[發明專利]制造半導體器件的方法和半導體器件制造工具

在審

• 申請號: 202011394519.4
• 申請日: 2020-12-02
• 公開（公告）號: CN112987515A
• 公開（公告）日: 2021-06-18
• 發明（設計）人: 李邦鼎;李蕙君;楊展亮
• 申請（專利權）人: 臺灣積體電路制造股份有限公司
• 主分類號: G03F7/38
• 分類號: G03F7/38;G03F7/004
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 趙艷

本發明涉及制造半導體器件的方法和半導體器件制造工具。具體地，所述制造半導體器件的方法包括在基板上方形成包括光致抗蝕劑組合物的光致抗蝕劑層。將所述光致抗蝕劑層選擇性地暴露于光化輻射。在將所述光致抗蝕劑層選擇性地暴露于光化輻射之后，加熱所述光致抗蝕劑層。在加熱期間，所述光致抗蝕劑層暴露于大于45％相對濕度的環境中。在所述加熱后使所述光致抗蝕劑層顯影，以在所述光致抗蝕劑層中形成圖案。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2019年12月2日提交的美國臨時專利申請第62/942,655號的權益，該臨時專利申請全部公開通過引用整體并入本文。

背景技術

隨著消費者設備響應于消費者需求而變得越來越小，這些設備的各個部件也必須減小大小。構成例如移動電話、計算機平板電腦等設備的主要部件的半導體器件已被迫變得越來越小，對應地也迫使半導體器件內的各個器件(例如，晶體管、電阻器、電容器等)也要減小大小。

在半導體器件的制造過程中使用的一種使能技術是使用光刻材料。將此類材料施加至待圖案化的層的表面，然后暴露于本身已被圖案化的能量。此類暴露改變了光敏材料的暴露區域的化學和物理特性。可以利用這種改性以及在未暴露的光敏材料區域中缺乏改性，來去除一個區域而不去除另一個區域。

然而，隨著各個器件的大小減小，用于光刻處理的工藝窗口變得越來越收緊。如此，光刻處理領域中的進步對于維持按比例縮小器件的能力是必需的，并且為了滿足期望的設計標準，以便可以保持朝向越來越小的部件前進，還需要進一步的改進。

隨著半導體行業已經為了追求更高的器件密度、更高的性能和更低的成本而進展到納米技術工藝節點，在減小半導體特征大小方面存在挑戰。已經開發了極紫外光刻(EUVL)以形成更小的半導體器件特征大小并增加半導體晶片上的器件密度。為了改善EUVL，需要增大晶片暴露生產量。晶片暴露生產量可以通過增加暴露功率或增加抗蝕劑光速度來改善。低暴露劑量可能會導致線寬粗糙度增加和臨界尺寸均勻性降低。

發明內容

根據本公開的一個實施方式，提供了一種制造半導體器件的方法，所述方法包括：

在基板上形成包括光致抗蝕劑組合物的光致抗蝕劑層；

將所述光致抗蝕劑層選擇性地暴露于光化輻射；

在選擇性地將所述光致抗蝕劑層暴露于光化輻射之后加熱所述光致抗蝕劑層，

其中，在加熱過程中，將所述光致抗蝕劑層暴露于大于45％相對濕度的環境中；以及

在所述加熱后使所述光致抗蝕劑層顯影，以在所述光致抗蝕劑層中形成圖案。

根據本公開的另一實施方式，提供了一種制造半導體器件的方法，所述方法包括：

在基板上形成包括光致抗蝕劑組合物的光致抗蝕劑層；

將所述光致抗蝕劑層圖案化地暴露于光化輻射；

在將所述光致抗蝕劑層圖案化地暴露于光化輻射后烘烤所述光致抗蝕劑層，

其中在烘烤所述光致抗蝕劑層期間，使所述光致抗蝕劑層暴露于來自位于所述光致抗蝕劑層的主表面上方的氣體頂噴的具有大于45％相對濕度的氣體流；以及

在烘烤所述光致抗蝕劑層之后使所述光致抗蝕劑層顯影，以在光致抗蝕劑層中形成圖案。

根據本公開的另一實施方式，提供了一種半導體器件制造工具，包括：

處理室；

設置在所述室內的加熱元件；

設置在所述室內的多個支撐銷，所述多個支撐銷被配置為將半導體基板支撐在所述加熱元件上方，其中所述多個支撐銷被配置為升高和降低所述半導體基板；