形成用於半導體元件的目標圖案的方法與流程

2023-10-05 23:47:34 1

本發明涉及形成用於半導體元件的目標圖案的方法。

背景技術：

半導體集成電路(integrated circuit，IC)工業已經歷指數增長。IC材料及設計中的技術進步已產生多代IC，其中各代IC具有比上代更小及更複雜的電路。基本上，在IC演變過程中的功能密度(亦即，單位晶片面積互連元件的數目)已經增加，同時幾何尺寸(亦即，可使用製造工藝形成的最小元件(或接線))已經縮減。此比例縮小的過程基本上是通過增加生產效率及降低有關成本來提供益處，但是，這樣的比例縮小亦增加了處理及製造IC的複雜度。

例如，當光學微影技術(optical lithography)接近其工藝及經濟極限時，出現一種定向自組裝(DSA)工藝作為用於圖案化密集特徵的潛在候選工藝。當遇到目前製造的限制時，DSA工藝可利用材料(諸如嵌段共聚物)的自組裝性質以達到納米尺度尺寸。典型的DSA工藝需要一導引圖案來「導引」自組裝工藝。導引圖案的均勻性及精確性大大地影響自組裝聚合物特徵的品質以及最終的圖案密度。因此，需要具有精確的臨界尺寸(critical dimension，CD)的導引圖案。

技術實現要素：

本發明的一態樣為一種形成用於一半導體元件的一目標圖案的方法，方法包含：接收一基板；通過執行包括一第一定向自組裝工藝的一工藝在基板上形成一導引圖案，其中第一DSA工藝導致在基板上形成一第一共聚物層，第一共聚物層包括一第一成分聚合物及一第二成分聚合物，且導引圖案對應於第一成分聚合物；以及使用導引圖案在基板上執行一第二DSA工藝。

以下結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述，但不作為對本發明的 限定。

附圖說明

搭配相對應的圖示閱讀下列詳細的敘述，可以更清晰地了解本揭示案，應該注意的是，根據在工業中的標準慣例，多種特徵並不會依實際的尺寸來繪製，事實上，為了更清楚地進行討論，多種特徵的尺寸可能被任意的增大或縮小。

圖1繪示根據本揭示案的多個態樣製造半導體元件的方法的流程圖；

圖2A及圖2B繪示根據圖1的方法的實施例製造半導體元件的方法的流程圖；

圖3A至圖3M為根據一些實施例，根據圖2A及圖2B的方法形成半導體元件的剖視圖；

圖4A及圖4B繪示根據圖1的方法的另一實施例製造半導體元件的方法的流程圖；

圖5A至圖5J為根據一些實施例，根據圖4A及圖4B的方法形成半導體元件的剖視圖；

圖6A及圖6B繪示根據圖1的方法的實施例製造半導體元件的方法的流程圖；以及

圖7A至圖7H為根據一些實施例，根據圖6A及圖6B的方法形成半導體元件的透視圖。

其中，附圖標記

100：方法

102、104、106、108、110：操作

200：方法

202、204、206、208、210、212、214、216、218、220、222：操作

300：元件

302：基板

304：層

306：層

306'：經圖案化的層

308：層

310：層

310'：經圖案化的層

312：層

312'：光阻層

313：溝道

314：共聚物材料

316：共聚物層

316A：第一成分共聚物

316B：第二成分共聚物

318：溝道

320：聚合物材料層

322：共聚物層

322'：經圖案化的共聚物層

322A：第一成分共聚物

322B：第二成分共聚物

324：溝道

400：方法

402、404、406、408、410、412、414、416、418、420：操作

500：元件

502：基板

504：材料層

506：材料層

506'：圖案化的材料層

510：第一層

512：第二層

513：溝道

514：共聚物材料

516：共聚物層

516A：成分聚合物

516B：成分聚合物

520：第三層

522：共聚物材料層

524：共聚物層

524A：成分聚合物

524B：成分聚合物

600：方法

602、604、606、608、610、612、614：操作

700：元件

702：基板

704：材料層

706：材料層

708：材料層

710：第一層

710'：經圖案化的第一層

712：共聚物材料層

714：共聚物層

714'：圖案化的共聚物層

714A：成分聚合物

714B：成分聚合物

716：溝道

720：共聚物層

720A：成分聚合物

720B：成分聚合物

具體實施方式

以下揭示案提供用於實施所提供的標的物的不同特徵的許多不同實施例或範例。在下文描述元件及布置的特定範例，以簡化本揭示案。當然，此等僅為範例，而不意欲為限制。例如，在以下描述中，第一特徵形成於第二特徵之上方或上面包括以下實施例：第一及第二特徵以直接接觸的方式形成；及在第一特徵與第二特徵之間形成額外的特徵，使得第一特徵及第二特徵可不直接接 觸。此外，在多個範例中本揭示案可重複元件符號及/或字母。此重複是為達簡化及清晰的目的，就其本身而言，此重複並不表示多個所討論的實施例及/或設置之間的關係。

另外，本文可能使用空間相對術語(諸如「在...下方」、「在...下面」、「下」、「在...之上」、「上」及類似術語)，以便於描述如諸圖中圖示的一元件或特徵與另一元件或特徵的關係。空間相對術語意欲包括使用中或操作中元件的不同方向，除圖式中描繪的方向以外。元件可另經定向(旋轉90度或在其他方向上)，且本文使用的空間相對描述語可相應地作出類似解釋。

本揭示案一般而言是關於半導體元件，且更特定言之是關於用於製造具有密集及納米尺度圖案的半導體元件的方法。製造密集圖案時，DSA工藝可用於增加及強化現有的半導體製造能力。在典型的DSA工藝中，嵌段共聚物薄膜形成在以光刻界定出的表面的上方，且引發微相分離，引起成分聚合物分子發生自組裝，因此形成具有高度均勻尺寸及形狀的密集填充的特徵。通常，通過微影技術工藝及「導引」上述DSA工藝的導引圖案形成導引圖案。導引圖案的臨界尺寸(critical dimension，CD)直接影響自組裝特徵的品質及最終的圖案密度。由微影技術工藝界定導引圖案時，導引圖案的CD必然受基本微影技術工藝限制。在一些方法中，導引圖案首先由微影技術工藝界定，且隨後經修整達到較小的CD。然而，修整過程中大的蝕刻偏差(bias)可能引起導引圖案中的不均勻，且導致最終圖案損壞。本揭示案使用多重DSA(multiple DSA，MDSA)圖案化工藝克服上述問題。在MDSA圖案化工藝的一實施例中，第一DSA工藝用於界定及產生用於第二DSA工藝的導引圖案。因為導引圖案是由DSA工藝界定及形成，可精確地控制導引圖案的CD。有利地，由第二DSA工藝產生的最終圖案可具有密集間距且尺寸及形狀更均勻。

現參看圖1，圖1為繪示根據本揭示案的多種態樣形成半導體元件的方法100。方法100僅為一範例，且除申請專利範圍中明確闡述之外，方法100不欲限制本揭示案。在方法100開始之前、進行期間及進行之後可提供額外操作，且可為方法的額外實施例替換、消除或移動一些操作。將在下文對方法100進行簡短描述。隨後，結合第2A至7H圖描述方法100的一些實施例。

在操作102中，方法100(圖1)接收一基板。基板為一或更多個圖案將形成於其上或其中的靶材。基板包括一或更多層材料或組成物。在一些實施例 中，基板包括半元素半導體(例如，矽或鍺)及或化合物半導體(例如，矽鍺、碳化矽、砷化鎵、砷化銦、氮化鎵及磷化銦)。其他範例基板材料包括合金半導體，諸如碳化矽鍺、鎵砷磷及鎵銦磷。基板亦可包括非半導體材料，非半導體材料包括鈉鈣玻璃、熔凝矽石、熔凝石英、氟化鈣(CaF2)及/或其他適當的材料。在一些實施例中，基板內部界定有一或更多層，諸如外延層。例如，在一個此類實施例中，基板包括覆蓋塊狀半導體的外延層。其他層狀基板包括絕緣物上半導體(semiconductor-on-insulator，SOI)基板。在一SOI基板上，基板包括埋入式氧化物(buried oxide，BOX)層，BOX層通過諸如植入式氧(implanted oxygen，SIMOX)分離的工藝形成。基板可包括摻雜的區域，且在基板上或在基板中形成有電路。

在操作104處，方法100(圖1)在基板上形成導引圖案。導引圖案通過包括定向自組裝(directed self-assembly，DSA)工藝(第一DSA工藝)的工藝形成。DSA工藝具有形成精確受控的臨界尺寸的密集圖案的優點。因此，自操作104產生的導引圖案比彼等根據傳統微影方法產生的導引圖案更精確。在一實施例中，DSA工藝導致在基板上方形成共聚物層。共聚物層包括經由分子自組裝工藝(亦稱微相分離)形成的第一成分聚合物及第二成分聚合物。成分聚合物的每一者可為球體、圓柱體、線或其他適當的形狀。成分聚合物的形狀及尺寸可取決於所使用材料的性質、成分聚合物的相對量、包括溫度的工藝變量及其他因素。一旦獲得所要的形態，後續製造工藝可將圖案從共聚物層轉印至下層，以形成導引圖案。導引圖案可對應於第一成分聚合物或第二成分聚合物。個別成分聚合物可在其後工藝中移除、用作圖案化其他層的遮罩(掩膜)或用作導引圖案的一部分。

在操作106處，方法100(圖1)在基板上執行另一DSA工藝(第二DSA工藝)。第二DSA工藝使用上一步驟中生產的導引圖案，以進一步形成具有精細間距的密集填充的圖案。第二DSA工藝導致在基板上方形成另一共聚物層(第二共聚物層)。第二共聚物層包括兩種成分聚合物：第三成分聚合物及第四成分聚合物。導引圖案用於在微相分離期間將第三及/或第四成分聚合物安置於基板上方。因為通過步驟104生產的導引圖案非常精確，所以通過步驟106生產的個別聚合物的位置及尺寸亦精確。此克服了與傳統方法相關的不均勻性及圖案缺陷問題。

在操作108處，方法100(圖1)將通過操作106形成的圖案轉印至基板。視製造工藝而定，圖案可對應於第三成分聚合物或第四成分聚合物。轉印圖案的方法可包括乾式蝕刻、溼式蝕刻或其他適當方法。

在操作110處，通過操作104及106所界定的圖案，方法100(圖1)在基板上或基板中形成最終圖案或元件。例如，最終圖案可用於形成半導體元件的接觸孔、互連、鰭片或任何適當的結構或特徵。

以下將參看圖2A至圖7H描述方法100的其他實施例。

圖2A及圖2B繪示方法200的流程圖，方法200為方法100的一實施例。圖3A至圖3M繪示根據方法200的一實施例在多種製造步驟期間元件300的剖視圖。以下將結合圖2A至圖3M描述方法200。

參考圖2A，在操作102處，方法200接收基板302(圖3A)。基板302包括一或更多個材料層或組成物。在所示的實施例中，基板302包括材料層304、306及308。在一實施例中，層304包括一半導體，諸如元素半導體、化合物半導體或合金半導體。在一實施例中，層306為硬遮罩層。例如，層306可包括介電材料，諸如氧化矽或氮化矽。可經由沉積或其他方法在層304上方形成層306。在一實施例中，層308為底部抗反射塗覆(bottom anti-reflective coating，BARC)層，諸如矽BARC層或無氮BARC層。

在操作202處，方法200(圖2A)在基板302上方形成第一層310。參看第3B圖，通過沉積、諸如旋塗式塗覆或其他工藝形成層310。層310為用於後續DSA工藝的中性層(neutral layer)，在工藝中，層310並不有助於DSA工藝中使用的聚合物材料的微相分離。本發明揭示考慮了適用於層310的任何材料。

在操作204中，方法200(圖2A)在層310上方形成層312。參看圖3C，在本實施例中，層312為光阻(photoresist)層或抗蝕(resist)層。光阻層312可為正光阻或負光阻，且可為適合於深紫外線(deep ultraviolet，DUV)、極紫外線(extreme ultraviolet，EUV)、電子束(electron beam，e-beam)或其他微影技術工藝的抗蝕劑。第二層312可通過包括塗覆及軟烘烤(soft baking)的工藝形成。

在操作206處，方法200(圖2A)圖案化第二層312，以形成第一溝道313。參看圖3D，在本實施例中，在一範例中，溝道313可通過將光阻層312曝光 於能量束(使用或不使用遮罩)、曝光後烘烤、顯影及硬烘烤形成。操作206導致形成圖案化的光阻層312'，光阻層312'亦為光阻圖案。部分的中性層310經由溝道313曝露。

操作208處，方法200(圖2A)在基板302上方執行DSA工藝(例如操作104中的第一個DSA工藝)。此包括一或更多個工藝。在本實施例中，方法200首先在溝道313中沉積共聚物材料314(圖3E)。在一實施例中，共聚物材料314包括聚苯乙烯(polystyrene)及聚甲基丙烯酸甲酯(polymethyl methacrylate，PMMA)，且使用塗覆或旋塗式塗覆(spin-on coating)工藝沉積共聚物314。聚苯乙烯具疏水性，而PMMA疏水性較弱。更多實施例亦可利用具有疏水的第一成分及親水的第二成分的共聚物材料314促進成分聚合物的分離。

在共聚物材料314沉積於溝道313中之後，方法200執行一或更多個工藝，以引發共聚物材料314中的微相分離(separation)或分離(segregation)。所得共聚物層標示為共聚物層316(圖3F)。在本實施例中，共聚物層316包括兩種成分聚合物，第一成分聚合物316A及第二成分聚合物316B(圖3F)。第一及第二成分聚合物的尺寸、形狀及設置依多種不同因素而不同，因素諸如使用的材料、成分聚合物的相對量、工藝變量(諸如溫度)、光阻層312'的材料及其他因素。如上所述，中性層310並不影響本實施例中兩種成分聚合物的分離。然而，在其他實施例中，層310可用於達成所要的結果。例如，層310可用於形成垂直分離。在多個實施例中，微相分離的引發可包括加熱、冷卻、引入溶劑、應用磁場及/或其他方法。在一範例實施例中，包含聚苯乙烯及PMMA的共聚物材料314在約200℃與約400℃之間的溫度下退火，以便引發微相分離。此導致成分聚合物塊分離及對準，進而形成成分聚合物316A及316B。

在操作210處，方法200(圖2A)選擇性地將成分聚合物的一者從共聚物層316移除，以在共聚物316中形成溝道。參看圖3G，在本實施例中，移除成分聚合物316A，進而在共聚物層316中形成溝道318。經由溝道318曝光層310。在另一實施例中，移除成分聚合物316B而非316A。移除工藝可包括任何適當的蝕刻工藝，諸如乾式蝕刻、溼式蝕刻、灰化及/或其他蝕刻方法(例如反應式離子蝕刻)。在一些實施例中，移除工藝包括使用溶劑，諸如丙酮、苯、氯仿、二氯甲烷及/或其他適當溶劑。在一範例實施例中，PMMA比聚苯乙 烯對O2等離子體蝕刻更敏感。因此將O2等離子體蝕刻用於PMMA/聚苯乙烯生聚物塗層316，以移除PMMA而留下聚苯乙烯作為蝕刻遮罩。

在操作212處，方法200(圖2A)經由溝道318蝕刻層310。成分聚合物316B及光阻層312'用作蝕刻遮罩。蝕刻工藝導致經圖案化的層310'(圖3H)。蝕刻工藝可包括任何適當的蝕刻技術，諸如乾式蝕刻、溼式蝕刻、灰化及/或其他蝕刻方法(例如反應式離子蝕刻)。

在操作214處，方法200(圖2A)移除光阻層312'及包括成分聚合物316B的共聚物層316，留下圖案化層310'位於基板上方(圖3I)。移除工藝可包括灰化、剝離、蝕刻及/或其他適當的方法。其後，可清洗元件300的表面，使得其為進一步製造(諸如第二DSA工藝106)做好準備。圖案化層310'的溝道318用作第二DSA工藝的導引圖案。由於溝道318由第一DSA工藝界定(源自第3F圖中成分聚合物316A)，溝道318的形狀及臨界尺寸可經精確地控制。此為第二DSA工藝構建了堅固的基礎。

方法200進行至執行第二DSA工藝，並以溝道318作為導引圖案。在操作216處，方法200(圖2B)在經圖案化層310'上方及在溝道318中沉積另一共聚物材料層320(圖3J)。此工藝與以上參看圖3E描述的工藝類似。然而，共聚物材料層320可與共聚物材料314相同或不同。在多個實施例中，層320經形成具有適當厚度，以用作後續蝕刻工藝的蝕刻遮罩。

在操作218中，方法200(圖2B)引發共聚物材料層320中的微相分離，導致形成共聚物層322(圖3K)。參看圖3K，共聚物層322包括第一成分聚合物322A及第二成分聚合物322B。引發微相分離的工藝與參看第3F圖描述的工藝類似。然而，此微相分離工藝由溝道318(圖3I)導引。更特定言之，圖3K繪示的實施例中，溝道318界定成分聚合物322A的位置及/或臨界尺寸。此形成堅固可重複的工藝，用於生產密集填充的圖案322A及322B。

在操作220處，方法200(圖2B)選擇性地將成分聚合物的一者從聚合物層322移除，以在聚合物層322中形成溝道。參看圖3L，在例示性實施例中，從元件300移除成分聚合物322A，進而導致在共聚物層322中形成溝道324。為方便起見，將經圖案化的共聚物層標記為322'。在另一實施例中，可移除成分聚合物322B而非322A。移除工藝可包括灰化、剝離、蝕刻及/或其他適當的方法。

在操作222處，方法200(圖2B)經由溝道324蝕刻基板302，進而將圖案從經圖案化的共聚物層322'轉印至基板302。參看圖3M，基板的一或更多層經由溝道324蝕刻，且移除經圖案化的共聚物322'。在例示性實施例中，在蝕刻工藝的後亦將層310'及層308移除，在材料層304上方留下經圖案化的層306'。

在操作110處，如參看圖1所描述的內容，方法(圖2B)對經圖案化的基板302執行其他製造步驟，以形成最終圖案或元件。

圖4A及圖4B繪示方法400的流程圖，方法400為方法100的另一實施例。圖5A至圖5J繪示根據方法400的一實施例在多個製造步驟期間元件500的剖視圖。以下將結合圖4A至圖5J描述方法400。一些操作與圖2A及圖2B繪示的操作類似，且為簡化說明將縮減或省略操作。

在操作102處，方法400(圖4A)接收基板502。參看圖5A，基板502包括材料層504及506，層504及506可分別類似於材料層304及306。

在操作402處，方法400(圖4A)在基板502上方形成第一層510。在操作404處，方法400(圖4A)在第一層510上方形成第二層512。在操作406處，方法400(圖4A)圖案化第二層512，以在第二層512中形成溝道513(圖5A)。操作402、404及406分別類似於操作202、204及206。

在操作408處，方法400(圖4A)在基板502上方及溝道513中執行第一DSA工藝。在一實施例中，此操作包括在溝道513中沉積共聚物材料514(圖5B)，及在共聚物材料514中引發微相分離，形成具有成分聚合物516A及516B的共聚物層516(圖5C)。操作408類似於以上討論的操作208。

在操作410處，方法400(圖4A)選擇性地將成分聚合物的一者從共聚物層516移除，以在共聚物層516中形成溝道。參看圖5D，在例示性實施例中，移除成分聚合物516A，曝光成分聚合物514A下方的層510。移除工藝可包括灰化、剝離、蝕刻及/或其他適當的方法。在另一實施例中，根據製造工藝可移除成分聚合物516B，而非成分聚合物516A。此操作類似於操作210。

在操作412處，方法400(圖4A)選擇性地移除經圖案化的第二層512，同時保留成分聚合物516B。移除工藝可包括灰化、剝離、蝕刻及/或其他適當的方法。操作412導致在第一層510上方形成成分聚合物516B(圖5E)。成分聚合物516B將用作後續DSA工藝的導引圖案。因此，成分聚合物516B亦作 為導引圖案。

在操作414處，方法400(圖4A)在第一層510上方形成第三層520。參看圖5F，第三層520沉積於第一層510及成分聚合物516B的上方。在一實施例中，第三層520的材料與第一層510的材料相同。在另一實施例中，第三層520的材料與第一層510的材料不同。在一實施例中，第三層520使用一材料，此材料對於在第三層上執行之後續DSA工藝來說為中性。第三層520可通過塗覆、沉積或其他適當的方法形成。

在操作416處，方法400(圖4)平坦化元件500的頂表面，進而經由第三層520曝光成分共聚物516B。參看圖5G，第三層520的部分通過平坦化工藝移除第三層520，且曝光成分共聚物516B的頂表面。成分共聚物516B的部分亦可在工藝期間移除。平坦化工藝可包括回蝕刻(etch back)，化學機械平坦化(chemical mechanical planarization，CMP)、清洗及/或其他適當的方法。

在操作418處，方法400(圖4B)在第三層520及成分共聚物516B的上方沉積共聚物材料層522(圖5H)。此操作類似於操作216。

在操作420處，方法400(圖4B)引發共聚物材料層522中出現微相分離，導致形成共聚物層524。共聚物層524包括成分聚合物524A及524B。此操作類似於操作218。然而，此操作使用先前DSA工藝的成分聚合物的一者(例如圖5I中成分聚合物516B)作為導引圖案，而非如操作218及圖3K中的情況使用溝道作為導引圖案。在形成圖案上可達到類似的效果。在例示性實施例中，成分共聚物516B實質上與第一成分聚合物524A對齊。在另一實施例中，成分共聚物516B實質上與第二成分聚合物524B對齊。

在操作108中，方法400(圖4B)將對應於成分聚合物524A或成分聚合物524B的圖案轉印至基板502。參看圖5J，在例示性實施例中，將一圖案轉印至材料層506，導致形成圖案化的材料層506'。轉印方式可包括乾式蝕刻、溼式蝕刻或其他適當的方法。在多種蝕刻工藝的後移除層524、520及510。

在操作110處，方法400(圖4B)形成最終圖案及具有上述經圖案化的基板502的元件。

圖6A及圖6B繪示方法600的流程圖，方法600為方法100的又一實施例。圖7A至圖7H繪示根據方法600的一實施例在多個製造步驟期間元件700的透 視圖。以下將結合圖6A至圖7H描述方法600。一些操作與圖2A、圖2B、圖4A及圖4B繪示的操作類似，且為簡化說明將縮減或省略操作。

在操作102處，方法600(圖6A)接收基板702。參看圖7A，基板702包括材料層704、706及708。在實施例中，層704、706及708的材料可分別與層304、306及308的材料類似。

在操作602中，方法600(圖6A)在基板702上方形成第一層710(圖7A)。在實施例中，第一層710對於將在第一層710上執行之後續DSA工藝來說為中性層。

在操作604處，方法600(圖6A)在層710上執行第一DSA工藝。此操作包括在層710上沉積共聚物材料712(圖7B)，且引發共聚物材料712中的微相分離，以形成具有成分聚合物714A及714B的共聚物層714(圖7C)。操作604類似於以上討論的操作208。在圖7C繪示的實施例中，成分聚合物714A及714B為線圖案，線圖案朝向「y」方向，且在「x」方向上以交替方式排列。線圖案的間距P1經界定為沿「x」方向一圖案的中心線至一相鄰圖案的中心線的之間的距離，間距P1等於兩種聚合物成分714A及714B在「x」方向的尺寸總和。在另一實施例中，間距P1亦可經界定為沿「x」方向一圖案的邊緣至一相鄰圖案的邊緣之間的距離。在DSA工藝期間可很好地控制間距P1。

在操作606處，方法600(圖6A)選擇性地將成分聚合物的一者從共聚物層714移除，導致形成圖案化的共聚物層714'。參看圖7D，在例示性實施例中，移除成分聚合物714A，進而在圖案化的共聚物層714'中形成溝道716。移除工藝可包括灰化、剝離、蝕刻及/或其他適當的方法。在另一實施例中，根據製造工藝可移除成分聚合物714B，而非成分聚合物714A。此操作類似於操作210。

在操作608處，方法600(圖6A)經由溝道716蝕刻第一層710，進而形成經圖案化的第一層710'。參看圖7E，蝕刻工藝延伸通過710的溝道716且曝光材料層708。蝕刻工藝可包括任何適當的蝕刻技術，諸如乾式蝕刻、溼式蝕刻、灰化及/或其他蝕刻方法(例如反應式離子蝕刻)。在蝕刻工藝期間，圖案化的共聚物層714'用於蝕刻遮罩。

在操作610處，方法600(圖6)移除圖案化的共聚物層714'。參看圖7F，溝道716'在圖案層710'中形成，且將用作後續DSA工藝的導引圖案。考慮到 多個蝕刻工藝中的蝕刻偏差，溝道716'的間距P2實質上與圖7C中的間距P1相同。移除工藝可包括灰化、剝離、蝕刻及/或其他適當的方法。可執行一或更多個清洗工藝以清洗元件700的表面。

在操作612處，方法600(圖6B)在溝道716'中沉積共聚物材料718。參看圖7G，共聚物材料718沿「y」方向填充溝道。在實施例中，共聚物材料718不同於共聚物材料712(圖7B)。在實施例中，材料層708及圖案化層710'對於共聚物材料718中個別成分聚合物而言為中性的。可使用塗覆或如以上討論的其他適當方法沉積共聚物材料718。

在操作614中，方法600(圖6B)引發共聚物材料718中的微相分離。參看圖7H，微相分離將共聚物材料718轉換為具有成分聚合物720A及720B的共聚物層720。在例示性實施例中，成分聚合物720A及720B沿「y」方向分離。此外，成分聚合物720A為圓柱體形狀(例如，用以作為孔圖案)。在例示性實施例中，成分聚合物720A的間距P3界定為沿「y」方向從一圓柱體的中心線至相鄰圓柱體的中心線之間的距離。間距P3由共聚物材料718決定。對應於成分聚合物720A的圖案的形態由第一DSA工藝(操作604)及第二DSA工藝(操作612及操作614)兩者決定。第一DSA工藝界定沿「x」方向的圖案間距(間距P2)，且第二DSA工藝界定沿「y」方向的圖案間距(間距P3)。由於可精確地控制第一及第二DSA工藝兩者中成分聚合物的臨界尺寸，所以可形成具有精確度及所要密度的最終圖案(例如對應於成分聚合物720A的孔圖案)。

在操作108處，方法600(圖6B)將一圖案轉印至基板702，其中圖案對應於成分聚合物720A及720B的一者。例如，操作108可轉印對應於成分聚合物720A的圖案。此操作可包括選擇性地將成分聚合物720A從共聚物層720移除，進而在共聚物層720中形成溝道，經由溝道蝕刻基板702，以及其後移除圖案化的共聚物層720。亦可使用多種其他方法。

在操作110處，方法600(圖6B)形成最終圖案及具有上述經圖案化的基板702的元件。例如，最終圖案可為半導體元件的觸點、互連、鰭片或任何適當的結構或特徵。

本揭示案的一或更多個實施例為半導體元件及其形成方法提供許多益處，但並不以此限制本揭示案。例如，本揭示案的實施例提供一種通過執行多重 DSA工藝以形成具有均勻性和精確性的密集填充的圖案的方法。在實施例中，一DSA工藝用於產生用於後續DSA工藝的導引圖案。導引圖案的精確度超過使用傳統光微影方法形成的導引圖案。此外，可易於將本揭示案的實施例整合至現有的製造流中。此外，儘管上文說明為兩個DSA工藝，本揭示案的實施例可包括兩個以上的DSA工藝，其中一個DSA工藝積累地構建於另一個DSA工藝之上。

在一範例態樣中，本揭示案是針對形成半導體元件的目標圖案的方法。方法包括接收一基板，及通過執行包括第一定向自組裝(DSA)工藝的一工藝在基板上形成導引圖案。第一DSA工藝導致在基板上方形成第一共聚物層。第一共聚物層包括第一成分聚合物及第二成分聚合物。導引圖案對應於第一成分聚合物。方法進一步包括使用導引圖案在基板上方執行第二DSA工藝。

在另一範例態樣中，本揭示案是針對一種圖案化基板的方法。方法包括在基板上形成一第一層；在第一層上形成一第二層；以及圖案化第二層，進而在第二層中形成第一溝道。方法進一步包括通過第一DSA工藝在第一溝道中形成第一共聚物層，其中第一共聚物層包括第一成分聚合物及第二成分聚合物。方法進一步包括在基板上形成對應於第一成分聚合物的第一圖案，及在基板上執行第二DSA工藝，使用第一圖案作為第二DSA工藝的導引圖案。

在另一範例態樣中，本揭示案是針對一種圖案化基板的方法。方法包括在基板上形成一第一層，且通過第一DSA工藝在第一層上形成第一共聚物層，其中第一共聚物層包括第一成分聚合物及第二成分聚合物。方法進一步包括選擇性地從第一共聚物層移除第一成分聚合物，導致在第一共聚物層中形成第一溝道。方法進一步包括經由第一溝道蝕刻第一層，進而在第一層中形成第二溝道。方法進一步包括通過第二DSA工藝在第二溝道中形成第二共聚物層，其中第二共聚物層包括第三成分聚合物及第四成分聚合物。

上述內容概述若干實施例的特徵，以便彼等一般熟習此項技術者可較佳地了解本揭示案的態樣。彼等一般熟習此項技術者應了解彼等可易於使用本揭示案作為設計或修改其他工藝的基礎，以實現與本文引入的實施例相同的目的及/或達成與本文引入的實施例相同的益處。一般熟習此項技術者亦應了解，同等構造未脫離本揭示案的精神及範疇，且彼等一般熟習此項技術者在不脫離本揭示案的精神及範疇的情況下可作出多種變化、置換及變更。