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TW201800329A - 半導體裝置的形成方法 - Google Patents

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TW201800329A
TW201800329A TW105142650A TW105142650A TW201800329A TW 201800329 A TW201800329 A TW 201800329A TW 105142650 A TW105142650 A TW 105142650A TW 105142650 A TW105142650 A TW 105142650A TW 201800329 A TW201800329 A TW 201800329A
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謝艮軒
羅冠昕
張世明
林緯良
鄭雅如
陳俊光
張慶裕
陳桂順
劉如淦
高蔡勝
林進祥
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台灣積體電路製造股份有限公司
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Abstract

半導體裝置的形成方法。此方法包括形成第一圖案化硬遮罩於材料層上。第一圖案化硬遮罩定義開口。此方法亦形成直接自組裝層於開口中，且直接自組裝層具有第一部份與第二部份。移除直接自組裝層的第一部份，沿著直接自組裝層的第二部份之側壁形成間隔物，以及移除直接自組裝層的第二部份。間隔物形成第二圖案化硬遮罩於材料層上。

Description

半導體裝置的形成方法
本發明實施例關於半導體裝置的形成方法。
半導體積體電(IC)產業已快速成長一段時日。IC設計與材料的技術進展，使每一代的IC均比前一代的IC具有更小且更複雜的電路。在IC進化中，功能密度(如單位晶片所具有的內連線裝置數目)越來越大，而幾何尺寸(如製程所能形成的最小構件或線路)則越來越小。
上述尺寸縮小的製程的好處在於增加產能並降低相關成本。尺寸縮小亦增加IC製程的複雜性。為了實現這些進展，需要發展IC製程。雖然製作IC裝置的現有方法一般已適用於其發展目的，但無法完全符合所有需求。舉例來說，目前亟需改良膜層的圖案化方法，以形成關鍵尺寸較小的結構。
本發明一實施例提供之半導體裝置的形成方法，包括：形成第一圖案化硬遮罩於材料層上，且第一圖案化硬遮罩定義開口；形成直接自組裝層於開口中，且直接自組裝層具有第一部份與第二部份；移除直接自組裝層的第一部份；沿著直接自組裝層的第二部份之側壁形成間隔物；以及移除直接自組裝層的第二部份，其中間隔物形成第二圖案化硬遮罩於材料層上。
p‧‧‧間距
s‧‧‧空間寬度
w1‧‧‧第一寬度
w2‧‧‧第二寬度
w3‧‧‧第三寬度
100‧‧‧方法
102、104、106、108、110、112、114、116‧‧‧步驟
200‧‧‧半導體裝置
210‧‧‧基板
220‧‧‧材料層
310‧‧‧第一圖案化硬遮罩
316‧‧‧空間
410‧‧‧直接自組裝層
412‧‧‧第一聚合物嵌段
414‧‧‧第二聚合物嵌段
510‧‧‧間隔物
515‧‧‧第二空間
520‧‧‧第二圖案化硬遮罩
610‧‧‧材料結構
第1圖係一些實施例中，製作半導體裝置之方法的流程圖。
第2、3、4A、4B、4C、5、6、7、8、9A、與9B圖係一些實施例中，半導體裝置的剖視圖。
下述內容提供的不同實施例可實施本發明的不同結構。特定構件與排列的實施例係用以簡化本發明而非侷限本發明。舉例來說，形成第一構件於第二構件上的敘述包含兩者直接接觸，或兩者之間隔有其他額外構件而非直接接觸。此外，本發明之多種例子中可重複標號，但這些重複僅用以簡化與清楚說明，不代表不同實施例及/或設置之間具有相同標號之單元之間具有相同的對應關係。
此外，空間性的相對用語如「下方」、「其下」、「較下方」、「上方」、「較上方」、或類似用語可用於簡化說明某一元件與另一元件在圖示中的相對關係。空間性的相對用語可延伸至以其他方向使用之元件，而非侷限於圖示方向。元件亦可轉動90°或其他角度，因此方向性用語僅用以說明圖示中的方向。
第1圖係一些實施例中，製作一或多個半導體裝置的方法100之流程圖。方法100將搭配第2、3、4A、4B、4C、5、6、7、8、9A、與9B圖所示之半導體裝置200說明如下。
如第1與2圖所示，方法100之步驟102形成材料層220於基板210上。基板210包含矽。在其他或額外實施例中， 基板210可包含其他半導體元素如鍺。基板210亦可包含半導體化合物如碳化矽、砷化鎵、砷化銦、或磷化銦。基板210可包含半導體合金如矽鍺、碳化矽鍺、磷化鎵砷、或磷化鎵銦。在一實施例中，基板210包含磊晶層。舉例來說，基板210可具有磊晶層於半導體基體上。此外，基板210可包含絕緣層上半導體基板。舉例來說，基板210可包含埋置氧化物層，其形成製程可為佈植氧隔離或其他合適製程如晶圓接合與研磨。
基板210亦可包含多種p型摻雜區及/或n型摻雜區，其佈植製程可為離子佈植及/或擴散。這些摻雜區包含n型井、p型井、輕摻雜區、與多種通道摻雜輪廓，設置以形成多種積體電路裝置如互補式金氧半場效電晶體、影像感測器、及/或發光二極體。基板210亦可包含其他功能結構如電阻或電容，形成於基板之中或之上。
基板210亦可包含多種隔離區。隔離區分隔基板210中的多種裝置區。隔離區包含不同製程技術形成的不同結構。舉例來說，隔離區可包含淺溝槽隔離區。淺溝槽隔離區的形成方法可包含蝕刻溝槽於基板210中，並將絕緣材料如氧化矽、氮化矽、及/或氮氧化矽填滿溝槽。填滿的溝槽可具有多層結構如熱氧化物襯墊層與填滿溝槽的氮化矽。接著可進行化學機械研磨以回研磨多餘的絕緣材料，並平坦化隔離結構的上表面。
基板210亦可包含多個層間介電層如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、低介電常數介電物、碳化矽、及/或其他合適層狀物。層間介電層的沉積方法可為熱氧化、化學氣相沉積、 原子層沉積、物理氣相沉積、熱氧化、上述之組合、或其他合適技術。
基板210可包含介電層與電極層組成的閘極堆疊。介電層可包含界面層與高介電常數介電層，其沉積方法可為合適技術如化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、熱氧化、上述之組合、及/或其他合適技術。界面層可包含氧化物、HfSiO、或氮氧化物，而HK介電層可包含LaO、AlO、ZrO、TiO、Ta2O5、Y2O3、SrTiO3(STO)、BaTiO3(BTO)、BaZrO、HfZrO、HfLaO、HfSiO、LaSiO、AlSiO、HfTaO、HfTiO、(Ba,Sr)TiO3(BST)、Al2O3、Si3N4、氮氧化物(SiON)、及/或其他合適材料。電極層可包含單層或多層結構，比如具有功函數以增進裝置效能的金屬層(功函數金屬層)、襯墊層、濕潤層、黏著層、與金屬導電層(如金屬、金屬合金、或金屬矽化物)之多種組合。金屬閘極電極可包含Ti、Ag、Al、TiAlN、TaC、TaCN、TaSiN、Mn、Zr、TiN、TaN、Ru、Mo、Al、WN、Cu、W、任何合適材料、及/或上述之組合。
基板210亦可包含源極/汲極結構，其可包含鍺(Ge)、矽(Si)、砷化鎵(GaAs)、砷化鋁鎵(AlGaAs)、矽鍺(SiGe)、磷化鎵砷(GaAsP)、鎵銻(GaSb)、銦銻(InSb)、砷化銦鎵(InGaAs)、砷化銦(InAs)、或其他合適材料。源極/汲極結構之形成方法可為磊晶成長製程如化學氣相沉積技術(如氣相磊晶及/或超高真空化學氣相沉積)、分子束磊晶、及/或其他合適製程。
基板210亦可包含與基板210中的ILD層整合之導 電結構以形成內連線結構，其設置以耦接多種p型摻雜區與n型摻雜區至其他功能結構(如閘極)，即形成功能積體電路。在一例中，基板210可包含部份的內連線結構，且內連線結構包含多層內連線結構及與多層內連線結構整合之層間介電層於基板210上，以提供電性線路耦接基板210中的多種裝置至輸入/輸出電源與訊號。內連線結構包含多種金屬線路、接點、與通孔結構(或通孔插塞)。這些金屬線路提供水平的電性線路。接點提供矽基板與金屬線路之間的垂直連接，而通孔結構提供不同金屬層中的金屬線路之間的垂直連接。
材料層220可包含介電層如氧化矽、氮化矽、氮氧化物、碳化矽、及/或其他介電層。材料層亦可包含半導體層如鍺、矽、砷化鎵、砷化鋁鎵、砷磷化矽鍺鎵、鎵銻、銦銻、砷化銦鎵、砷化銦、及/或其他合適的半導體材料。材料層220亦可包含導電層如多晶矽、氧化鈦、氮化鈦、氧化鉭、氮化鉭、鈦、鋁、氮化鈦鋁、碳化鉭、碳氮化鉭、氮化鉭矽、錳、鋯、釕、鉬、銅、鎢、氮化鎢、及/或任何合適的導電材料。材料層220之沉積方法可為化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、及/或其他合適方法。
如第1與3圖所示，方法100之步驟104形成第一圖案案化之硬遮罩如第一圖案化硬遮罩310於材料層220上。第一圖案化硬遮罩310具有多個開口或空間316露出材料層220。每一空間316沿著X方向具有預定的空間寬度s，且X方向垂直於第一圖案化硬遮罩310之高度方向(如第3圖所示的Z方向)。第一圖案化硬遮罩310又稱作引導硬遮罩，因其可引導用於嵌段共 聚物層之組裝製程的結構，如下述內容。
第一圖案化硬遮罩310之形成方法可包含沉積、圖案化、蝕刻、及/或上述之組合。在一些實施例中，第一圖案化硬遮罩310的形成方法可包含沉積硬遮罩材料層、形成光阻圖案並以光阻圖案作為蝕刻遮罩以蝕刻硬遮罩材料層，以形成第一圖案化硬遮罩310。光阻圖案包含對射線束敏感的光阻材料，且其形成方法為微影製程。在一例中，微影製程包含塗佈光阻層於硬遮罩材料層上、依據IC佈局對光阻層進行微影曝光製程、顯影曝光後的光阻層以形成光阻圖案。蝕刻製程包含濕蝕刻、乾蝕刻、及/或上述之組合。硬遮罩材料層可包含氧化矽、氮化矽、氮氧化物、碳化矽、氧化鈦、氮化鈦、氧化鉭、氮化鉭、及/或任何合適材料。硬遮罩材料層可包含多層結構。硬遮罩材料層之沉積方法可為合適技術如化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、旋轉塗佈、及/或其他合適技術。
如第1與4A圖所示，方法100之步驟106形成高規則的週期性聚合物奈米結構(比如第一聚合物嵌段(奈米結構)412與第二聚合物嵌段(奈米結構)414)於第一圖案化硬遮罩310定義之空間316中。在此實施例中，直接自組裝層410沉積於多個空間316中。如前所述，第一圖案化硬遮罩310作為引導結構，其可用於直接自組裝層410之自組裝製程。
如第4B與4C圖所示之一實施例中，直接自組裝層410包含嵌段共聚物。嵌段共聚物為包含至少兩個不同鏈段的長鏈分子，且這些鏈段在特定條件(比如暴露至升高的溫度)下可組裝成高規則結構。直接自組裝層410包含下述之一或多 者：聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇-嵌段-聚異戊二烯、聚乙二醇-嵌段-聚丁二烯、聚乙二醇-嵌段-聚苯乙烯、聚乙二醇-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇-嵌段-聚乙基乙烯、聚苯乙烯-嵌段-聚乙烯基吡啶、聚苯乙烯-嵌段-聚異戊二烯、聚苯乙烯-嵌段-聚丁二烯、聚苯乙烯-嵌段-聚二茂鐵二甲基矽烷、聚丁二烯-嵌段-聚乙烯基吡啶、以及聚異戊二烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯。直接自組裝層410之沉積方法可為旋轉塗怖、噴塗、浸塗、及/或其他合適沉積法，如第4B圖所示。在一實施例中，直接自組裝層410包含雙嵌段共聚物聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯，且其沉積方法為旋轉塗佈。
此外，在沉積直接自組裝層410之前，可沉積中和層於多個空間316中的材料層220上，藉由調整空間316中露出的材料層220之表面條件，以增強形成直接自組裝層410。中和層包含的材料其表面能，介於嵌段共聚物中兩個組成的表面能之間。舉例來說，中和層包含氧化矽或旋轉塗佈玻璃。中和層的沉積方法可為原子層沉積、化學氣相沉積、或旋轉塗佈。
在沉積直接自組裝層410之後，對直接自組裝層410施加升溫回火，以形成高規則性週期性聚合物結構於空間316中，如第4C圖所示。在一實施例中，直接自組裝層410具有兩種聚合物單元，其經升溫回火後形成兩個高規則性自組裝聚合物奈米結構(聚合物嵌段)，層狀型態中的第一聚合物嵌段412與第二聚合物嵌段414沿著Y方向。上述Y方向垂直於X方向。第一聚合物嵌段412與第二聚合物嵌段414，沿著X方向呈重複的週期性圖案且彼此對準。第一聚合物嵌段412與第二聚合物 嵌段414分別具有第一寬度w1與第二寬度w2，其取決於直接自組裝層410的材料特性如聚合物鏈的迴轉半徑、分子量、與界面張力。在一實施例中，聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯的直接自組裝層410經回火後，形成聚合物嵌段如第一聚合物嵌段412(如聚甲基丙烯酸甲酯)與第二聚合物嵌段414(如聚苯乙烯)，且上述嵌段沿著X方向排列成週期性的重複圖案於個別的空間316中。第一寬度w1與第二寬度w2為約30nm。在另一實施例中，第一寬度w1與第二寬度w2小於20nm。
如第1與5圖所示，方法100之步驟108移除預定性態的聚合物奈米結構(如第一聚合物嵌段412)。在此實施例中，選擇性分解第一聚合物嵌段412。選擇性分解的步驟包含乾蝕刻、濕蝕刻、或上述之組合。在一例中，聚甲基丙烯酸甲酯之第一聚合物嵌段412其分解方法為氧電漿蝕刻。
如第1與6圖所示，方法100之步驟110移除第一圖案化硬遮罩310。在此實施例中，第一圖案化硬遮罩310的移除方法為選擇性蝕刻製程。蝕刻製程可包含選擇性濕蝕刻、選擇性乾蝕刻、及/或上述之組合。在一例中，選擇性濕蝕刻溶液可包含HNO3、NH4OH、KOH、HF、HCl、NaOH、H3PO4、TMAH、及/或其他合適的選擇性濕蝕刻溶液、及/或上述之組合。在其他實施例中，選擇性乾蝕刻製程可採用含氯氣體(如Cl2、CHCl3、CCl4、及/或BCl3)、含溴氣體(如HBr及/或CHBr3)、含碘氣體、含氟氣體(如CF4、SF6、CH2F2、CHF3、及/或C2F6)、及/或其他合適氣體及/或電漿、及/或上述之組合。
值得注意的是，在移除第一圖案化硬遮罩310後， 預定型態的聚合物奈米結構如第二聚合物嵌段414將保留於材料層220上，以作為後續製程的芯(具有第二寬度w2)。在此實施例中，第二聚合物嵌段414(芯)其第二寬度w2係由直接自組裝層410之材料性質定義，而非由微影製程定義。
如第1與7圖所示，方法100之步驟112沿著第二聚合物嵌段414形成間隔物510。間隔物510之形成方法可為沉積間隔物材料層於第二聚合物嵌段414上，接著非等向蝕刻間隔物材料層。間隔物材料層可包含氧化矽、氮化矽、氮氧化物、碳化矽、氧化鈦、氮化鈦、氧化鉭、氮化鉭、及/或任何合適材料。在此實施例中，間隔物材料層包含之材料不同於第二聚合物嵌段414與材料層220，以達後續蝕刻所需之蝕刻選擇性。間隔物材料層的沉積方法可為化學氣相沉積、原子層沉積、物理氣相沉積、及/或其他合適技術。在一實施例中，間隔物材料層之沉積方法為原子層沉積，以順應性覆蓋膜於第二聚合物嵌段414上。藉由控制間隔物材料層的厚度，間隔物510的第三寬度w3可小於約10nm。此外，藉由間隔物製程，可讓不同區域的間隔物510具有相對一致的第三寬度w3，即使不同區域的圖案密度不同。
如第1與8圖所示，方法100之步驟114選擇性分解(或移除)保留的其他型態之聚合物奈米結構(如第二聚合物嵌段414)，以保留兩相鄰之間隔物510之間的第二空間515。如此一來，第二空間515的寬度即第二聚合物嵌段414其第二寬度w2。選擇性分解包含回火、乾蝕刻、濕蝕刻、及/或任何其他合適製程。在一實施例中，聚苯乙烯的第二聚合物嵌段414之 分解步驟為回火製程，其溫度高於步驟106中形成聚合物嵌段的回火溫度。在一例中，分解回火溫度為約350℃，而形成回火溫度為約250℃。在另一實施例中，聚苯乙烯的第二聚合物嵌段414其分解方法為採用溶液如硫酸與雙氧水的濕蝕刻。
如此一來，以第二空間515分隔的間隔物510構成第二圖案化硬遮罩520。第二圖案化硬遮罩520之間距p等於間隔物510的第三寬度w3加上第二間隔物515的第二寬度w2，如第8圖所示。值得注意的是，間距p的尺寸來自於間隔物510與第二聚合物嵌段414之間的差異。換言之，間距p的尺寸來自於非微影製程。經由非微影製程所形成的微小尺寸，可具有更小的關鍵尺寸。關鍵尺寸縮小係微影製程的挑戰，亦為技術世代或節點的限制條件。如此一來，本發明實施例提供形成小關鍵尺寸的方法，即形成第二圖案化硬遮罩520以達限制較寬鬆的微影製程。然而若想形成間距同樣是p的大量周期性圖案(這樣的需求常出現在鰭狀物場效電晶體與多晶矽閘極層)，硬遮罩310的寬度則需要利用微影製程控制到與414相同，對微影製程同樣是一種挑戰。
如第1與9A圖所示，方法100之步驟116以第二圖案化硬遮罩520作為蝕刻遮罩，蝕刻材料層220。如此一來，在第二空間515延伸至材料層220時，間隔物510將轉移至材料層220中的材料結構610。在一些實施例中，蝕刻製程可包含非等向蝕刻如電漿非等向蝕刻。綜上所述，材料結構610具有垂直輪廓。如此一來，材料結構610具有寬度w3，且與另一材料結構610之間隔有第二寬度w2。換言之，第二圖案化硬遮罩520之間 距p轉移至材料層220。非等向蝕刻可採用含氯氣體(如Cl2、CHCl3、CCl4、及/或BCl3)、含溴氣體(如HBr及/或CHBr3)、含碘氣體、含氟氣體(如CF4、SF6、CH2F2、CHF3、及/或C2F6)、及/或其他合適氣體及/或電漿、及/或上述之組合。
在蝕刻材料層220後，可採用適當蝕刻製程移除第二圖案化硬遮罩520，如第9B圖所示。如此一來，圖案化的材料層220具有間距p(等同第二寬度w2+第三寬度w3)。
在方法100之前、之中、與之後可進行額外步驟，且其他實施例中的上述某些步驟可省略或置換為其他步驟。
半導體裝置200可進行額外互補式金氧半或金氧半技術製程，以形成本技術領域已知的多種結構與區域。舉例來說，後續製程可形成多層內連線，其包含垂直內連線如習知通孔或接點，以及水平內連線如金屬線路。多種內連線結構可採用多種導電材料如銅、鎢、及/或矽化物，可提供電性線路以耦接基板210中的多種裝置至輸入/輸出電源與訊號。
綜上所述，本發明實施例提供圖案化硬遮罩的形成方法。此方法並非採用微影製程，而是形成引導硬遮罩，以及形成嵌段共聚物於引導硬遮罩及側壁間隔物上，以定義圖案化硬遮罩的目標間距。此方法亦將圖案化硬遮罩的間距轉移至材料層。此方法為強大、彈性、及擬非微影的方法，可用以圖案化材料層並使其具有較小間距。
本發明提供許多不同實施例以形成半導體裝置，其與現有方式相較具有一或多種改良。在一實施例中，半導體裝置的形成方法包括形成第一圖案化硬遮罩於材料層上。第一 圖案化硬遮罩定義開口。此方法亦包含形成直接自組裝層於開口中，且直接自組裝層具有第一部份與第二部份；移除直接自組裝層的第一部份；沿著直接自組裝層的第二部份之側壁形成間隔物；以及移除直接自組裝層的第二部份。間隔物形成第二圖案化硬遮罩於材料層上。
在一實施例中，上述方法形成直接自組裝層於第一圖案化硬遮罩上，且直接自組裝層具有第一部份與第二部份的步驟包括：沉積嵌段共聚物層於第一圖案化硬遮罩上；以及在第一溫度回火嵌段共聚物層。
在一實施例中，嵌段共聚物層係下述一或多者：聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇-嵌段-聚異戊二烯、聚乙二醇-嵌段-聚丁二烯、聚乙二醇-嵌段-聚苯乙烯、聚乙二醇-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇-嵌段-聚乙基乙烯、聚苯乙烯-嵌段-聚乙烯基吡啶、聚苯乙烯-嵌段-聚異戊二烯、聚苯乙烯-嵌段-聚丁二烯、聚苯乙烯-嵌段-聚二茂鐵二甲基矽烷、聚丁二烯-嵌段-聚乙烯基吡啶、以及聚異戊二烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯。
在一實施例中，上述方法之第一部份包含聚甲基丙烯酸甲酯嵌段，而第二部份包含聚苯乙烯嵌段。
在一實施例中，上述方法移除直接自組裝層的第一部份之步驟包含以氧電漿蝕刻製程分解聚甲基丙烯酸甲酯嵌段。
在一實施例中，上述方法移除直接自組裝層的第二部份之步驟包含以第二溫度回火聚苯乙烯嵌段，且第二溫度 高於第一溫度。
在一實施例中，上述方法更包含在移除直接自組裝層的第一部份之後，移除第一圖案化硬遮罩。
在一實施例中，上述方法更包含經由第二圖案化硬遮罩蝕刻材料層。
在一實施例中，上述方法之材料層的間距尺寸係由間隔物的寬度與直接自組裝層之第二部份的寬度所定義。
在另一實施例中，半導體裝置的形成方法包含形成圖案化硬遮罩於材料層上。圖案化硬遮罩具有多個開口。此方法亦包含沉積嵌段共聚物層於開口中、在第一溫度回火嵌段共聚物層以形成第一聚合物嵌段與第二聚合物嵌段於開口中、移除第一聚合物嵌段、沿著第二聚合物嵌段之側壁形成間隔物、以及移除第二聚合物嵌段。間隔物形成第二圖案化硬遮罩於材料層上。
在一實施例中，上述方法之嵌段共聚物層係下述一或多者：聚苯乙烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇-嵌段-聚異戊二烯、聚乙二醇-嵌段-聚丁二烯、聚乙二醇-嵌段-聚苯乙烯、聚乙二醇-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙二醇-嵌段-聚乙基乙烯、聚苯乙烯-嵌段-聚乙烯基吡啶、聚苯乙烯-嵌段-聚異戊二烯、聚苯乙烯-嵌段-聚丁二烯、聚苯乙烯-嵌段-聚二茂鐵二甲基矽烷、聚丁二烯-嵌段-聚乙烯基吡啶、以及聚異戊二烯-嵌段-聚甲基丙烯酸甲酯。
在一實施例中，上述方法之第一聚合物嵌段包含聚甲基丙烯酸甲酯嵌段，而第二聚合物嵌段包含聚苯乙烯嵌 段。
在一實施例中，上述方法移除第一聚合物嵌段之步驟包含以氧電漿蝕刻製程分解聚甲基丙烯酸甲酯嵌段。
在一實施例中，上述方法移除第二聚合物籤段之步驟包含以第二溫度回火分解聚苯乙烯嵌段，且第二溫度高於第一溫度。
在一實施例中，上述方法更包含在移除嵌段共聚物層之第一聚合物嵌段後，移除第一圖案化硬遮罩。
在一實施例中，上述方法更包含經第二圖案化硬遮罩蝕刻材料層。
在一實施例中，上述方法之材料層其間距尺寸係由間隔物的寬度與第二聚合物嵌段的寬度所定義。
在又一實施例中，半導體裝置的形成方法包括形成圖案化硬遮罩於材料層上。圖案化硬遮罩具有開口。此方法亦包含形成第一奈米結構與第二奈米結構於開口中。第一奈米結構與第二奈米結構的材料不同。此方法亦包含移除第一奈米結構、移除圖案化硬遮罩、沿著第二奈米結構之側壁形成間隔物、移除第二奈米結構、以及以間隔物作為蝕刻遮罩並蝕刻材料層。
在一實施例中，上述方法形成第一奈米結構與第二奈米結構於開口中的步驟，包括形成直接自組裝層於開口中。
在一實施例中，上述方法形成層於開口中的步驟包括沉積嵌段共聚物於開口中，以及回火嵌段共聚物層。
上述實施例之特徵有利於本技術領域中具有通常知識者理解本發明。本技術領域中具有通常知識者應理解可採用本發明作基礎，設計並變化其他製程與結構以完成上述實施例之相同目的及/或相同優點。本技術領域中具有通常知識者亦應理解，這些等效置換並未脫離本發明精神與範疇，並可在未脫離本發明之精神與範疇的前提下進行改變、替換、或更動。
p‧‧‧間距
w2‧‧‧第二寬度
w3‧‧‧第三寬度
200‧‧‧半導體裝置
210‧‧‧基板
220‧‧‧材料層
510‧‧‧間隔物
515‧‧‧第二空間
520‧‧‧第二圖案化硬遮罩
610‧‧‧材料結構

Claims (1)

  1. 一種半導體裝置的形成方法，包括：形成一第一圖案化硬遮罩於一材料層上，且該第一圖案化硬遮罩定義一開口；形成一直接自組裝層於該開口中，且該直接自組裝層具有一第一部份與一第二部份；移除該直接自組裝層的該第一部份；沿著該直接自組裝層的該第二部份之側壁形成間隔物；以及移除該直接自組裝層的該第二部份，其中該間隔物形成一第二圖案化硬遮罩於該材料層上。
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