用于自对准双重图案化的无冻结方法与流程

用于自对准双重图案化的无冻结方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2021年1月8日提交的美国临时申请63/135,217和于2021年11月19日提交的美国非临时申请17/455,753的权益，这些申请特此以其全文通过援引并入本文。
技术领域
3.本发明总体上涉及微制造，并且在特定实施例中，涉及使用自对准双重图案化的集成电路的微制造。


背景技术：

4.在材料加工方法(诸如光刻法)中，创建图案化层典型地涉及向衬底的上表面施加辐射敏感材料(诸如光刻胶)薄层。将此辐射敏感材料转换成可以用于将图案蚀刻或转印到衬底上的下层中图案化掩模。对辐射敏感材料进行图案化总体上涉及使用例如光刻曝光系统来由辐射源通过掩模版(和相关光学器件)曝光到辐射敏感材料上。
5.此曝光在辐射敏感材料内产生潜在图案，然后可以将潜在图案显影。显影是指溶解并去除一部分辐射敏感材料以产生浮雕图案(形貌图案)。取决于所使用的光刻胶色调和/或显影溶剂的类型，所去除的材料部分可以是辐射敏感材料的照射区域或非照射区域。浮雕图案然后可以用作限定图案的掩模层。
6.用于图案化的各种膜的制备和显影可以包括热处理(例如烘烤)。例如，新施用的膜可以接受施用后烘烤(pab)以蒸发溶剂和/或增加结构刚度或抗蚀刻性。此外，可以执行曝光后烘烤(peb)来设定给定图案以防止进一步溶解。用于对衬底进行涂覆和显影的加工工具典型地包括一个或多个烘烤模块。一些光刻工艺包括用底部抗反射涂层(barc)的薄膜来涂覆衬底，接着用抗蚀剂进行涂覆，并且然后将衬底暴露于光图案，作为形成微芯片的工艺步骤。然后可以将所形成的浮雕图案用作掩模或模板以进行额外的加工，诸如将图案转印到下层中。
7.通过单次光刻曝光可获得的最小分辨率除其他之外受到所用光波长的限制(所谓的衍射极限)。可以利用诸如浸没式光刻的技术来降低衍射极限。诸如自对准双重图案化(sadp)的多重图案化工艺正越来越多地用于将半导体特征缩放到光刻极限以下。多重图案化工艺可以使间距加倍(对于每个额外的图案化)并且从而有助于实现以其他方式达不到的特征尺寸。
8.然而，多重图案化工艺经常成本高且复杂。此外，多重图案化工艺流程可能与大产量制造不兼容。另外，许多多重图案化技术需要额外的工艺步骤，诸如蚀刻、沉积、显影和处理，这也增加了复杂性并降低了生产量。因此，降低成本、降低复杂性和/或增加兼容性的多重图案工艺是希望的。


技术实现要素：

9.根据本发明的一个实施例，图案化衬底的方法包括在由衬底支撑的浮雕图案的开
口中沉积外覆层。该浮雕图案包括溶解度改变剂和对该溶解度改变剂敏感的第一可脱保护单体。该外覆层包括对该溶解度改变剂敏感的第二可脱保护单体。该浮雕图案具有相对于预定显影剂的第一溶解度阈值，而该外覆层具有低于该第一溶解度阈值的相对于该预定显影剂的第二溶解度阈值。该方法还包括激活该溶解度改变剂以至少达到该外覆层的该第二溶解度阈值，而不达到该浮雕图案的该第一溶解度阈值，将该溶解度改变剂从该浮雕图案的结构扩散预定距离到该外覆层中以在该外覆层中形成可溶区域，以及用该预定显影剂对该衬底进行显影以去除该外覆层的这些可溶区域。这些可溶区域可溶于预定显影剂，而该浮雕图案保持不溶于预定显影剂。
10.根据本发明的另一个实施例，图案化衬底的方法包括在由衬底支撑的浮雕图案的开口中沉积外覆层。该浮雕图案包括溶解度改变剂和具有第一激活能的第一可脱保护单体。该外覆层包括具有第二激活能的第二可脱保护单体。该第一激活能高于该第二激活能。该方法还包括在不脱保护该第一可脱保护单体的情况下脱保护该第二可脱保护单体以通过激活该溶解度改变剂并将该溶解度改变剂从该浮雕图案的结构扩散预定距离到该外覆层中而在该外覆层中形成可溶区域，以及用该预定显影剂对该衬底进行显影以去除该外覆层的这些可溶区域。这些可溶区域可溶于预定显影剂，而该浮雕图案保持不溶于预定显影剂。
11.根据本发明的还另一个实施例，图案化衬底的方法包括通过将光刻胶暴露于包括第一波长的光化辐射以激活第一光致酸产生剂而在衬底上从光刻胶层形成浮雕图案。光刻胶包括第一光致酸产生剂和溶解度改变剂。该方法还包括在浮雕图案的开口中沉积可脱保护树脂，激活该溶解度改变剂，将该溶解度改变剂从该浮雕图案的结构扩散预定距离到该可脱保护树脂中以通过脱保护该可脱保护树脂在该可脱保护树脂中形成可溶区域，以及用预定显影剂对该衬底进行显影以去除该可脱保护树脂的这些可溶区域。这些可溶区域可溶于预定显影剂，而该浮雕图案保持不溶于预定显影剂。
附图说明
12.为了更完整地理解本发明和其优点，现在将参考以下结合附图给出的描述，在这些附图中：
13.图1a-1f展示了包括冻结步骤的常规抗间隔物工艺流程。常规抗间隔物工艺通过从光刻胶芯轴经由酸扩散来溶解酸敏感外覆层而发生；
14.图2a-2e展示了根据本发明的实施例的用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的示例工艺流程，其通过激活溶解度改变剂以至少达到外覆层的溶解度阈值而不达到浮雕图案的溶解度阈值来避免额外的溶解抑制步骤；
15.图3a-3d展示了根据本发明的实施例的用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的示例工艺流程，其中当溶解外覆层材料时，使用溶解度改变剂作为热致酸产生剂；
16.图4a-4c展示了根据本发明的实施例的用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的示例工艺流程，其中当形成浮雕图案时，使用溶解度改变剂作为光致酸产生剂，并且当溶解外覆层材料时，使用溶解度改变剂作为热致酸产生剂；
17.图5a和5b展示了根据本发明的实施例的用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的示例工艺流程，其中当溶解外覆层材料时，使用溶解度改变剂作为光致酸产生剂；
18.图6a和6b展示了根据本发明的实施例的用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的示例工艺流程，其中当溶解外覆层材料时，使用光可破坏猝灭剂作为溶解度改变剂；
19.图7展示了根据本发明的实施例的两个定性图，其中左图展示了抗蚀剂厚度与暴露剂量之间的示例关系并且其中右图展示了溶解度与脱保护之间的示例关系；
20.图8展示了根据本发明的实施例的潜在情况的四个定性图，其中考虑了光刻胶和外覆层的溶解对比度和敏感性；
21.图9展示了根据本发明的实施例的图案化衬底的示例方法；
22.图10展示了根据本发明的实施例的图案化衬底的示例方法；以及
23.图11展示了根据本发明的实施例的图案化衬底的示例方法。
24.除非另外指示，否则不同图中的对应的数字和符号通常是指对应的部分。绘制图是为了清楚地展示实施例的相关方面，而这些图不一定按比例绘制。图中绘制的特征的边缘不一定指示特征的范围的终止。
具体实施方式
25.下文详细讨论各种实施例的制造和使用。然而，应当理解，本文描述的各种实施例可应用于各种各样的具体情况下。所讨论的具体实施例仅是制造和使用各种实施例的具体方式的说明，并且不应被解释为限制范围。
26.为了清晰起见，已经呈现了如本文描述的不同步骤的讨论顺序。通常，这些步骤可以以任何合适的顺序进行。另外，尽管本文描述的特征、技术、配置等的每一个可以在本披露的不同地方讨论，但是其旨在每个构思可以彼此独立地或彼此组合地执行。相应地，可以以许多不同的方式来实施和看待本发明。
27.微电子的持续的微缩化需要提高的图案化分辨率。一种方法是通过原子层沉积(ald)限定亚分辨率线特征的间隔物技术。然而，间隔物技术的挑战是，如果希望相反的色调特征，则间隔物技术可能很复杂，由于涉及对另一种材料进行外涂覆、化学机械平面化(cmp)和反应离子蚀刻(rie)以挖掘间隔物材料，留下狭窄的沟槽，这可能是昂贵的。
28.抗间隔物技术是自对准技术，它使用反应性物质的扩散长度来限定临界尺寸(cd)，从而产生狭窄的沟槽。为了形成窄槽(与例如窄沟槽相比)，反应性物质可以经由通过掩模曝光在空间上控制。反应性物质可以通过经由烘烤工艺的热致酸产生剂的分解在晶片上均匀地控制。抗间隔物技术可以使得能够以超出先进光刻能力范围的尺寸获得窄槽接触部特征。
29.由于增加了若干个工艺步骤，一些常规抗间隔物工艺流程复杂且效率极低。例如，一种常规抗间隔物工艺包括图案化结构的额外的外覆层步骤，将反应性物质从外覆层扩散到图案化结构中的额外的烘烤，以及额外的外覆层去除步骤。然后，另一个外覆层步骤之后是显影步骤以形成抗间隔物结构。
30.其他常规抗间隔物工艺将反应性物质从图案化结构扩散到外覆层中，但需要“冻结”步骤(即中和具有酸产生剂的层的溶解度改变潜在性的处理)。冻结步骤是必要的，因为反应性物质被包括在图案化结构中并且因此当外覆层的未来抗间隔物区域被溶解时会不希望地溶解图案化结构本身。例如，使用热冻结工艺可以抑制脱保护的光刻胶芯轴溶解在水性显影剂中，该水性显影剂随后用于去除脱保护(或脱交联或以其他方式改变溶解度)的
外覆层以显示抗间隔物特征。
31.然而，冻结处理并不完美，导致降低的均匀性和增加的cd。此外，额外的冻结步骤降低了生产量。由于对大产量制造和聚合物树脂的反应环境的严格要求，将热冻结功能结合到光刻胶中是重大挑战。其结果是，与大产量制造流程兼容的需要较少工艺步骤的抗间隔物工艺是希望的。
32.本文描述的技术包括在不需要冻结步骤的情况下图案化衬底。也就是说，所描述的技术是能够形成亚分辨率抗间隔物特征的图案化衬底的“无冻结”方法。在各种实施例中，图案化衬底的方法包括在衬底上的浮雕图案上形成外覆层。浮雕图案包括溶解度改变剂，其被激活并扩散到外覆层中以在外覆层中形成可溶区域，同时保持浮雕图案的不溶性。然后，外覆层的可溶区域随后通过对衬底进行显影来去除。
33.溶解度改变剂可以有利地使得能够形成亚分辨率抗间隔物特征，而不达到浮雕图案相对于预定显影剂(例如水性显影剂)的溶解度阈值(例如脱保护阈值)。溶解度改变剂可以是酸产生剂。例如，溶解度改变剂可以是光致酸产生剂(pag)、热致酸产生剂(tag)、光可破坏猝灭剂(pdq)、或其他合适的溶解度改变剂。
34.本文描述的技术可以有利地将选定的外覆层材料和选定的浮雕图案材料(例如光刻胶)的固有溶解对比度配对，使得可以改变外覆层的溶解度以形成所希望的抗间隔物结构，同时浮雕图案保持完全或充分不溶于显影溶液(例如在预定显影剂中相对于外覆层的溶解度是不溶的)。此方法提供的优点是提供了避免对额外步骤(例如冻结步骤)的任何需要的方法以防止浮雕图案的溶解。
35.本文描述的各种实施例包括控制相对于酸敏感外覆层的光刻胶对比度和光敏性，以使得能够有效且容易地形成与大产量制造工艺流程兼容的抗间隔物特征。本文的实施例将相对于包括冻结步骤的常规抗间隔物流程进行详细描述。此外，将描述可用于成功显影的光敏性和溶解参数。
36.图1a-1f展示了包括冻结步骤的常规抗间隔物工艺流程。常规抗间隔物工艺通过从光刻胶芯轴经由酸扩散来溶解酸敏感外覆层而发生。常规抗间隔物工艺流程不利地导致光刻胶的脱保护，程度为其变得与反应的外覆层一起溶解。为了防止在显影过程中脱保护的光刻胶溶解，必须在光刻胶配方中包括额外的组分或功能，以防止溶解以及额外的处理步骤。
37.参考图1a，常规抗间隔物工艺流程100包括使用光刻法在衬底110上从光刻胶层形成结构化光刻胶图案101。结构化光刻胶图案101包括由图案化开口105分隔的光刻胶芯轴102。在光刻胶中包括额外的酸源103(与用于形成光刻胶芯轴102的pag分隔)。工艺兼容交联剂104也必须包括在光刻胶中。
38.现在参考图1b，然后用酸敏感树脂106涂覆具有光刻胶芯轴102的衬底110，该酸敏感树脂浇铸在不会与下面的光刻胶混合的溶剂中。如图1c所示，光刻胶内的酸源103然后被激活108(通过照射或烘烤)，并且衬底110被烘烤以使酸扩散107到周围的酸敏感树脂106中，在酸敏感树脂106内引起溶解度改变反应。
39.到酸敏感树脂106中的扩散深度109限定抗间隔物特征(即抗间隔物厚度)的cd。这在图1d中通过现在可溶于水性显影剂中的可溶树脂区域111来说明。然而，酸源103的激活和扩散也具有溶解光刻胶芯轴102的不希望的效果，导致可溶光刻胶芯轴112。也就是说，在
常规抗间隔物工艺流程100中，光刻胶变得脱保护，超过在水性显影剂中光刻胶的显影(即溶解度)阈值。
40.如果在此阶段对衬底110进行显影，则光刻胶的溶解度改变将阻止抗间隔物特征的形成，因为可溶光刻胶芯轴112将在显影剂中被去除。为了解决在光刻胶中的这种溶解度改变，进行热冻结工艺113以引发在光刻胶中工艺兼容交联剂104的化学反应，该化学反应形成交联键114，抑制光刻胶在水性显影剂中的溶解度以形成不溶交联光刻胶芯轴115。
41.然而，此种热冻结工艺将导致额外的酸扩散。必须在可用的工艺窗口中考虑这种额外的酸扩散以获得所希望的抗间隔物cd。此外，树脂中固有功能或将抑制溶解的添加剂的显影要求材料具有热稳定性、对强酸无反应性，对照射波长表现出最小的吸收并且不干扰光刻胶的图案化能力。这使得热冻结工艺113更容易产生缺陷且不是优选的图案化技术。
42.现在参考图1f，一旦酸已经将酸敏感树脂106脱保护到所希望的深度/厚度(扩散深度109)并且光刻胶芯轴被抑制溶解，然后在水性显影剂中对衬底110进行显影以去除可溶树脂区域111并在不溶交联光刻胶芯轴115与剩余的不溶树脂结构117之间形成常规的抗间隔物116。然而，形成交联键114的额外的热冻结工艺113也具有产生相对于扩散深度109增大且不规则的抗间隔物宽度(118，119)的不希望的效果。
43.以下描述的实施例通过代替选择足以实现溶解对比度的芯轴材料、外覆层材料和溶解转移剂的组合而有利地避免了对溶解抑制步骤(例如热冻结步骤)的需要。例如，可以有利地选择外覆层材料，使得它将在远低于用于形成浮雕图案的芯轴的光刻胶所需的脱保护水平下实现溶解度的急剧变化，从而使光刻胶主要受到保护并且不溶于预定显影剂。
44.以下提供的实施例描述了各种图案化衬底的方法，并且特别是在没有额外的溶解抑制步骤的情况下形成抗间隔物特征的方法。以下描述描述了实施例。图2a-2e用于描述用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的实施例工艺流程。使用图3a-3d、4a-4c、5a-5b和6a-6b描述了四个另外的实施例工艺流程。使用图7中的定性图讨论溶解度改变，而使用图8描述实施例工艺流程的四种潜在情况。使用图9-11描述了三种实施例方法。
45.图2a-2e展示了根据本发明的实施例的用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的示例工艺流程，其通过激活溶解度改变剂以至少达到外覆层的溶解度阈值而不达到浮雕图案的溶解度阈值来避免额外的溶解抑制步骤。
46.参考图2a，工艺流程200以衬底210上的浮雕图案220开始。浮雕图案220可以作为工艺流程200的一部分在衬底210上形成或作为单独工艺的一部分形成，并用作工艺流程200的起点。例如，示例工艺流程200可以包括使用光刻或其他合适的图案化工艺(例如，使用光刻工艺从光刻胶层)形成浮雕图案220。在一个实施例中，浮雕图案220使用浸没式光刻工艺从光刻胶层在衬底210上形成。作为具体示例，浮雕图案220可以使用193nm浸没式光刻工艺形成。
47.应当注意，为了简洁和清楚起见，在这里和下文中采用了惯例，其中在各种实施例中，图案所附的元件[x10]可以是衬底的相关实施方式。例如，除非另有说明，否则衬底210可以与衬底110类似。对于其他元件也已经采用了类似惯例，如通过使用类似术语结合上述三位编号系统来明确说明的。
[0048]
浮雕图案220包括由开口226分隔的衬底210上的结构222。浮雕图案220的结构222和开口226可以以任何希望的图案布置，诸如芯轴的均匀图案或包括各种形状、尺寸和间距
的不规则图案。浮雕图案220的材料包括溶解度改变剂224。在工艺流程200的这个阶段，结构222中的溶解度改变剂224还没有被激活。因此，结构222相对于预定显影剂是不可溶的。
[0049]
预定显影剂可以是任何合适的显影剂。在各种实施例中，预定显影剂是水性显影剂，并且在一些实施例中包括四甲基氢氧化铵(tmah)。
[0050]
为了促进外覆层230中的溶解度改变，可以使用通过应用来自溶解度改变剂224的能量产生的小分子反应性物质的扩散。溶解度改变剂224可以是酸产生剂诸如pag和/或tag，并且也可以是另一种用作酸产生剂的化合物诸如pdq。然而，任何能够在工艺流程200中的规定点赋予溶解度改变的合适化合物都可以用作溶解度改变剂224。以下在其他实施例中描述了溶解度改变剂224的若干具体实施方式。
[0051]
现在参考图2b，在衬底210上沉积外覆层230以至少部分填充结构222之间的开口226。在各种实施例中，外覆层230填充开口226。在一些实施例中，可以产生任选的覆盖层232(位于结构222的顶表面上方的外覆层材料)。
[0052]
现在参考图2c，溶解度改变剂224通过向浮雕图案220施加激活能e来激活以产生酸242，该酸从结构222扩散244预定距离246到外覆层230中。预定距离246(即扩散深度)可以通过扩散变量的任何组合来控制，以实现与溶解的外覆层230的厚度相关的希望的扩散深度。例如，可以改变的可能变量包括但不限于酸分子量、酸浓度、烘烤温度、烘烤时间、碱浓度和聚合物组成。
[0053]
所希望的cd可以通过由溶解度改变剂224产生的反应性物质的分子量修饰、反应性物质的分子结构以及烘烤温度和烘烤时间来调节。此外，cd可以通过反应性物质扩散到其中的外覆层230的组成来控制。外覆层230内的组分的极性可能影响酸扩散率，并且外覆层230的反应性物质敏感组分的激活能是控制处理的附加手段。
[0054]
激活能e可以采用任何合适的形式。例如，激活能e可以以光化辐射、热能或两者的组合的形式提供。光(例如电磁辐射)和热(例如对流、传导或辐射热能)分别从pag或tag产生酸。如果要激活pag，则可以在激活pag的相应波长下照射一些区域或整个衬底210(包括所有支撑层)。tag可以通过将衬底210烘烤到足以分解tag的温度来激活。然而，用于激活溶解度改变剂224的具体机制取决于所选择的溶解度改变剂并且还可以包括其他机制。激活和扩散可以顺序地或同时地进行。
[0055]
溶解度改变剂224的激活和扩散的结果是与浮雕图案220的结构222相邻的可溶区域250，其相对于预定显影剂保持不溶。可溶区域250具有与预定距离246成比例的预定宽度247。由于扩散到外覆层230中导致溶解度改变，可溶区域250的预定宽度247可以等于预定距离246(如所示)。然而，在一些情况下，溶解度改变剂224(例如产生的酸)可以扩散到外覆层230的区域(离结构222最远)中，而不达到外覆层230的溶解度阈值。因此，可溶区域250的预定宽度247在实践中小于或等于预定距离246。
[0056]
现在参考图2e，使用预定显影剂对支撑浮雕图案220和具有可溶区域250的外覆层230的衬底210进行显影以形成抗间隔物特征260。具体地，显影工艺的结果是由原始浮雕图案220的结构222和在溶解度改变剂224的激活和扩散过程中未溶解的剩余的外覆层结构262限定的抗间隔物特征260。
[0057]
值得注意且有利地，在激活和扩散之后，不需要额外的步骤来防止结构222在用预定显影剂进行显影期间溶解。特别地，在已经选择浮雕图案材料、外覆层材料和溶解度改变
剂以防止此方案中溶解度改变的情况下，可以在不去除结构222的情况下去除外覆层230的可溶区域250。
[0058]
此外，与常规抗间隔物工艺流程100相比，所产生的抗间隔物特征260可以具有有利地基本上等于预定宽度247的抗间隔物宽度248。另外，防止结构222的溶解并由此避免交联(或其他溶解抑制工艺步骤)可以有利地产生均匀的抗间隔物特征260。因此，除了工艺流程200提供的有效性、兼容性和简单性之外，还可以实现更小的cd。
[0059]
为浮雕图案220的结构222(例如光刻胶)、外覆层230(例如树脂)和溶解度改变剂224(pag、tag、pdq等)选择的材料的类型可能影响工艺流程200。例如，可以进行选择，这些选择可以使浮雕图案材料与外覆层材料相比的脱保护速率之间的选择性最大化。在一个实施例中，外覆层230包括可显影底部抗反射涂层(dbarc)。dbarc可以有利地在低酸浓度(例如，相对于脱保护浮雕图案材料所需的酸浓度)的存在下脱交联。
[0060]
相对于外覆层230浮雕图案220内的可脱保护单体的激活能可以是高的，以允许相对于结构222外覆层230内的更高的脱保护动力学。在一些实施例中，浮雕图案220包括高激活能离去基团，诸如甲基丙烯酸甲基金刚烷基酯(mama)、甲基丙烯酸异金刚烷基酯(iam)或丙烯酸叔丁酯(tba)。
[0061]
包括在外覆层材料中的可脱保护单体的激活能可能影响浮雕图案材料的选择。例如，如果外覆层230包括具有低激活能的可脱保护单体诸如具有缩醛官能度的单体诸如甲基丙烯酸1-丁氧基乙基酯(bema)或具有低激活酯官能度的单体诸如甲基丙烯酸叔丁基环戊基酯(tbcpma)，则浮雕图案材料的激活能可以低于甲基丙烯酸金刚烷基酯，诸如对于甲基丙烯酸乙基环丙基酯(ecpma)离去基团发现的。
[0062]
浮雕图案中的剩余单体可用于线形成和蚀刻图案转移规范。用于标准光刻图案化的常规单体可被选择用于此目的。在一些实施例中，外覆层230在波长范围内是透明的(例如使得该范围内的光化辐射可以穿过外覆层)。然而，这不是外覆层230的要求。
[0063]
图3a-3d展示了根据本发明的实施例的用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的示例工艺流程，其中当溶解外覆层材料时，使用溶解度改变剂作为tag。图3a-3d的工艺流程可以是其他工艺流程或本文描述的其他工艺流程(诸如例如图2a-2e的工艺流程)的各个阶段的具体实施方式。类似标记的元件可以如先前所述。
[0064]
参考图3a-3d，工艺流程300任选地包括在衬底310上形成浮雕图案320。为了形成浮雕图案320，将由衬底310支撑的光刻胶层327暴露于光化辐射321。该暴露激活了与tag 324(溶解度改变剂)一起包括在光刻胶层327中的pag 325。pag 325对光化辐射321的光谱中包括的波长λ敏感。光刻胶层327通过光掩模323暴露于光化辐射321(或被在光刻胶层327上形成的不透明结构遮蔽)以在光刻胶层327中形成潜在图案。
[0065]
通过对衬底310进行显影以去除潜在图案来形成包括由开口326分隔的结构322的浮雕图案320(图3b)。可替代地，工艺流程300可以从已经形成的浮雕图案320开始。结构322包括未被光化辐射321激活的tag 324和被光掩模323屏蔽免受光化辐射321的pag 325二者。其结果是，在工艺流程300的这个阶段，结构322相对于预定显影剂是不溶的。
[0066]
如图3c所示，通过将具有预定温度t的热量340施加到包括在浮雕图案320上形成的外覆层330的衬底310，tag 324被激活以产生酸342，该酸扩散344预定距离346。值得注意地，pag 325仍然存在于结构322中，但未被施加的热量340激活。扩散过程也可以使用单独
的热量施加(例如与用于激活tag 324所施加的热量340相比，使用不同参数诸如持续时间和/或温度的烘烤)来部分地或完全地促进。
[0067]
然后，通过使用预定显影剂对支撑浮雕图案320和外覆层330的衬底310进行显影来形成具有抗间隔物宽度348的抗间隔物特征360(图3d)。具体地，显影工艺的结果是由原始浮雕图案320的结构322和在tag 324的激活和扩散过程中未溶解的剩余的外覆层结构362限定的抗间隔物特征260。pag 325在施加热量340期间没有被激活并且被激活的tag 324不足以溶解结构322的光刻胶，但足以溶解外覆层330的适当量的酸扩散到其中的区域。例如，浮雕图案320的光刻胶的溶解度阈值可以充分高于外覆层230的溶解度阈值。附加地或可替代地，酸342可以是不能对光刻胶进行显著脱保护的弱酸。
[0068]
使用tag 324作为酸的第二来源对于调节选择性可能有利地是显著变量，因为所产生的酸的强度可以选择为允许在给定的工艺温度t下与外覆层330反应，同时与浮雕图案320的光刻胶最小限度地反应。
[0069]
如上所述，pag和tag二者都可以包括在光刻胶底层的配方中。在这个具体示例中，pag旨在在初始光暴露和随后的烘烤和显影步骤时脱保护光刻胶以在衬底上形成初始浮雕图案。tag随后在高于浮雕图案曝光后烘烤(peb)的温度的温度下被热激活。
[0070]
图4a-4c展示了根据本发明的实施例的用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的示例工艺流程，其中当形成浮雕图案时，使用溶解度改变剂作为pag，并且当溶解外覆层材料时，使用溶解度改变剂作为tag。图4a-4c的工艺流程可以是其他工艺流程或本文描述的其他工艺流程(诸如例如图2a-2e的工艺流程)的各个阶段的具体实施方式。类似标记的元件可以如先前所述。
[0071]
参考图4a-4c，工艺流程400类似于图3a-3d的工艺流程300，除了不需要额外的tag，因为用于在衬底410上产生浮雕图案420的光刻胶层427中包括的pag 425在更高温度下也充当tag 424。
[0072]
通过光掩模423的光化辐射421(包括波长λ)的暴露激活了pag 425以在光刻胶层427中形成潜在图案。如前所述，通过对衬底410进行显影以去除潜在图案来形成包括由开口426分隔的结构422的浮雕图案420(图4b)。结构422包括pag 425(tag 424)，其由于被光掩模423屏蔽免受光化辐射421而未被光化辐射421激活。其结果是，在工艺流程400的这个阶段，结构422相对于预定显影剂是不溶的。
[0073]
如图4c所示，通过将具有预定温度t的热量440施加到包括在浮雕图案420上形成的外覆层430的衬底410，tag 424被激活以产生酸442，该酸扩散444预定距离446。然后，通过使用预定显影剂对支撑浮雕图案420和外覆层430的衬底410进行显影来形成抗间隔物特征。
[0074]
在这个具体示例中，pag 425的作用是在初始光暴露和随后的烘烤和显影步骤时脱保护光刻胶以在衬底上形成初始浮雕图案，但是然后随后在高于浮雕peb的温度的温度下起tag(tag 424)的作用。
[0075]
图5a和5b展示了根据本发明的实施例的用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的示例工艺流程，其中当溶解外覆层材料时，使用溶解度改变剂作为pag。图5a和5b的工艺流程可以是其他工艺流程或本文描述的其他工艺流程(诸如例如图2a-2e的工艺流程)的各个阶段的具体实施方式。类似标记的元件可以如先前所述。
[0076]
前两个工艺流程描述了溶解度改变剂，其起tag的作用以在外覆层中形成可溶区域。可替代地，可以使用在与用于形成初始浮雕图案的pag不同的波长下激活的另一pag。例如，外覆层中的聚合物可以具有可脱保护单体，其用比浮雕图案的光刻胶中的可脱保护单体更弱的酸激活。此组合物可以有利地促进浮雕图案的初始结构的cd的很少或没有变化，同时使得能够容易地溶解外覆层。与初始浮雕图案相比，在较低温度下或与更弱的酸反应的可脱保护单体(溶解度转变基团)的示例是低激活能酯离去基团(诸如上面提到的那些)和缩醛离去基团。
[0077]
参考图5a，工艺流程500包括设置在衬底510上的光刻胶层527。第一pag 525和第二pag 524二者都包括在通过光掩模523暴露于包括第一波长λ1的光化辐射521的光刻胶层527中。如图5b所示，然后将外覆层530暴露于包括第二波长λ2(不同于第一波长λ1)的光化辐射540，其激活第二pag 524但不激活保留在浮雕图案的结构522中的第一pag 525。外覆层530对于第二波长λ2是透明的。还可以施加热量541(例如提供用于扩散的能量)以将从第二pag 524产生的酸542扩散544到外覆层530中。可以在施加包括第二波长λ2的光化辐射540之前、期间和/或之后施加热量541。
[0078]
图6a和6b展示了根据本发明的实施例的用于图案化衬底以形成抗间隔物特征的示例工艺流程，其中当溶解外覆层材料时，使用pdq作为溶解度改变剂。图6a和6b的工艺流程可以是其他工艺流程或本文描述的其他工艺流程(诸如例如图2a-2e的工艺流程)的各个阶段的具体实施方式。类似标记的元件可以如先前所述。
[0079]
参考图6a和6b，工艺流程600类似于图3a-3d的工艺流程300，除了用于在衬底610上产生浮雕图案620的光刻胶层627中包括的额外的tag也是pdq 624，其在浮雕图案620形成期间用作猝灭剂。如前所述，包括pag 625和pdq 624的光刻胶层627通过光掩模623暴露于包括波长λ的光化辐射621。如图6b所示，将热量640施加到外覆层630，这激活并扩散644pdq 624以产生强到足以脱保护外覆层630的酸642。
[0080]
为了在不激活pag 625的情况下促进pdq 624的激活(例如仍在浮雕图案620中)，可以使用足以激活pdq 624和pag 625的条件之间的差异。例如，pdq 624可以产生弱酸，而pag 625可以产生强酸。如果更强的pag 625被激活，则可能无法实现希望的选择性。pdq 624和pag 625的激活条件之间的差异在一个实施例中是波长差异并且在另一个实施例中是热差异。
[0081]
在各种实施例中，pdq 624是樟脑磺酸pdq。在浮雕图案中超强酸的存在下，由于与超强酸的pka差异，樟脑磺酸盐充当猝灭剂。将樟脑磺酸扩散到外覆层630(例如含有缩醛官能度)中可以促进与聚合物的反应以在其扩散到其中的区域中形成可溶材料。樟脑磺酸也可以在稍微升高的温度下脱保护低激活能酯诸如tbcpma。
[0082]
图7展示了根据本发明的实施例的两个定性图，其中左图展示了抗蚀剂厚度与暴露剂量之间的示例关系并且其中右图展示了溶解度与脱保护之间的示例关系。
[0083]
化学放大光刻胶(car)在暴露于特定波长的光时，经由通过由pag分解产生的酸对聚合物树脂进行酸催化脱保护而经受溶解度改变。高性能光刻胶的度量是大的溶解对比度，其通常由光刻胶厚度与暴露剂量的曲线图表示，也称为对比度曲线。在正性光刻胶中，当达到聚合物脱保护的特定阈值时，任何过量的脱保护都显著且非线性地增加膜在水性显影剂中的溶解度，如图7所示。
[0084]
本文描述的技术通过选择或配制外覆层和光刻胶来起作用，使得在光刻胶变得脱保护之前，外覆层将超过其在工艺窗口内的脱保护阈值(溶解度阈值)。
[0085]
图8展示了根据本发明的实施例的潜在情况的四个定性图，其中考虑了光刻胶和外覆层的溶解对比度和敏感性。
[0086]
图(a)展示了理想情况，其中外覆层表现出高溶解对比度并且脱保护阈值(溶解度阈值)远低于光刻胶的脱保护阈值，使得在光刻胶的溶解度受到影响之前可以实现外覆层的完全溶解。具有较高溶解对比度的光刻胶将提供更宽的工艺裕度。
[0087]
图(b)是与图(a)类似的情况；然而，外覆层和光刻胶的临界脱保护阈值开始重叠，在保留光刻胶芯轴的情况下防止了脱保护外覆层的可重复溶解。可以调节变量，包括但不限于酸强度、显影剂浓度、聚合物组成、烘烤温度和烘烤时间，以增加两个可脱保护膜之间的工艺窗口使得可以接近或实现图(a)的理想情况。
[0088]
图(c)展示了以下情况，其中光刻胶比外覆层更敏感，导致在外覆层的临界脱保护之前光刻胶的完全溶解。此系统将需要在光刻胶内的冻结步骤和功能以防止脱保护树脂的溶解。
[0089]
图(d)是其中外覆层相对于光刻胶表现出低溶解对比度和高敏感性的系统的示例。如果考虑两个工艺窗口，则此系统可以有利地实现可再现的亚分辨率抗间隔物特征。在一个工艺窗口中，脱保护外覆层相对于受保护外覆层的溶解速率足以清除抗间隔物区域，同时保留周围的外覆层。在第二工艺窗口中，溶解外覆层所需的酸脱保护程度导致光刻胶的最小溶解，为此，在抗间隔物溶解后将保留浮雕图案的结构。
[0090]
可以选择各种组合物用于本文的方法。外覆层组合物可以是聚合物树脂，并且树脂可以由多种单体类型构成。外覆层内的大多数单体在结构上可以与光刻胶的结构相似，使得两种膜具有相似的蚀刻速率。
[0091]
定义相对于光刻胶的溶解度对比度的外覆层的方面是酸敏感单体的组成。为了使选择性最大化，足以经受溶解度改变反应的抗蚀剂与外覆层之间的激活能的比率应该是高的。相应地，光刻胶可以具有较高激活能可脱保护单体诸如mama或tba。然后，外覆层可以具有较低激活能单体诸如缩醛、ecpma或另一种低激活能酯官能度(例如甚至低于ecpma)。
[0092]
如本领域技术人员可以理解，可以选择其他化学组合用于在本文中使用。外覆层材料在tmah中可以具有小的溶解速率r
min
，这允许在外覆层中形成可溶区域。为了在外覆层中产生未暴露的膜厚度损失，可以使用具有固有tmah溶解度的单体。这的示例是包含以下单体之一作为示例：二六氟醇(dihfa)、甲基丙烯酸甲酯(maa)和苯酚。
[0093]
如上面提到的，为了简化浮雕图案材料的配方，在外覆层中掺入非常低激活能可脱保护单体诸如缩醛或低激活能酯可能是有利的。这可以有利地允许在浮雕图案的形成中使用的弱酸组分扩散到外覆层中并在由酸扩散激活的区域中引起溶解度的转变。许多pag在较高温度下当它们达到其热分解时也充当tag。因此，在一些配方中，在浮雕图案材料中不需要额外的tag。
[0094]
图9展示了根据本发明的实施例的图案化衬底的示例方法。图9的方法可以与其他方法组合并使用如本文描述的系统和设备来进行。例如，图9的方法可以与图2a-8的实施例中的任一个组合。尽管以逻辑顺序示出，但图9的步骤的排列和编号并不旨在是限制性的。如对本领域技术人员来说可能显而易见的是，图9的方法步骤可以以任何合适的顺序或彼
此同时进行。
[0095]
参考图9，图案化衬底的方法900的步骤901包括在由衬底支撑的浮雕图案的开口中沉积外覆层。浮雕图案可以包括溶解度改变剂和对溶解度改变剂敏感的第一可脱保护单体。外覆层可以包括对溶解度改变剂敏感的第二可脱保护单体。浮雕图案具有相对于预定显影剂的第一溶解度阈值，而外覆层具有相对于预定显影剂的第二溶解度阈值。第二溶解度阈值低于第一溶解度阈值。
[0096]
步骤902包括激活溶解度改变剂以至少达到外覆层的第二溶解度阈值，而不达到浮雕图案的第一溶解度阈值。在步骤903中，将溶解度改变剂从浮雕图案的结构扩散预定距离到外覆层中以在外覆层中形成可溶区域。可溶区域可溶于预定显影剂，而浮雕图案保持不溶于预定显影剂。步骤902和903可以同时、分别或部分重叠进行。在步骤904中，用预定显影剂对衬底进行显影以去除外覆层的可溶区域。
[0097]
图10展示了根据本发明的实施例的图案化衬底的示例方法。图10的方法可以与其他方法组合并使用如本文描述的系统和设备来进行。例如，图10的方法可以与图2a-8的实施例中的任一个组合。此外，图10的方法可以与例如图9的方法组合。尽管以逻辑顺序示出，但图10的步骤的排列和编号并不旨在是限制性的。如对本领域技术人员来说可能显而易见的是，图10的方法步骤可以以任何合适的顺序或彼此同时进行。
[0098]
参考图10，图案化衬底的方法1000的步骤1001包括在由衬底支撑的浮雕图案的开口中沉积外覆层。浮雕图案包括溶解度改变剂和具有第一激活能的第一可脱保护单体，而外覆层包括具有第二激活能的第二可脱保护单体。第一激活能高于第二激活能。
[0099]
在步骤1002中，在不脱保护第一可脱保护单体的情况下脱保护第二可脱保护单体以通过激活溶解度改变剂并将溶解度改变剂从浮雕图案的结构扩散预定距离到外覆层中而在外覆层中形成可溶区域。可溶区域可溶于预定显影剂，而浮雕图案保持不溶于预定显影剂。在步骤1003中，然后用预定显影剂对衬底进行显影以去除外覆层的可溶区域。
[0100]
图11展示了根据本发明的实施例的图案化衬底的示例方法。图11的方法可以与其他方法组合并使用如本文描述的系统和设备来进行。例如，图11的方法可以与图2a-8的实施例中的任一个组合。此外，图11的方法可以与作为示例图9和10的方法中的任一种组合。尽管以逻辑顺序示出，但图11的步骤的排列和编号并不旨在是限制性的。如对本领域技术人员来说可能显而易见的是，图11的方法步骤可以以任何合适的顺序或彼此同时进行。
[0101]
参考图11，图案化衬底的方法1100的步骤1101包括通过将光刻胶暴露于包括第一波长的光化辐射以激活第一光致酸产生剂而在衬底上从光刻胶层形成浮雕图案。光刻胶包括第一光致酸产生剂和溶解度改变剂。在步骤1102中，将可脱保护树脂沉积在浮雕图案的开口中。
[0102]
在步骤1103中，将溶解度改变剂激活。步骤1104包括将溶解度改变剂从浮雕图案的结构扩散预定距离到可脱保护树脂中以通过脱保护可脱保护树脂在可脱保护树脂中形成可溶区域。可溶区域可溶于预定显影剂，而浮雕图案保持不溶于预定显影剂。步骤1103和1104可以同时、分别或部分重叠进行。在步骤1105中，然后用预定显影剂对衬底进行显影以去除外覆层的可溶区域。
[0103]
在前述描述中，已经陈述了具体细节，诸如处理系统的特定几何形状以及对其中使用的各种部件和工艺的描述。然而，应当理解，可以在脱离这些具体细节的其他实施例中
实践本文中的技术，并且这样的细节是出于解释而非限制的目的。已经参考附图描述了本文披露的实施例。类似地，出于解释的目的，已经陈述了具体数字、材料和配置以便提供透彻的理解。
[0104]
已将各种技术描述为多个不连续的操作以辅助理解各种实施例。描述的顺序不应被解释为暗指这些操作必需依赖于顺序。实际上，这些操作不需要以呈现的顺序执行。可以以与所描述的实施例的顺序不同的顺序来执行所描述的操作。在附加实施例中，可以执行各种附加操作和/或可以省略所描述的操作。
[0105]
如本文所使用的，“衬底”或“目标衬底”通常是指根据本发明被加工的对象。衬底可以包括器件(特别是半导体或其他电子器件)的任何材料部分或结构，并且可以例如是基础衬底结构(诸如半导体晶片、掩模版)、或基础衬底结构上的层或上覆于基础衬底结构的层(诸如薄膜)。因此，衬底不限于已图案化或未图案化的任何特定基础结构、底层或上覆层，而是设想为包括任何这样的层或基础结构、以及层和/或基础结构的任何组合。该描述可以参考特定类型的衬底，但这仅出于说明性目的。
[0106]
这里总结了本发明的示例实施例。从说明书的整体以及本文提出的权利要求中也可以理解其他实施例。
[0107]
示例1.一种图案化衬底的方法，该方法包括：在由衬底支撑的浮雕图案的开口中沉积外覆层，该浮雕图案包括溶解度改变剂和对该溶解度改变剂敏感的第一可脱保护单体，该外覆层包括对该溶解度改变剂敏感的第二可脱保护单体，其中该浮雕图案包括相对于预定显影剂的第一溶解度阈值并且该外覆层包括低于该第一溶解度阈值的相对于该预定显影剂的第二溶解度阈值；激活该溶解度改变剂以至少达到该外覆层的该第二溶解度阈值，而不达到该浮雕图案的该第一溶解度阈值；将该溶解度改变剂从该浮雕图案的结构扩散预定距离到该外覆层中以在该外覆层中形成可溶区域，这些可溶区域可溶于该预定显影剂，而该浮雕图案保持不溶于该预定显影剂；以及用该预定显影剂对该衬底进行显影以去除该外覆层的这些可溶区域。
[0108]
示例2.如示例1所述的方法，其中，该溶解度改变剂是热致酸产生剂，并且其中，激活该溶解度改变剂包括向该衬底施加热量以激活该溶解度改变剂。
[0109]
示例3.如示例2所述的方法，其进一步包括：在该衬底上形成该浮雕图案，该浮雕图案进一步包括不同于该溶解度改变剂的光致酸产生剂，其中，形成该浮雕图案包括通过将光刻胶层暴露于光化辐射以激活该光致酸产生剂来从该光刻胶层形成该浮雕图案。
[0110]
示例4.如示例2所述的方法，其进一步包括：在该衬底上形成该浮雕图案，该溶解度改变剂也是光致酸产生剂，其中，形成该浮雕图案包括通过将光刻胶层暴露于光化辐射以激活该溶解度改变剂来从该光刻胶层形成该浮雕图案。
[0111]
示例5.如示例1所述的方法，其中，该溶解度改变剂是在第一波长下激活的第一光致酸产生剂，该浮雕图案进一步包括在不同于该第一波长的第二波长下激活的第二光致酸产生剂，并且激活该溶解度改变剂包括将该第一光致酸产生剂暴露于包括该第一波长的光化辐射以激活该第一光致酸产生剂。
[0112]
示例6.如示例1和2之一所述的方法，其中，该溶解度改变剂包括光可破坏猝灭剂。
[0113]
示例7.如示例6所述的方法，其中，该光可破坏猝灭剂是樟脑磺酸。
[0114]
示例8.如示例1至7之一所述的方法，其中，该外覆层包括可显影底部抗反射涂层。
[0115]
示例9.如示例1至8之一所述的方法，其中，该第一可脱保护单体包括甲基丙烯酸甲基-金刚烷基酯、甲基丙烯酸异金刚烷基酯或丙烯酸叔丁酯。
[0116]
示例10.如示例1至9之一所述的方法，其中，该第二可脱保护单体包括缩醛或酯官能度。
[0117]
示例11.如示例1至10之一所述的方法，其中，该预定显影剂包括四甲基氢氧化铵。
[0118]
示例12.一种图案化衬底的方法，该方法包括：在由衬底支撑的浮雕图案的开口中沉积外覆层，该浮雕图案包括溶解度改变剂和具有第一激活能的第一可脱保护单体，并且该外覆层包括具有第二激活能的第二可脱保护单体，该第一激活能高于该第二激活能；在不脱保护该第一可脱保护单体的情况下脱保护该第二可脱保护单体以通过激活该溶解度改变剂并将该溶解度改变剂从该浮雕图案的结构扩散预定距离到该外覆层中而在该外覆层中形成可溶区域，这些可溶区域可溶于预定显影剂，而该浮雕图案保持不溶于该预定显影剂；以及用该预定显影剂对该衬底进行显影以去除该外覆层的这些可溶区域。
[0119]
示例13.如示例12所述的方法，其中，该溶解度改变剂是热致酸产生剂，并且其中，激活该溶解度改变剂包括向该衬底施加热量以激活该溶解度改变剂。
[0120]
示例14.如示例12所述的方法，其中，该溶解度改变剂是光致酸产生剂，并且其中，激活该溶解度改变剂包括将该光致酸产生剂暴露于光化辐射以激活该光致酸产生剂。
[0121]
示例15.如示例12和13之一所述的方法，其中，该溶解度改变剂包括光可破坏猝灭剂。
[0122]
示例16.一种图案化衬底的方法，该方法包括：通过将光刻胶暴露于包括第一波长的光化辐射以激活第一光致酸产生剂而在衬底上从光刻胶层形成浮雕图案，该光刻胶包括该第一光致酸产生剂和溶解度改变剂；在该浮雕图案的开口中沉积可脱保护树脂；激活该溶解度改变剂；将该溶解度改变剂从该浮雕图案的结构扩散预定距离到该可脱保护树脂中以通过脱保护该可脱保护树脂在该可脱保护树脂中形成可溶区域，这些可溶区域可溶于预定显影剂，而该浮雕图案保持不溶于该预定显影剂；以及用该预定显影剂对该衬底进行显影以去除该可脱保护树脂的这些可溶区域。
[0123]
示例17.如示例16所述的方法，其中，该溶解度改变剂是热致酸产生剂，并且其中，激活该溶解度改变剂包括向该衬底施加热量以激活该溶解度改变剂。
[0124]
示例18.如示例16所述的方法，其中，该第一光致酸产生剂在该第一波长下激活，该溶解度改变剂是在第二波长下激活的第二光致酸产生剂，并且激活该溶解度改变剂包括将该第二光致酸产生剂暴露于包括该第二波长的光化辐射以激活该第二光致酸产生剂。
[0125]
示例19.如示例16和17之一所述的方法，其中，该溶解度改变剂包括光可破坏猝灭剂。
[0126]
示例20.如示例16至19之一所述的方法，其中，该光刻胶相对于该预定显影剂包括比该可脱保护树脂更高的对比度。
[0127]
尽管已参考说明性实施例描述了本发明，但此描述并非旨在以限制性意义来解释。参考说明书，说明性实施例以及本发明的其他实施例的各种修改和组合对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，所附权利要求旨在涵盖任何这样的修改或实施例。

技术特征：
1.一种图案化衬底的方法，该方法包括：在由衬底支撑的浮雕图案的开口中沉积外覆层，该浮雕图案包括溶解度改变剂和对该溶解度改变剂敏感的第一可脱保护单体，该外覆层包括对该溶解度改变剂敏感的第二可脱保护单体，其中该浮雕图案包括相对于预定显影剂的第一溶解度阈值并且该外覆层包括低于该第一溶解度阈值的相对于该预定显影剂的第二溶解度阈值；激活该溶解度改变剂以至少达到该外覆层的该第二溶解度阈值，而不达到该浮雕图案的该第一溶解度阈值；将该溶解度改变剂从该浮雕图案的结构扩散预定距离到该外覆层中以在该外覆层中形成可溶区域，这些可溶区域可溶于该预定显影剂，而该浮雕图案保持不溶于该预定显影剂；以及用该预定显影剂对该衬底进行显影以去除该外覆层的这些可溶区域。2.如权利要求1所述的方法，其中，该溶解度改变剂是热致酸产生剂，并且其中，激活该溶解度改变剂包括向该衬底施加热量以激活该溶解度改变剂。3.如权利要求2所述的方法，其进一步包括：在该衬底上形成该浮雕图案，该浮雕图案进一步包括不同于该溶解度改变剂的光致酸产生剂，其中，形成该浮雕图案包括通过将光刻胶层暴露于光化辐射以激活该光致酸产生剂来从该光刻胶层形成该浮雕图案。4.如权利要求2所述的方法，其进一步包括：在该衬底上形成该浮雕图案，该溶解度改变剂也是光致酸产生剂，其中，形成该浮雕图案包括通过将光刻胶层暴露于光化辐射以激活该溶解度改变剂来从该光刻胶层形成该浮雕图案。5.如权利要求1所述的方法，其中，该溶解度改变剂是在第一波长下激活的第一光致酸产生剂，该浮雕图案进一步包括在不同于该第一波长的第二波长下激活的第二光致酸产生剂，以及激活该溶解度改变剂包括将该第一光致酸产生剂暴露于包括该第一波长的光化辐射以激活该第一光致酸产生剂。6.如权利要求1所述的方法，其中，该溶解度改变剂包括光可破坏猝灭剂。7.如权利要求6所述的方法，其中，该光可破坏猝灭剂是樟脑磺酸。8.如权利要求1所述的方法，其中，该外覆层包括可显影底部抗反射涂层。9.如权利要求1所述的方法，其中，该第一可脱保护单体包括甲基丙烯酸甲基-金刚烷基酯、甲基丙烯酸异金刚烷基酯或丙烯酸叔丁酯。10.如权利要求1所述的方法，其中，该第二可脱保护单体包括缩醛或酯官能度。11.如权利要求1所述的方法，其中，该预定显影剂包括四甲基氢氧化铵。12.一种图案化衬底的方法，该方法包括：在由衬底支撑的浮雕图案的开口中沉积外覆层，该浮雕图案包括溶解度改变剂和具有第一激活能的第一可脱保护单体，并且该外覆层包括具有第二激活能的第二可脱保护单体，该第一激活能高于该第二激活能；在不脱保护该第一可脱保护单体的情况下脱保护该第二可脱保护单体以通过激活该
溶解度改变剂并将该溶解度改变剂从该浮雕图案的结构扩散预定距离到该外覆层中而在该外覆层中形成可溶区域，这些可溶区域可溶于预定显影剂，而该浮雕图案保持不溶于该预定显影剂；以及用该预定显影剂对该衬底进行显影以去除该外覆层的这些可溶区域。13.如权利要求12所述的方法，其中，该溶解度改变剂是热致酸产生剂，并且其中，激活该溶解度改变剂包括向该衬底施加热量以激活该溶解度改变剂。14.如权利要求12所述的方法，其中，该溶解度改变剂是光致酸产生剂，并且其中，激活该溶解度改变剂包括将该光致酸产生剂暴露于光化辐射以激活该光致酸产生剂。15.如权利要求12所述的方法，其中，该溶解度改变剂包括光可破坏猝灭剂。16.一种图案化衬底的方法，该方法包括：通过将光刻胶暴露于包括第一波长的光化辐射以激活第一光致酸产生剂而在衬底上从光刻胶层形成浮雕图案，该光刻胶包括该第一光致酸产生剂和溶解度改变剂；在该浮雕图案的开口中沉积可脱保护树脂；激活该溶解度改变剂；将该溶解度改变剂从该浮雕图案的结构扩散预定距离到该可脱保护树脂中以通过脱保护该可脱保护树脂在该可脱保护树脂中形成可溶区域，这些可溶区域可溶于预定显影剂，而该浮雕图案保持不溶于该预定显影剂；以及用该预定显影剂对该衬底进行显影以去除该可脱保护树脂的这些可溶区域。17.如权利要求16所述的方法，其中，该溶解度改变剂是热致酸产生剂，并且其中，激活该溶解度改变剂包括向该衬底施加热量以激活该溶解度改变剂。18.如权利要求16所述的方法，其中，该第一光致酸产生剂在该第一波长下激活，该溶解度改变剂是在第二波长下激活的第二光致酸产生剂，以及激活该溶解度改变剂包括将该第二光致酸产生剂暴露于包括该第二波长的光化辐射以激活该第二光致酸产生剂。19.如权利要求16所述的方法，其中，该溶解度改变剂包括光可破坏猝灭剂。20.如权利要求16所述的方法，其中，该光刻胶相对于该预定显影剂包括比该可脱保护树脂更高的对比度。

技术总结
图案化衬底的方法包括在浮雕图案的开口中沉积外覆层。该浮雕图案包括溶解度改变剂和对该溶解度改变剂敏感的可脱保护单体。该外覆层包括对该溶解度改变剂敏感的另一种可脱保护单体。该外覆层相对于预定显影剂的溶解度阈值低于该浮雕图案相对于该显影剂的溶解度阈值。该方法包括激活该溶解度改变剂以至少达到该外覆层的溶解度阈值，而不达到该浮雕图案的溶解度阈值，将该溶解度改变剂从该浮雕图案的结构扩散预定距离到该外覆层中以在该外覆层中形成可溶区域，以及用显影剂对该衬底进行显影以去除该外覆层的这些可溶区域。这些可溶区域可溶于显影剂，而该浮雕图案保持不溶于显影剂。剂。剂。


技术研发人员：迈克尔
受保护的技术使用者：东京毅力科创株式会社
技术研发日：2021.11.30
技术公布日：2023/9/23