻射620的材料，從而使部分613的輻射曝光度大約處于入 射輻射620的0.15到0.5之間。對于微電子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員 而言這樣的材料是公知的。在一個實施例中，具有高輻射曝光度的光刻膠 部分607接收入射輻射620的0.5或更多，具有低輻射曝光度的光刻膠部分 608接收入射輻射620的不到0.15;具有中等輻射曝光度的光刻膠部分609 和613接收入射輻射620的大約0.15到大約0.5。接下來，對經(jīng)曝光的光刻 膠602進行烘焙，以增強如上文參考圖3-4所述的光誘導(dǎo)化學(xué)變化。
圖6B是與圖6A類似的圖示，其示出了如上文參考圖3和圖4所述的 釆用第一化學(xué)試劑從襯底601選擇性地去除了具有高輻射曝光度的經(jīng)曝光 的光刻膠部分607并且采用第二化學(xué)試劑從襯底601選擇性地去除了具有 低輻射曝光度的經(jīng)曝光的光刻膠部分608之后的情況。如圖6B所示，通過 掩模特征604的邊緣處的輻射衍射，由中等輻射曝光度部分609在襯底601 上建立圖案特征，這一點如上文參考圖3和圖4所述，同時由中等輻射曝 光度部分613在襯底601上建立大的特征，該中等輻射曝光度部分613由 中等透射掩模特征606制成。照此，可以在襯底601上對具有多種尺寸的 光刻膠特征進行構(gòu)圖?？梢酝ㄟ^改變掩模603的中等透射特征606的尺寸 619來調(diào)節(jié)部分6B的尺寸617。在一個實施例中，部分609的尺寸618小 于30nm，部分613的尺寸617至少為40nm。
微電子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，可以通過與上文參考 圖4描述的采用第一化學(xué)試劑和第二化學(xué)試劑、借助負性光刻膠的類似的 方式來應(yīng)用上文參考圖6A-6B描述的方法。
圖7A-7B示出了另一形成具有多種尺寸的圖案特征的實施例。圖7A 示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例以中等強度在襯底上的光刻膠上形成圖 像。如圖7A所示，掩模703具有不透明特征704、透明部分705和設(shè)置在 透明部分705之間的不透明特征706。不透明特征706具有寬度717，該寬 度717小到足以通過使輻射720在特征706的邊緣發(fā)生衍射而使光刻膠702 的部分713具有中等輻射曝光度。圖7A示出了通過光刻系統(tǒng)的掩模703和輻射720在襯底701上的光刻膠702內(nèi)產(chǎn)生的輻射曝光度以及酸濃度和/或 去保護聚合物的化學(xué)濃度的輪廓710。如圖7A所示，對應(yīng)于透明部分705 的接收高輻射曝光度的光刻膠702的部分707具有高于第一閾值712的酸 濃度和/或去保護聚合物的化學(xué)濃度。如圖7A所示，對應(yīng)于不透明特征704 的接受低輻射曝光度的光刻膠702的部分708具有低于第二閾值711的酸 濃度和/或去保護聚合物的化學(xué)濃度。如圖7A所示，對應(yīng)于不透明特征704 的邊緣的光刻膠702的部分709和對應(yīng)于不透明特征707的光刻膠702的 部分713具有中等輻射曝光度，并且具有處于第一閾值712和第二濃度閾 值711之間的酸濃度和/或去保護聚合物的化學(xué)濃度。第一和第二閾值712 和711如參考圖3和圖4所述。如圖7A所示，分別通過輻射720在掩模特 征704的邊緣和掩模特征706的邊緣發(fā)生的衍射在部分709和713內(nèi)生成 了中等輻射曝光度。在一個實施例中，具有高輻射曝光度的光刻膠部分707 接收入射輻射720的0.5或更多，具有低輻射曝光度的光刻膠部分708接收 入射輻射720的不足0.15;具有中等輻射曝光度的光刻膠部分709和713 接收入射輻射720的大約0.15到大約0.5。接下來，對經(jīng)曝光的光刻膠702 進行烘焙，以增強如上文參考圖3-4所述的光誘導(dǎo)化學(xué)變化。
圖7B是與圖7A類似的圖示，其示出了如上文參考圖3和圖4所述的 采用第一化學(xué)試劑從襯底701選擇性地去除了具有高輻射曝光度的經(jīng)曝光 的光刻膠部分707并且采用第二化學(xué)試劑從襯底701選擇性地去除了具有 低輻射曝光度的經(jīng)曝光的光刻膠部分708之后的情況。如圖7B所示，分別 通過輻射在掩模特征704和706的邊緣發(fā)生的衍射而由中等輻射曝光度部 分709和713在襯底701上生成了圖案特征。如圖7B所示，部分709之間 的間距714至少比特征704之間的間距716小兩倍。在一個實施例中，間 距714處于大約20nm到大約80nm之間。在一個實施例中，通過改變不透 明特征706的尺寸717來對部分713的尺寸718進行調(diào)節(jié)。
微電子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，可以通過與上文參考 圖4描述的采用第一化學(xué)試劑和第二化學(xué)試劑、借助負性光刻膠的類似的 方式來應(yīng)用上文參考圖7A-7B描述的方法。
圖8A-7B示出了另一形成具有多種尺寸的圖案特征的實施例。圖8A 示出了根據(jù)本發(fā)明的另一實施例的以中等強度在襯底上的光刻膠上形成圖像。如圖7A所示，掩模803具有不透明特征804、透明部分805和設(shè)置在 不透明部分804之間的透明特征806。透明特征806具有寬度817，該寬度 817小到足以通過使輻射820從特征806的邊緣發(fā)生衍射而使光刻膠802的 部分813受到中等輻射曝光度。圖8A示出了通過光刻系統(tǒng)的掩模803和輻 射820在襯底801上的光刻膠802內(nèi)產(chǎn)生的輻射曝光度以及酸濃度和/或去 保護聚合物的化學(xué)濃度的輪廓810。對應(yīng)于透明特征805的接受高輻射曝光 度的光刻膠802的部分807具有高于第一閾值812的酸濃度和/或去保護聚 合物的化學(xué)濃度，如圖8A所示。對應(yīng)于不透明特征804的接受低輻射曝光 度的光刻膠802的部分808具有低于第二閾值811的酸濃度和/或去保護聚 合物的化學(xué)濃度，如圖8A所示。對應(yīng)于不透明部分804的邊緣的光刻膠 802的部分809和對應(yīng)于透明特征806的光刻膠802的部分813具有中等輻 射曝光度，并且具有處于第一閾值812和第二閾值811之間的酸濃度和/或 去保護聚合物的化學(xué)濃度，如圖8A所示。第一和第二閾值812和811如參 考圖3和圖4所述。如圖8A所示，分別通過輻射820在掩模特征804的邊 緣和掩模特征806的邊緣處的衍射而在部分809和813內(nèi)產(chǎn)生了中等輻射 曝光度。在一個實施例中，具有高輻射曝光度的光刻膠部分807接收入射 輻射820的0.5或多，具有低輻射曝光度的光刻膠部分808接收入射輻射 820的不足0.15，具有中等輻射曝光度的光刻膠部分809和813接收入射輻 射820的大約0.15到大約0.5。接下來，對經(jīng)曝光的光刻膠802進行烘焙， 以增強上文參考圖3-4描述的光誘發(fā)化學(xué)變化。
圖8B是與圖8A類似的圖示，其示出了如上文參考圖3和圖4所述的 采用第一化學(xué)試劑從襯底801選擇性地去除了具有高輻射曝光度的經(jīng)曝光 的光刻膠部分807并且采用第二化學(xué)試劑從襯底801選擇性地去除了具有 低輻射曝光度的經(jīng)曝光的光刻膠部分808之后的情況。如圖8B所示，分別 通過輻射在掩模特征804和806的邊緣處的衍射而由中等輻射曝光度部分 809和813在襯底801上生成圖案特征?？梢酝ㄟ^改變透明特征806的尺寸 817來調(diào)節(jié)部分813的尺寸818。
微電子器件制造領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認識到，可以通過與上文參考 圖4描述的采用第一化學(xué)試劑和第二化學(xué)試劑、借助負性光刻膠的類似的 方式來應(yīng)用上文參考圖8A-8B描述的方法。圖9A-9E示出了在顯影處理之前采用第二光刻膠曝光，以去除殘余光 刻膠部分的方法的一個實施例。圖9A示出了如上文參考圖3-7所述的沉積 于襯底(未示出)上的光刻膠902的一個實施例的頂視圖。圖9B是與圖 9A類似的圖示，其示出了如上文參考圖3-7所述的設(shè)置在光刻膠卯2上的 掩模901。采用掩模901使光刻膠902暴露于輻射(未示出)下，以生成如 上文參考圖3-7所述的具有高輻射曝光度、低輻射曝光度和中等輻射曝光度 的部分，其中掩模卯l包括不透明特征904和透明部分903。
圖9C是與圖9B類似的圖示，其示出了采用掩模901使光刻膠卯2暴 露于輻射下之后的情況。如圖9C所示，光刻膠902具有有著中等輻射曝光 度的部分905。如圖9C所示，具有中等輻射曝光度的部分905包括不需要 的殘余中等輻射曝光度光刻膠部分913，其位于長的中等輻射曝光度部分 914 (圖案特征)的邊緣。部分913是因輻射在掩模901的特征904的邊緣
發(fā)生衍射而生成的。
圖9D是與圖9C類似的圖示，其示出了通過另一掩模906使殘余的中 等輻射曝光度部分913暴露于額外的輻射下。掩模卯6具有使殘余部分913 暴露于額外輻射下的透明特征卯7。使殘余部分913通過透明特征907暴露 于額外輻射下能夠?qū)⒉糠?13轉(zhuǎn)化為如上文參考圖3-7所述的酸濃度高于上 酸濃度閾值的高輻射曝光度部分。在采用掩模901和掩模906使光刻膠902 暴露于輻射下之后，對光刻膠902進行烘焙，以增強如上文參考圖3-4所述 的光誘發(fā)化學(xué)變化。
圖9E是與圖9D類似的圖示，其示出了如上文參考圖3-4所述的采用 第一化學(xué)試劑選擇性地去除了具有高輻射曝光度的光刻膠部分，采用第二 化學(xué)試劑選擇性地去除了具有低輻射曝光度的光刻膠部分，同時使具有中 等輻射曝光度的部分在襯底上保持原樣的情況。如圖9E所示，由具有中等 輻射曝光度的部分914形成的具有間距910的圖案保留在襯底920上。圖 案間距910至少比掩模特征904之間的間距911小兩倍，如圖9B和圖9E 所示。
在上述說明中，已經(jīng)參考本發(fā)明的具體示范性實施例對本發(fā)明進行了 描述。顯然，在不背離權(quán)利要求限定的范圍更寬的本發(fā)明的精神和范圍的 情況下，可以對其做出各種修改。因此，應(yīng)當(dāng)從說明的意義上而不是從限定的意義上來看待說明書和附圖,
權(quán)利要求
1、一種方法，包括采用掩模使形成于襯底上的光刻膠暴露于輻射下，以形成一個或多個第一光刻膠部分、一個或多個第二光刻膠部分以及一個或多個第三光刻膠部分；采用第一化學(xué)試劑從所述襯底去除所述一個或多個第一光刻膠部分；以及采用第二化學(xué)試劑從所述襯底去除所述一個或多個第二光刻膠部分。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，在去除所述第一光刻膠部分以 及在去除所述第二光刻膠部分的同時，使所述第三光刻膠部分保留在所述 襯底上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一化學(xué)試劑包括堿性物質(zhì)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第二化學(xué)試劑包括超臨界 溶液。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光刻膠是正性光刻膠。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述光刻膠是負性光刻膠。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一光刻膠部分暴露于所 述輻射的至少50%下，所述第二光刻膠部分暴露于所述輻射的不足15%下， 所述第三光刻膠部分暴露于所述輻射的15%到50%之間下。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述第一光刻膠部分具有高于 上酸濃度閾值的酸濃度，所述第二光刻膠部分具有低于下酸濃度閾值的酸濃度，所述第三光刻膠部分具有處于所述上酸濃度閾值和所述下酸濃度閾 值之間的酸濃度。
9、 一種用于使圖案特征倍增的方法，包括通過第一掩模使形成于襯底上的光刻膠暴露于第一輻射下，以形成具 有高輻射曝光度的第一光刻膠部分、具有低輻射曝光度的第二光刻膠部分 和具有中等輻射曝光度的第三光刻膠部分，其中，所述第一掩模具有第一 特征和中等透射區(qū)域；采用第一化學(xué)試劑從所述襯底去除所述第一光刻膠部分；以及 采用第二化學(xué)試劑從所述襯底上去除所述第二光刻膠部分，同時使所 述第三光刻膠部分保留在所述襯底上，從而形成具有第一特征的第一圖案。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，第二特征的數(shù)量至少是所述 第一特征的數(shù)量的兩倍。
11、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第一化學(xué)試劑包括堿性 物質(zhì)。
12、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述第二化學(xué)試劑包括超臨 界溶液。
13、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括通過調(diào)節(jié)所述中等透射區(qū)域的第二尺寸來調(diào)節(jié)所述第三部分中的至少 一個的第一尺寸。
14、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，還包括通過第二掩模使所述光刻膠暴露于第二輻射下，從而在所述光刻膠中 形成第二圖案。
15、 根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中，所述光刻膠是正性光刻膠。
16、 一種用于降低圖案間距的方法，包括采用掩模使襯底上的光刻膠暴露于輻射下，以形成一個或多個具有第 一酸濃度的第一光刻膠部分、 一個或多個具有第二酸濃度的第二光刻膠部 分以及一個或多個具有第三酸濃度的光刻膠部分；采用第一化學(xué)試劑對所述光刻膠進行顯影，從而選擇性地去除所述第 一光刻膠部分；采用第二化學(xué)試劑對所述光刻膠進行顯影，從而選擇性地去除所述第 二光刻膠部分。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中，所述第一酸濃度高于上酸濃 度閾值，所述第二酸濃度低于下酸濃度閾值，所述第三酸濃度處于所述上 酸濃度閾值和所述下酸濃度閾值之間。
18、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第一光刻膠部分暴露于 所述輻射的至少50%下，所述第二光刻膠部分暴露于所述輻射的不足15%.、下，所述第三光刻膠部分暴露于所述輻射的15%到50%之間下。
19、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第一化學(xué)試劑包括堿性 物質(zhì)。
20、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述第二化學(xué)試劑包括超臨 界溶液。
全文摘要
描述了用于降低圖案的最小間距的方法。通過掩模使襯底上的光刻膠暴露于輻射下。所述掩模具有分隔一定距離的特征。生成具有第一輻射曝光度、第二輻射曝光度和第三輻射曝光度的光刻膠部分。采用第一化學(xué)試劑將具有第一輻射曝光度的光刻膠部分從襯底上選擇性地去除。采用第二化學(xué)試劑將具有第二輻射曝光度的光刻膠部分從襯底上選擇性地去除。保留具有第三輻射曝光度的光刻膠部分，從而在襯底上形成圖案。所述圖案的特征之間的距離至少比所述掩模的特征之間的距離小兩倍。
文檔編號H01L21/027GK101427348SQ200780013921
公開日2009年5月6日 申請日期2007年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月18日
發(fā)明者R·申克爾 申請人:英特爾公司