用于光刻圖案化的方法與流程

本發明的實施例涉及用于光刻圖案化的方法。

背景技術：

在過去的幾十年中，半導體集成電路(ic)工業已經經歷了快速增長。半導體材料和設計中的技術進步已經產生了越來越小和更復雜的電路。由于涉及處理和制造的技術已經經歷了技術改進，因此這些材料和設計的改進已經成為可能。由于最小組件的尺寸已經減小，因此許多挑戰已經出現。例如，實施更高分辨率光刻圖案化的需求增長。

諸如極紫外線(euv)光刻的技術已被用于支持納米級半導體器件的高分辨率需求。euv光刻采用了euv區域中的輻射(具有約1-100nm的波長)，從而提供了比傳統輻射源(諸如krf和arf)更高的分辨率。然而，實現euv光刻可以提供的所有益處仍存在挑戰。一種挑戰存在于用于euv光刻的光刻膠材料和光刻膠圖案化工藝中。

光刻的常用光刻膠材料是化學增強的光刻膠(car)(包含由酸不穩定基團(alg)保護的主鏈聚合物)。car還包含光產酸劑(在輻射之后產生酸)。諸如在曝光后烘烤工藝中，該酸可以催化alg從主鏈聚合物的裂解。光刻膠的脫保護部分溶解在液體顯影劑中，留下光刻膠的保留部分作為光刻膠圖案。問題可能出現在光刻膠的曝光和顯影期間。例如，曝光期間酸的擴散可能導致圖案化區域的邊緣模糊，因此限制了光刻膠圖案的分辨率和線邊緣粗糙度(ler)。例如，當在液體顯影劑中顯影曝光的光刻膠時，由于光刻膠的高高寬比和顯影劑的表面張力，光刻膠圖案可能會塌陷。

相應地，新型光刻膠和相關的圖案化工藝是期望的。

技術實現要素：

本發明的實施例提供了一種用于光刻圖案化的方法，包括：提供襯底；在所述襯底上方形成沉積增強層(del)；使有機氣體在所述沉積增強層的表面附近流動；在所述有機氣體的流動期間，用圖案化的輻射輻照所述沉積增強層和所述有機氣體，其中，所述有機氣體的元素通過所述圖案化的輻射而聚合，從而在所述沉積增強層上方形成光刻膠圖案；以及用所述光刻膠圖案作為蝕刻掩模蝕刻所述沉積增強層，從而形成圖案化的沉積增強層。

本發明的另一實施例提供了一種用于光刻圖案化的裝置，包括：機構，用于產生圖案化的輻射束；襯底臺，配置為保持襯底；第一供應管，用于使有機氣體在所述襯底的表面附近流動；以及第二供應管，用于使氫氣在所述襯底的所述表面附近流動，其中：所述第一供應管配置為在所述圖案化的輻射束掃描所述襯底的所述表面時使所述有機氣體流動，并且在所述圖案化的輻射束到達所述襯底的邊緣之前，關閉所述有機氣體的流動；以及所述第二供應管配置為當所述第一供應管關閉時使所述氫氣流動，并且當所述第一供應管使所述有機氣體流動時關閉所述氫氣的流動。

本發明的又一實施例提供了一種用于光刻圖案化的方法，包括：將圖案化的輻射直接朝向襯底的表面；在所述襯底的所述表面附近供應有機氣體，其中，所述有機氣體的元素通過所述圖案化的輻射而聚合，從而在所述襯底的所述表面上方形成光刻膠圖案；相對于所述圖案化的輻射移動所述襯底，從而使得所述光刻膠圖案形成為橫跨所述襯底的區域；以及當靠近所述襯底的邊緣形成所述光刻膠圖案時，停止所述有機氣體的供應。

附圖說明

當結合附圖進行閱讀時，從以下詳細描述可最佳理解本發明的各個方面。應該強調，根據工業中的標準實踐，各個部件未按比例繪制并且僅用于說明的目的。實際上，為了清楚的討論，各個部件的尺寸可以任意地增大或減小。

圖1示出了根據本發明的各個方面的光刻圖案化方法的流程圖。

圖2a、2b、2c、2d和2e示出了根據實施例的根據圖1的方法形成目標圖案的截面圖。

圖3、4a、4b和4c示出了根據一些實施例的通過圖1的方法可以利用的裝置。

圖5示出了根據本發明的各個方面的另一光刻圖案化方法的流程圖。

具體實施方式

以下公開內容提供了許多用于實現所提供主題的不同特征的不同實施例或實例。下面描述了組件和布置的具體實例以簡化本發明。當然，這些僅僅是實例，而不旨在限制本發明。例如，以下描述中，在第二部件上方或者上形成第一部件可以包括第一部件和第二部件直接接觸形成的實施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之間可以形成額外的部件，從而使得第一部件和第二部件可以不直接接觸的實例。此外，本發明可在各個實施例中重復參考標號和/或字符。該重復是為了簡單和清楚的目的，并且其本身不指示所討論的各個實施例和/或配置之間的關系。

而且，為便于描述，在此可以使用諸如“在…之下”、“在…下方”、“下部”、“在…之上”、“上部”等空間相對術語，以描述如圖所示的一個元件或部件與另一個(或另一些)原件或部件的關系。除了圖中所示的方位外，空間相對術語旨在包括器件在使用或操作中的不同方位。裝置可以以其他方式定向(旋轉90度或在其他方位上)，而本文使用的空間相對描述符可以同樣地作出相應的解釋。

本發明通常涉及用于半導體器件制造的方法，以及更具體地，涉及使用新型光刻膠的光刻圖案化。根據本發明的方面。新型光刻膠包括有機氣體。因此，它是氣相光刻膠。新型光刻膠流動至或以其它方式提供至圖案化表面。相反地，傳統光刻膠材料是液體并且通常旋涂至圖案化表面。根據本發明的方面，用圖案化的輻射(諸如圖案化的euv輻射或圖案化的電子束(e-beam))輻照氣相光刻膠。氣相光刻膠的元素在輻射之后聚合，從而在圖案化表面上方沉積光刻膠圖案。根據本發明的實施例，沉積光刻膠圖案而沒有car情況下的這種酸擴散并且不用經受液體顯影劑的顯影工藝。因此，與傳統光刻膠圖案相比，光刻膠圖案具有更高的分辨率和更低的ler，并且不用遭受與傳統光刻膠圖案相關的圖案塌陷問題。之后，將光刻膠圖案用作隨后蝕刻工藝中的蝕刻掩模，將圖案轉移至下面的圖案化層。新型氣相光刻膠和相關的圖案化工藝良好地適用于先進的光刻工藝(包括euv光刻和電子束光刻)。

圖1是根據本發明的各個方面的圖案化襯底(例如，半導體晶圓)的方法100的流程圖。可以全部或部分地通過采用euv光刻、電子束光刻和其它先進的光刻工藝的系統實施方法100以提高圖案尺寸準確度。在本實施例中，euv光刻用作主要實例。在方法100之前、期間和之后可以提供額外的操作，并且對于方法的額外的實施例，可以替換、消除或重新定位所描述的一些操作。方法100為實例，并且除了在權利要求中明確敘述的，方法100不旨在限制本發明。以下結合圖2a至圖2e描述方法100，其中，通過使用方法100的實施例制造半導體器件200。半導體器件200可以是ic處理期間制造的中間器件或它們的部分，并且可以包括sram和/或其它邏輯電路、無源組件(諸如電阻器、電容器和電感器)和有源組件(諸如p-型fet(pfet)、n-型fet(nfet)、鰭式fet(finfet)、其它多柵極fet、金屬氧化物半導體鰭式場效應晶體管(mosfet)、互補金屬氧化物半導體(cmos)晶體管、雙極型晶體管、高壓晶體管、高頻晶體管、其它存儲器單元和它們的組合)。

方法100(圖1)在操作102中提供了襯底202(圖2a)。參照圖2a，襯底202包括材料或組分的一層或多層。在實施例中，襯底202是半導體襯底(例如，晶圓)。在另一實施例中，襯底202包括晶體結構的硅。在可選實施例中，襯底202包括其它元素半導體(諸如鍺)；化合物半導體(包括碳化硅、砷化鎵、磷化鎵、磷化銦、砷化銦和/或銻化銦)；合金半導體(包括sige、gaasp、alinas、algaas、gainas、gainp和/或gainasp)；或它們的組合。襯底202可以包括絕緣體上硅(soi)襯底(被應變或受到應力以用于性能增強)、包括外延區域、包括隔離區域、包括摻雜區域、包括一個或多個半導體器件或它們的部分、包括導電和/或非導電層和/或包括其它合適的部件和層。

在本實施例中，襯底202包括圖案化層204。在實施例中，圖案化層204是包括材料(諸如非晶硅(a-si)、氧化硅、氮化硅(sin)、氮化鈦或其它合適的材料或組分)的硬掩模層。在各個實施例中，圖案化層204可以包括介電層(諸如高k介電層、柵極層、硬掩模層、界面層、覆蓋層、擴散阻擋層、導電層、其它合適的層和/或它們的組合)。

在另一實施例中，襯底202是可以包括低熱膨脹材料(諸如石英、硅、碳化硅或氧化硅氧化鈦化合物)的掩模襯底。繼續這個實例，襯底202可以是用于制成深紫外(duv)掩模、極紫外線(euv)掩模或其它類型的掩模的掩模襯底。

方法100(圖1)進入操作104，在襯底202(圖2b)上方形成材料層206(圖2b)。在本實施例中，材料層206用于增強根據本發明構建的新型氣相光刻膠的沉積。因此，材料層206也稱為沉積增強層(del)206。在一些實施例中，光刻膠圖案的沉積速率取決于氣相光刻膠的材料和del206的材料。在實施例中，del206具有euv輻射的高吸收并且當由euv輻射輻照時，能夠產生二次電子。二次電子促進氣相光刻膠的聚合。

在實施例中，del206包括諸如金屬ru的層的釕(ru)。本發明的發明者已經觀察到包括ru的del206上方的光刻膠圖案的高沉積速率(或生長速率)。在可選實施例中，del206可以包括金屬ru的氧化物或具有ru原子的金屬復合物。可選地或額外地，del206可以包括諸如ce、la、sb、pb、hf、zr、ti、cr、w、mo、fe、os、co、rh、ir、ni、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、al、ga、tl、ge、sn和bi的金屬。例如，del206可以包括金屬、金屬氧化物或具有金屬原子的金屬復合物的層。

在實施例中，del206包括具有選自由-i、-br和-cl組成的組中的官能團的聚合物。在另一實施例中，del206包括具有選自由-nh2、-cooh、-oh、-sh、-n3和-s(＝o)-組成的組中的官能團的聚合物。在又另一實施例中，del206包括具有選自由烯烴、炔烴、亞胺、醚、乙烯基醚、縮醛、半縮醛、酯、醛、酮、酰胺、砜、乙酸、氰化物和丙二烯組成的組中的官能團的聚合物。在每個上述實施例中，聚合物可以具有非環狀結構或環狀結構，并且環狀結構可以是芳環或非芳環。

在實施例中，del206的厚度“h”可以根據預期的用途選擇。在實施例中，del206主要用于在其上沉積光刻膠圖案，同時將光刻膠圖案用作蝕刻襯底202的主要的蝕刻掩模。繼續這個實施例，del206可以沉積為相對薄層(例如，“h”為10納米(nm)或更少)，只要它足夠產生二次電子。在另一實施例中，del206不僅用于在其上沉積光刻膠圖案，而且也用作蝕刻襯底202的蝕刻掩模。繼續這個實施例，為了成為蝕刻掩模的目的，del206可以沉積為相對厚層(例如，“h”在從30nm至50nm的范圍)。

在一些實施例中，根據選擇的用于del206的材料，可以使用化學汽相沉積(cvd)、等離子增強cvd、物理汽相沉積(pvd)、原子層沉積(ald)、旋涂、鍍或其它合適的沉積技術在襯底202上方形成del206。

方法100(圖1)進入操作106，在del206的頂面附近流動或供應有機氣體212(圖2c)。參照圖2c，在本實施例中，有機氣體212流過供應管210(配置為控制有機氣體212的流量和流動方向)。有機氣體212的元素吸附至del206的表面并且進一步在供應點的附近區域擴散開。

當有機氣體212被供應至del206的表面時，方法100(圖1)進入操作108以用圖案化的輻射(或圖案化的輻射光束)208(圖2c)輻照有機氣體212和del206。參照圖2c，圖案化的輻射208、有機氣體212和del206共同在del206上方沉積了光刻膠圖案214。沉積的機理可以解釋如下。在實施例中，輻射208是諸如euv射線或電子束的高能量輻射。del206吸收輻射208的一些能量，從而產生二次電子。同時，在被暴露于輻射208之后，有機氣體212經受聚合反應。聚合反應可以由從del206釋放的二次電子促進和增強。聚合反應導致了光刻膠圖案214的沉積。此外，例如，通過使用euv掩模或無掩模圖案化工藝，用ic設計布局的圖案圖案化輻射208。因此，僅del206的表面的某些區域由輻射208輻照，并且在這些區域中，沉積光刻膠圖案214。

在實施例中，有機氣體212包括使聚合可能的活性位點或交聯基團。有機氣體212的一些元素可以是感光的。例如，它們可以吸收輻射208并且產生二次電子。在實施例中，有機氣體212包括具有一個或多個交聯基團的有機分子。例如，交聯基團可以包括具有至少一個感光官能團的c3-c20烷基(具有三個至二十個碳原子的烷基)。在進一步實施例中，感光官能團選自由環氧基、偶氮化合物、烷基鹵化物、亞胺、烯、炔、過氧化氫、酮、醛、丙二烯、芳基和雜環基組成的組中。此外，芳基可以包括苯基、萘基、菲基、蒽基、那烯基和具有一至五元環的其它芳族衍生物。

在實施例中，有機氣體212包括具有選自由-i、-br和-cl組成的組中的官能團的有機分子。在另一實施例中，有機氣體212包括具有選自由-nh2、-cooh、-oh、-sh、-n3和-s(＝o)-組成的組中的官能團的有機分子。在又另一實施例中，有機氣體212包括具有選自由烯烴、炔烴、亞胺、醚、乙烯基醚、縮醛、半縮醛、酯、醛、酮、酰胺、砜、乙酸、氰化物和丙二烯組成的組中的官能團的有機分子。有機氣體212的分子的化學結構可以是環狀或非環狀。環狀結構可以是芳環或非芳環。

在另一實施例中，有機氣體212包括金屬復合物，其中，金屬復合物的金屬原子可以選自由ce、la、sb、bi、pb、hf、zr、ti、cr、w、mo、fe、ru、os、co、rh、ir、ni、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、al、ga,tl、ge和sn組成的組中。繼續這個實施例，金屬復合物的配體具有選自由-i、-br和-cl組成的組中的官能團。在可選實施例中，金屬復合物的配體具有選自由-nh2、-cooh、-oh、-sh、-n3和-s(＝o)-組成的組中的官能團。在又另一可選實施例中，金屬復合物的配體具有選自由烯烴、炔烴、亞胺、醚、乙烯基醚、縮醛、半縮醛、酯、醛、酮、酰胺、砜、乙酸、氰化物和丙二烯組成的組中的官能團。

在各個實施例中，有機氣體212的分子量可以在從30至10,000g/mol的范圍。在實施例中，選擇有機氣體212的流量以便于批量生產。例如，有機氣體212的流量可以選擇為在從10,000至100,000標準立方厘米每分鐘(sccm)的范圍內。在各個實施例中，有機氣體212的流量可以在從10至100,000sccm的范圍內。本發明的發明者已經觀察到沉積環境中的有機氣體212的更高壓力通常導致光刻膠圖案214的更快的沉積，并且有機氣體212的更高的流量通常導致它的更高的壓力。

如上描述的，光刻膠圖案214的形成沒有經受與傳統car基光刻膠圖案相關的酸擴散工藝。因此，與傳統car基光刻膠圖案相比，它提供了更高的分辨率以及更平滑的邊緣和側壁。此外，光刻膠圖案214直接沉積在襯底202上方而不用被液體顯影劑顯影，從而降低了使用傳統car基光刻膠圖案的可見的圖案塌陷問題的可能性。

方法100(圖1)進入操作110以將圖案從光刻膠圖案214轉移至襯底202。在實施例中，操作110包括用光刻膠圖案214作為蝕刻掩模蝕刻del206，從而形成圖案化的del206(圖2d)。在這個操作過程中，可以部分地消耗光刻膠圖案214。之后，操作110還包括用圖案化的del206以及可能的光刻膠圖案214作為蝕刻掩模(圖2e)蝕刻襯底202。在另一實施例中，操作110包括使用光刻膠圖案214作為蝕刻掩模蝕刻del206和襯底202。

作為操作110的結果，該圖案從光刻膠圖案214轉移至襯底202的圖案化層204(圖2e)。del206和襯底202的蝕刻可以使用干(等離子體)蝕刻、濕蝕刻、和/或其它蝕刻方法。例如，干蝕刻工藝可以采用含氧氣體、含氟氣體(例如，cf4、sf6、ch2f2、chf3和/或c2f6)、含氯氣體(例如，cl2、chcl3、ccl4、和/或bcl3)、含溴氣體(例如，hbr和/或chbr3)、含碘氣體、其它合適的氣體和/或等離子體和/或它們的組合。例如，濕蝕刻工藝可以包括稀釋的氫氟酸(dhf)；氫氧化鉀(koh)溶液；氨水；含氫氟酸(hf)溶液、硝酸(hno3)和/或乙酸(ch3cooh)；或其它合適的濕蝕刻劑中的蝕刻。在del206和圖案化層204的蝕刻期間，可以部分地或完全地消耗光刻膠圖案214。

方法100(圖1)進入操作112以襯底202上形成最終圖案或ic器件。在實施例中，襯底202是半導體襯底并且方法100進入形成鰭式場效應晶體管(finfet)結構。在這個實施例中，操作112在半導體襯底202中形成了多個有源鰭。由于光刻膠圖案214的光滑的邊緣和側壁，因此有源鰭具有均勻的寬度和長度。在另一實施例中，方法100進入在半導體襯底202中形成多個柵電極。由于光刻膠圖案214的質量，因此該柵電極具有均勻的柵極長度。方法100還可以形成柵極間隔件、源極/漏極區域、用于柵極/源極/漏極部件的接觸件等。在另一實施例中，目標圖案將形成為多層互連結構中的金屬線。例如，可以在襯底202(已經由操作110蝕刻以包括多個溝槽)的層間介電(ild)層中形成金屬線。方法100進入用導電材料(諸如金屬)填充溝槽；并且使用諸如化學機械平坦化(cmp)的工藝拋光導電材料以暴露圖案化的ild層，從而在ild層中形成金屬線。根據本發明的各個方面，上述是可以使用方法100制成和/或改進的器件/結構的非限制性實例。

圖3是根據本發明的方面的euv光刻系統300的示意圖。euv光刻系統300可以用于實施方法100的一些操作(諸如操作106和108)。參照圖3，euv光刻系統300包括產生輻射208的輻射源302、聚光光學系統306、其上固定euv掩模308的掩模臺310、投射光學系統312和固定包括襯底202和del206的器件200的襯底臺314。euv光刻系統300還包括在del206的頂面附近供應有機氣體212的供應管210。其它配置和項目的包含或省略可以是可能的。在本發明中，euv光刻系統300可以是光刻機或掃描儀。以下將簡單的描述euv光刻系統300的各個組件。

輻射源302提供了具有euv范圍內的波長(諸如約1-100nm)的輻射208。在一個實例中，輻射208具有約13.5nm的波長。在實施例中，輻射源302可以使用激光產生的等離子體(lpp)以產生輻射208。聚光光學系統306包括多層涂布收集器和多個掠入射反射鏡。聚光光學系統306配置為收集和塑造輻射208并且提供輻射208至掩模308的狹縫。掩模308(也稱為光刻掩模或中間掩模)包括一個或多個目標ic器件的圖案。掩模308向輻射208提供了圖案化的投影，之后，該輻射變成了圖案化的輻射208。在本實施例中，掩模308是反射掩模，并且可以結合分辨率增強技術(諸如相移技術和/或光學鄰近校正)。掩模臺310上固定了掩模308(諸如通過真空)，并且在euv光刻系統300的對準、聚焦、調平和沉積操作期間提供了掩模308的精確位置和移動。

投射光學系統312包括一個或多個透鏡和多個反射鏡。該透鏡可以具有小于一倍的放大倍率，從而減小了掩模308至器件200(具體地，至del206)的圖案化的投影。在euv光刻系統300的對準、聚焦、調平和沉積操作期間，器件200由提供器件200的精確位置和移動的襯底臺314固定，從而使得掩模308的圖案化的投影輻照在del206上。襯底臺314還可以相對于供應管210和圖案化的輻射208移動器件200，從而使得光刻膠圖案214沉積(或生長)為橫跨del206的區域。

圖4a、圖4b和圖4c還示出了euv光刻系統300的一些組件以及橫跨器件200的頂面沉積光刻膠圖案214中的它們的移動。圖4a示出了部分euv光刻系統300的頂視圖，而圖4b和圖4c示出了euv光刻系統300的側視圖。

共同參照圖4a、圖4b和圖4c，euv光刻系統300包括用于監測輻射光束208的能級的狹縫傳感器316。在這個實施例中，狹縫傳感器316在靠近器件200(例如，晶圓)的邊緣的位置處與襯底臺314集成。euv光刻系統300還包括用于供應氣體流318(在本實施例中為氫氣)的機構。氫氣對euv輻射208吸收較少并且可以用于減小聚合反應的副產物對euv光刻系統300(圖3)的各個組件的污染。euv光刻系統300還包括使氣體322(圖4c)流動至del206的表面的供應管320。在這個實施例中，氣體322是氫氣。在本實施例中，如下一段落中說明的，供應管320配置為與供應管210和圖案化的輻射208協同工作以減小狹縫傳感器316的污染。同樣如圖4a至圖4c所示，euv光刻系統300還包括用于將廢氣和/或污染物排出euv光刻系統300的的排氣線324。在本實施例中，排氣線324配置在襯底臺314周圍，并且通過排氣線324以及通過排氣線324和襯底臺314之間的間隙排出污染物。

如圖4b所示，圖案化的輻射208輻照器件200(具有del206作為其頂層)的區域(例如，處于或靠近器件200的中心)。同時，供應管210朝向相同區域的附近流動有機氣體212。如上所述，由于聚合反應，從而在輻照的區域中沉積光刻膠圖案214(圖2c)。同時關閉供應管320，即，供應管320不向器件200的表面供應氣體322。

在本實施例中，器件200相對于輻射208和供應管210和320移動，從而使得光刻膠圖案214根據將轉移的ic圖案沉積為橫跨器件200的區域。可以通過襯底臺314實施器件200的移動。

參照圖4c，當靠近器件200的邊緣(如圖4c中所示的遠離器件200的邊緣e為距離326的點d)沉積光刻膠圖案214時，關閉供應管210并且打開供應管320。氣體322(例如，氫氣)流動至器件200的表面以清除任何有機氣體的殘余物。因此，沒有在d和e之間的區域(包括邊緣e處)沉積光刻膠圖案214。隨后，當輻射208處于或靠近狹縫傳感器316時，沒有有機氣體212或僅微不足道的量的有機氣體212存在于狹縫傳感器316的附近。這有利于防止狹縫傳感器316受到有機氣體212或它的衍生物的污染。

圖5示出了使用光刻系統(諸如euv光刻系統300)的光刻圖案化的方法400。以下使用euv光刻系統300作為示例性系統簡單討論了方法400。

在操作402中，方法400在襯底臺314(例如，圖4a)上固定襯底200(例如，晶圓)。在本實施例中，襯底200具有作為其頂層的del206。在操作404中，方法400直接將圖案化的輻射208朝向襯底200的表面(例如，圖4b)。在操作406中，方法400使有機氣體212在襯底200的表面附近流動(例如，圖4b)。因此，光刻膠圖案214(例如，圖2c)沉積在襯底200上方。在操作408中，方法400相對于圖案化的輻射208移動襯底200以掃描襯底的區域。該移動由襯底臺314驅動。在實施例中，通過供應管(它的位置可以相對于圖案化的輻射208固定)供應有機氣體流212。在操作410中，方法400在光刻膠圖案214沉積在襯底200的邊緣之前停止有機氣體流。在實施例中，方法400還包括當停止有機氣體流時，使氫氣流動至襯底的表面。

有利地，方法400控制了形成和沉積光刻膠圖案214的位置。相反地，傳統car基光刻膠旋涂至襯底200的整個表面。橫跨表面(具體在襯底200的中心和邊緣之間)的這種旋涂的光刻膠層的厚度有時是不均勻的。不均勻的厚度可能導致圖案化問題(諸如過度曝光、曝光不足、過度顯影和/或顯影不足)。在本實施例中，方法400克服了這些問題，因為除其它因素外，光刻膠圖案214僅形成在期望的地方(諸如遠離邊緣)，并且光刻膠圖案214為直接沉積并且沒有經受顯影工藝。

雖然不旨在限制，但本發明的一個或多個實施例提供了半導體器件及其形成的許多益處。例如，根據本發明形成的光刻膠圖案提供了具有接近均勻臨界尺寸的平滑的邊緣和側壁，這對于先進的光刻(諸如euv光刻或電子束光刻)是高度期望的。本發明的實施例能夠在選擇的襯底的區域中沉積光刻膠圖案，從而減小與光刻膠材料和光刻膠顯影工藝相關的成本。

在一個示例性方面，本發明針對用于光刻圖案化的方法。該方法包括提供襯底，在襯底上方形成沉積增強層(del)并且使有機氣體在del的表面附近流動。在有機氣體的流動期間，該方法還包括用圖案化的輻射輻照del和有機氣體。有機氣體的元素通過圖案化的輻射而聚合，從而在del上方形成光刻膠圖案。該方法還包括用光刻膠圖案作為蝕刻掩模蝕刻del，從而形成圖案化的del。在實施例中，該方法還包括用圖案化的del和光刻膠圖案的至少一個作為蝕刻掩模蝕刻襯底。

在上述方法中，其中，所述沉積增強層包括ru。

在上述方法中，其中，所述沉積增強層包括ce、la、sb、pb、hf、zr、ti、cr、w、mo、fe、os、co、rh、ir、ni、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、al、ga、tl、ge、sn和bi的一種。

在上述方法中，其中，所述沉積增強層包括具有選自由-i、-br和-cl組成的組中的官能團的聚合物。

在上述方法中，其中，所述沉積增強層包括具有選自由-nh2、-cooh、-oh、-sh、-n3和-s(＝o)-組成的組中的官能團的聚合物。

在上述方法中，其中，所述沉積增強層包括具有選自由烯烴、炔烴、亞胺、醚、乙烯基醚、縮醛、半縮醛、酯、醛、酮、酰胺、砜、乙酸、氰化物和丙二烯組成的組中的官能團的聚合物。

在上述方法中，其中，所述沉積增強層包括選自由ce、la、sb、pb、hf、zr、ti、cr、w、mo、fe、ru、os、co、rh、ir、ni、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、al、ga、tl、ge、sn和bi組成的組中的金屬和金屬的氧化物。

在上述方法中，其中，所述沉積增強層包括具有選自由ce、la、sb、pb、hf、zr、ti、cr、w、mo、fe、ru、os、co、rh、ir、ni、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、al、ga、tl、ge、sn和bi組成的組中的金屬的金屬復合物。

在上述方法中，其中，所述有機氣體包括具有一個或多個交聯基團的有機分子。

在上述方法中，其中，所述有機氣體包括具有一個或多個交聯基團的有機分子，所述一個或多個交聯基團包括具有至少一個感光官能團的c3-c20烷基。

在上述方法中，其中，所述有機氣體包括具有一個或多個交聯基團的有機分子，所述一個或多個交聯基團包括具有至少一個感光官能團的c3-c20烷基，所述感光官能團選自由環氧基、偶氮化合物、烷基鹵化物、亞胺、烯、炔、過氧化氫、酮、醛、丙二烯、芳基和雜環基組成的組中。

在上述方法中，其中，所述有機氣體包括具有一個或多個交聯基團的有機分子，所述一個或多個交聯基團包括具有至少一個感光官能團的c3-c20烷基，所述感光官能團選自由環氧基、偶氮化合物、烷基鹵化物、亞胺、烯、炔、過氧化氫、酮、醛、丙二烯、芳基和雜環基組成的組中，所述芳基可以包括苯基、萘基、菲基、蒽基、那烯基和具有一至五元環的其它芳族衍生物。

在上述方法中，其中，所述有機氣體包括具有選自由-i、-br和-cl組成的組中的官能團的有機分子。

在上述方法中，其中，所述有機氣體包括具有選自由-nh2、-cooh、-oh、-sh、-n3和-s(＝o)-組成的組中的官能團的有機分子。

在上述方法中，其中，所述有機氣體包括具有選自由烯烴、炔烴、亞胺、醚、乙烯基醚、縮醛、半縮醛、酯、醛、酮、酰胺、砜、乙酸、氰化物和丙二烯組成的組中的官能團的有機分子。

在上述方法中，其中，所述有機氣體包括金屬復合物，其中，所述金屬復合物具有ce、la、sb、bi、pb、hf、zr、ti、cr、w、mo、fe、ru、os、co、rh、ir、ni、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、al、ga、tl、ge或sn的金屬原子。

在上述方法中，其中，所述有機氣體包括金屬復合物，其中，所述金屬復合物具有ce、la、sb、bi、pb、hf、zr、ti、cr、w、mo、fe、ru、os、co、rh、ir、ni、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、al、ga、tl、ge或sn的金屬原子，所述金屬復合物的配體具有選自由-i、-br、-cl、-nh2、-cooh、-oh、-sh、-n3、-s(＝o)-、烯烴、炔烴、亞胺、醚、乙烯基醚、縮醛、半縮醛、酯、醛、酮、酰胺、砜、乙酸、氰化物和丙二烯組成的組中的官能團。

在上述方法中，其中，所述有機氣體包括金屬復合物，其中，所述金屬復合物具有ce、la、sb、bi、pb、hf、zr、ti、cr、w、mo、fe、ru、os、co、rh、ir、ni、pd、pt、cu、ag、au、zn、cd、al、ga、tl、ge或sn的金屬原子，所述圖案化的輻射是圖案化的euv束或圖案化的電子束。

在另一示例性方面，本發明針對用于光刻圖案化的裝置。該裝置包括用于產生圖案化的輻射束的機構、配置為保持襯底的襯底臺、使有機氣體在襯底的表面附近流動的第一供應管以及將使氫氣在襯底的表面附近流動的第二供應管。第一供應管配置為在圖案化的輻射束掃描襯底的表面時使有機氣體流動，并且在圖案化的輻射束到達襯底的邊緣之前關閉有機氣體的流動。第二供應管配置為在第一供應管關閉時使氫氣流動并且當第一供應管使有機氣體流動時關閉氫氣的流動。在實施例中，圖案化的輻射束引起了有機氣體的聚合，從而在襯底上方沉積光刻膠圖案。

在另一示例性方面，本發明針對用于光刻圖案化的方法。該方法包括將圖案化的輻射直接朝向襯底的表面并且在襯底的表面附近供應有機氣體，有機氣體的元素通過圖案化的輻射而聚合，從而在襯底的表面上方形成光刻膠圖案。該方法還包括相對于圖案化的輻射移動襯底，從而使得光刻膠圖案形成為橫跨襯底的區域。該方法還包括當形成靠近襯底的邊緣的光刻膠圖案時，停止有機氣體的供應。在實施例中，該方法還包括在停止有機氣體的供應之后，使氫氣流動。

上面概述了若干實施例的特征，使得本領域人員可以更好地理解本發明的方面。本領域人員應該理解，他們可以容易地使用本發明作為基礎來設計或修改用于實施與本人所介紹實施例相同的目的和/或實現相同優勢的其他工藝和結構。本領域技術人員也應該意識到，這種等同構造并不背離本發明的精神和范圍，并且在不背離本發明的精神和范圍的情況下，本文中他們可以做出多種變化、替換以及改變。