TWI602025B

TWI602025B - 用於半導體基板塗覆物之非聚合性結合劑

Info

Publication number: TWI602025B
Application number: TW099101196A
Authority: TW
Inventors: 山傑瑪利卡; 史蒂芬尼Ｊ迪拉克; 威廉Ａ雷奈斯; 瑞吉沙卡謬里
Original assignee: 富士軟片電子材料美國股份有限公司
Priority date: 2009-01-16
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2017-10-11
Also published as: EP2387735A4; JP2015207007A; TW201035689A; EP2387735A1; KR20110105002A; WO2010083350A1; KR101711424B1; JP2012515369A; EP2387735B1; SG172999A1; JP6129472B2

Description

用於半導體基板塗覆物之非聚合性結合劑

參考相關申請案

本案請求美國臨時專利申請案第61/205275號，申請日2009年1月16日之優先權。

發明領域

本揭示文係有關包含新穎非聚合性結合劑之可熱固化塗覆組成物，其可用於半導體基板塗覆物用於微影術製程中之諸如填隙應用及作為底抗反射塗覆物等應用用途。

發明背景

微電子工業及其它相關工業恆常縮小特徵結構尺寸用來組成微米級及奈米級結構。有效光刻技術為本需求所需，恆常要求改良輻射敏感性材料(光阻)。為了解析更小型結構，除了曝光於EUV或x光輻射之外，曝光波長已經縮小至248奈米、193奈米及157奈米之深紫外光區。隨著圖案及波長之變成更細，用於圖案化藉所使用的光阻之材料性質變成要求更高。特別，對敏感度、透明度、所產生的影像之美感、及光阻薄膜對用於圖案轉印的蝕刻條件之選擇性變得愈來愈苛刻。

為了改良曝光系統中之空間成像效能，頻繁採用單色光來產生高解析度影像。不幸，由於光之光波本質，單色反射光導致所謂的駐波。此等駐波係由於反射的單色光之建設性與破壞性干涉造成光阻薄膜之光強度變化所致。此種光強度變化降低解析度，引發線寬變化及凸紋輪廓之凹割。當塗覆於地形起伏上方之光阻薄膜曝光時，局部反射偏離地形起伏造成於薄膜體積內部所接收之曝光控制的複雜化，結果導致該光阻薄膜之某些極端侷限化區域為過度曝光或不足曝光。

為了解決此等問題，採用抗反射塗覆物。置於光阻薄膜上方之塗覆物稱作為「頂抗反射塗覆物」，而置於光阻薄膜與基板間之塗覆物稱作為「底抗反射塗覆物」(B.A.R.C.)更為頻繁使用。

但B.A.R.C.用來抗反射要求額外處理步驟且造成其它需要創新解決辦法的問題。舉例言之，於光阻薄膜顯影步驟之後，於光阻薄膜已經被移除區之B.A.R.C.必須被移除。雖然有其它解決之道，但典型地係藉氧化電漿蝕刻步驟進行。不幸，於電漿蝕刻步驟期間，由於B.A.R.C.與光阻薄膜間之蝕刻敏感度低，也蝕刻光阻薄膜。如此B.A.R.C.之厚度需為薄，俾便減少當移除B.A.R.C.時光阻薄膜被蝕刻去除量。

為了縮小B.A.R.C.之厚度但又獲得期望的抗反射性質，B.A.R.C.光學性質必須最佳化。折射率(N)為複合數，N=n-ik，此處n為折射率之「實數」部分及ik為折射率之虛數部分。消光係數k係與吸光係數(α)成正比，(α)為波長(λ)之函數，且可藉如下關係式估算k=λα/(4π)。若光阻薄膜與B.A.R.C.間之折射率有重大差異，則光將由B.A.R.C.反射偏離造成光阻薄膜之駐波效應。如此，該兩層之折射率之實數部分「n」須調整為大致上匹配或其差值為最小化，而該兩層之折射率之虛數部分「k」需最佳化來減少反射效應。此種最佳化對於減少來自於光阻薄膜/B.A.R.C.界面之殘餘反射相當重要。如此，當選擇適當k值時，需對基板反射及來自於光阻薄膜/B.A.R.C.界面之反射間做出折衷。

隨著浸沒式光刻術實施的成長，B.A.R.C.之特性需對浸沒式光刻術最佳化。入射射線改變之角度範圍愈寬，則要求最佳光學特性用於反射控制。為了解決此種情況，半導體產業採用多層B.A.R.C.，其中採用具有不同光學性質的兩種B.A.R.C.。可為兩層有機B.A.R.C.或一層有機B.A.R.C.與一層無機或有機金屬B.A.R.C.的組合。多層B.A.R.C.的使用及其一般特性說明於進階遮罩技術及處理，第5753期，第417至435頁(2005年)，第6519期第651928-1至651928-10頁、第651929-1至651929-10頁、及第65192A-1至65192A-8頁(2007年)。

多種習知B.A.R.C.係藉加熱固化可溶性聚合物組成物成為交聯薄膜而製造，該交聯薄膜係不溶於光阻鑄塑溶劑。若已固化之B.A.R.C.於該光阻鑄塑溶劑內具有可察覺的溶解度，則將出現兩層的交混且對光阻之成像效能造成負面影響。又，於習知B.A.R.C.之典型固化溫度，常常發生小量B.A.R.C.組分(例如TAG(熱酸產生劑)、交聯劑等)或來自於熱固化之反應副產物(例如酸類、醇類、水)之昇華。如此可能導致設備的污染，需要更為頻繁的清潔與更換來避免製造良率的喪失。此乃非期望者，原因在於如此可能導致製造成本的顯著增高。

常用抗反射組成物為使用含有旁出於聚合物主鏈之取代基的丙烯酸系聚合物結合劑之多組分調配物。丙烯酸系聚合物結合劑對已固化之B.A.R.C.之特性具有最強力影響。此等特性包括光學性質、電漿蝕刻率、於鑄塑溶劑之溶解度、對下方基板之黏著性、及與光阻薄膜之交互作用。此外，聚合物結合劑典型提供將於交聯反應中與其本身或與所添加之交聯劑起反應之位置。

用於習知B.A.R.C.調配物之典型丙烯酸系聚合物係藉不同官能基單體之自由基共聚合反應製備。另外，特定官能基可透過已知化學反應而接枝至聚合物主鏈上。薄膜吸光所要求之深紫外光(DUV)發色基團也係以物理方式分散入組成物而非以化學方式鏈接至聚合物主鏈。但當發色基團係以物理方式分散入B.A.R.C.時，導致兩項負面結果：(1)於烤乾步驟期間發色基團昇華，及(2)於光阻塗覆/烤乾處理期間發色基團被萃取入光阻內。

此種聚合物設計之主要限制為官能基順著聚合物主鏈隨機分布結果導致對重要的薄膜性質造成不利的影響。舉例言之，若負責黏著的官能基未均勻分布於薄膜，或若獲得具有不良黏著性質之單體嵌段，則可能發生黏著性喪失結果導致聚合物坍陷。同理，某些類型官能基的凝聚也可能導致塗覆物缺陷，若聚合物鏈之本特定部分比較聚合物鏈之其餘部分顯示不同的溶解度表現時導致缺陷。同理，若聚合物鏈中具有較高電漿蝕刻耐性之基團並未均勻分布跨聚合物主鏈，則可能出現具有較高蝕刻耐性之局部區域，結果導致不完全蝕刻或要求過度蝕刻而對光阻薄膜厚度造成損害。隨著影像解析度要求的愈來愈小，均勻度、重複性、及其它要求需要所採用之材料之均質度愈來愈高。

解決此等議題之一項辦法係導入需要之官能基，而其導入方式係將其於分子層面順著聚合物主鏈均質分布。理論上，此等材料係透過「活的」聚合法製造。不幸，大部分可用於製造丙烯酸系聚合物之「活的」聚合技術要求嚴苛的謹慎或對期望的官能基為不適合，如此限制此等聚合物之商業應用。

對於具有更小型結構尺寸之元件，於元件製造中使用銅來替代鋁。常用雙重鑲嵌法來製備元件中之銅結構(參考美國專利案第6,057,239號)。於此種方法中，於具有大的縱橫比(大於1)之基板上，於地形起伏頂端及溝槽或通孔底部，相對於溝槽或通孔直徑使用底抗反射塗覆物。但由於有機底抗反射塗覆材料之特性及地形起伏頂部塗覆物與溝槽(或通孔)內塗覆物間之厚度變化大，採用底抗反射塗覆材料於雙重鑲嵌法難以獲得良好結果。如此，較佳係首先塗覆及固化孔隙填補(填隙組成物)來填補溝槽(或通孔)且平面化地形起伏，及然後塗覆該抗反射塗覆物於已固化之孔隙填補塗覆物頂上。

對用於光刻術之填隙材料要求之期望性質包括a)可以於地形起伏頂端上方有極小薄膜厚度之薄膜來平面化具有高縱橫比半導體基板之地形起伏；b)於固化後於光阻或抗反射塗覆物溶劑中無溶解度以防填隙材料與光阻或抗反射塗覆物之交混；c)填隙組分未擴散入光阻或抗反射塗覆物；d)合理的至高的電漿蝕刻速率(高於光阻蝕刻速率)；e)可完全填補溝槽或通孔；及f)於用來曝光該光阻之光波長極少吸光。

本揭示文經由利用半導體基板塗覆組成物可解決先前技術之缺陷，該組成物採用非聚合性結合劑(NPCB)來形成底抗反射塗覆物及填隙組成物具有可微調之電漿蝕刻速率，實質上不會與光阻薄膜交混，具有優異的基板黏著性，及可微調的光學性質。因此，本發明可滿足具有改良之蝕刻選擇性之B.A.R.C.及填隙組成物用於基板上形成凸紋影像用來製造半導體、電子元件、及光學裝置之需求。

發明概要

本揭示文提供可用於製備可用作為孔隙填補組成物及底抗反射塗覆物之組成物之半導體塗覆組成物。本揭示文之半導體塗覆組成物包含：

(1)　至少一種非聚合性結合劑(NPB)；

(2)　至少一種交聯劑；及

(3)　至少一種溶劑。

該非聚合性結合劑(NPB)係以式(A⁰)表示。

此處Q為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為有機含DUV發色基團之取代基T或對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自約2至約15之範圍，b係自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d係分別為0或1，其中Q、W及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3。

於本揭示文之較佳實施例中，揭示適合用於製備可用於形成高解析度凸紋影像之底抗反射塗覆物(B.A.R.C.)之抗反射組成物。本揭示文之抗反射組成物包含：

1.　至少一種非聚合性含發色基團結合劑(NPCB)；

2.　至少一種交聯劑；及

3.　至少一種溶劑。

該NPCB係以式(A)表示，

此處Q為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，T為有機含DUV發色基團之取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自約2至約15之範圍，b係自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d係分別為0或1，其中Q、W及T共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3。

本揭示文也提供可用於孔隙填補組成物及底抗反射塗覆物之新穎非聚合性結合劑(NPB)。

新穎NPB係以式(B⁰)表示，

此處Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為有機含DUV發色基團之取代基T或對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自約2至約15之範圍，b係自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d=1，其中Q¹、W及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：

(a)　未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；

(b)　未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分；

(c)　未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及

(d)　未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有至少一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

於本揭示文之較佳實施例中，揭示可用於抗反射組成物之新穎非聚合性含發色基團結合劑(NPCB)。

該新穎NPCB係以式(B)表示，

此處Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，T為有機含DUV發色基團取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自約2至約15之範圍，b係自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d=1，其中Q¹、W及T共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：

a)　未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；

b)　未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分；

c)　未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及

d)　未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有至少一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

於另一個實施例中，本揭示文係有關一種於半導體元件製造中用於平面化層之製造之方法。該方法包含下列步驟：

a)　於一半導體基板上提供兩個或多個孔隙；

b)　以一種或多種本揭示文之可交聯非聚合性結合劑(NPB)、一種或多種交聯劑及一種或多種溶劑之孔隙填補組成物至少部分填補該兩個或多個孔隙；及

c)　於足以至少部分固化該組成物之溫度加熱該基板而於該基板上形成一平面化層。

於另一個實施例中，該揭示進一步係關於一種用以於一基板上形成一凸紋影像之光刻術方法，包含：

(a)　提供一基板，選擇性地塗覆以先前施用之第一底抗反射塗覆物或先前施用之孔隙填補組成物；

(b)　於一第一塗覆步驟以本揭示文之抗反射組成物塗覆該基板來形成一未經固化之底抗反射塗覆物(B.A.R.C.)；

(c)　於一第一烤乾步驟烤乾該未經固化之底抗反射塗覆物而提供一已固化之底抗反射塗覆物B.A.R.C.；

(d)　於一第二塗覆步驟中於該已固化之B.A.R.C.上方塗覆一光阻來於該已固化之B.A.R.C.上方形成一光阻薄膜；

(e)　於一第二烤乾步驟中烤乾該光阻薄膜來形成一光阻薄膜/已固化之B.A.R.C./選擇性的第一底抗反射塗覆物堆疊物；

(f)　將該堆疊物之光阻薄膜曝光於深紫外光成像射線；

(g)　顯影該堆疊物之部分光阻薄膜藉此暴露該堆疊物之下方已固化之B.A.R.C.的一部分；及

(h)　以一水性清洗液清洗該已固化之光阻薄膜/B.A.R.C./選擇性的第一底抗反射塗覆物堆疊物；及

(i)　於氧化電漿蝕刻該堆疊物之該下方已固化之B.A.R.C.的已暴露部分來製造一凸紋影像。

於另一個實施例中，本揭示文揭示自本揭示文之抗反射及孔隙填補組成物所製備之已熱固化之底抗反射塗覆物及孔隙填補塗覆物。此等已固化之塗覆物例如係藉前述光刻術方法之步驟a至步驟c及前述平面化層之製法製成。

於另一個實施例中，本揭示文揭示一種光阻薄膜/B.A.R.C./孔隙填補薄膜堆疊物包含一有至少兩個孔隙之半導體基板，塗覆於該半導體基板上之本揭示文之孔隙填補薄膜組成物之一已熱固化薄膜，塗覆於該孔隙填補薄膜上之一底抗反射組成物之一已熱固化之薄膜塗覆物，及於本揭示文之抗反射組成物之已熱固化薄膜上方之一光阻薄膜。本揭示文之光阻薄膜/B.A.R.C./孔隙填補薄膜堆疊物例如可藉前文說明之平面化層製法接著為前述光刻術方法之步驟a至步驟e製備。

於另一個實施例中，本揭示文揭示一種光阻薄膜/B.A.R.C.堆疊物，包含一基板，選擇性地塗覆以先前施用之一第一底抗反射塗覆物，塗覆於該基板上之本揭示文之底抗反射塗覆物之已熱化之薄膜塗覆物(B.A.R.C.)，及於本揭示文之抗反射組成物之已熱固化薄膜上方之一光阻薄膜。本揭示文之光阻薄膜/B.A.R.C.堆疊物例如可藉前述光刻術方法中之步驟a至步驟e製備。

本揭示文之半導體塗覆組成物提供具有可微調之電漿蝕刻速率、實質上不會與光阻交混、優異之基板黏著性、及可控制之光學性質的B.A.R.C.及孔隙填補組成物。其適合用作為正調性或負調性光阻用於製造基板上之高解析度凸紋影像用於半導體、電子元件及光學裝置之製造。

較佳實施例之詳細說明定義與命名

於本說明書中將述及多個術語，該等術語定義為具有下列意義：除非上下文明白指示，否則單數形「一」及「該」意圖涵蓋複數形。

「抗反射塗覆物」一詞用於此處係指置於光阻薄膜頂上或下方來減少成像射線的反射及與該反射相關聯之駐波效應之一塗覆物。

「底抗反射塗覆物」及「B.A.R.C.」等詞於此處互換用於指位於光阻薄膜下方來減少成像射線自基板之反射及與該反射相關聯之駐波效應之一塗覆物。

「光阻薄膜」、「光阻層」、「光阻塗覆物」及「經塗覆之光阻」等詞於此處互換使用來表示固體、玻璃狀、及/或沾黏性混合物，其含有一種或多種化學類別，該等化學類別之物理性質及/或化學性質(通常為溶解度)當暴露於特定波長之射線時改變，而該改變允許於基板上形成凸紋影像。

「發色基團」、「深紫外光發色基團」及「DUV發色基團」等詞於此處互換使用來表示一個化學部分，其吸收電磁頻譜之深紫外光區之選定波長的射線，主要係吸收自約100奈米至約300奈米範圍之射線。特別令人感興趣之選定之波長包括但非限於成像波長諸如248奈米、193奈米、及157奈米。

「結合劑」一詞用於此處表示半導體塗覆組成物之一組分，結合劑之主要目的係與交聯劑反應來形成實質上不溶於該光阻塗覆溶劑之半導體塗覆物。此外，該結合劑可滿足其它關鍵功能，包括但非限於改良半導體塗覆組成物之黏著性、抗反射性及薄膜形成性質。

「聚合物」一詞用於此處表示由多於兩個重複結構單元透過共價化學鍵彼此直接連結所組成之化學化合物或化學化合物之混合物。本定義明白包括冠醚類、糊精類、環糊精類、及寡聚物環氧樹脂。如此「非聚合性」一詞排除冠醚類、糊精類、環糊精類、及寡聚物環氧樹脂。

「孔隙」及「間隙」等詞於此處係作為同義字使用。「塗覆物」及「薄膜」等詞於此處係作為同義字使用。「半導體基板塗覆組成物」及「半導體塗覆組成物」等詞於此處係作為同義詞使用。

於本說明書之上下文中，於X及Y¹¹上下文中之「反應性官能基」一詞係表示羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、丙烯基醚、乙烯基醚、(甲基)丙烯醯基、鹵素、磺酸根、羧基、羧基酯、羧基酐、及羧酸鹵化物基中之一者或多者。

(1)　至少一種非聚合性結合劑(NPB)；

(2)　至少一種交聯劑；及

(3)　至少一種溶劑。

該非聚合性結合劑(NPB)係以式(A⁰)表示。

Φ之實例包括但非限於後文對T及所述之該等實例。

為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基。典型之實例包括：

a)　氫原子；

b)　經取代之或未經取代之C₁-C₂₄線性、分支、環系、或多環系烷基或烯基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及

c)　經取代之或未經取代之C₁-C₂₄線性、分支、環系、或多環系烷基或烯基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

較佳係選自於由下列所組成之組群

(a)　氫原子；

(b)　經取代之或未經取代之C₁-C₁₆線性、分支、環系、或多環系烷基或烯基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及

(c)　經取代之或未經取代之C₁-C₁₆線性、分支、環系、或多環系烷基或烯基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

更佳係選自於由下列所組成之組群

(a)　氫原子；

(b)　經取代之或未經取代之C₁-C₁₆線性、分支或環系烷基或烯基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及

(c)　經取代之或未經取代之C₁-C₁₆線性、分支或環系烷基或烯基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

最佳係選自於由下列所組成之組群

(a)　氫原子；

(b)　經取代之或未經取代之C₁-C₁₂線性、分支或環系烷基或烯基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及

(c)　經取代之或未經取代之C₁-C₁₂線性、分支或環系烷基或烯基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

於全部之說明之上下文中(例如)，若係鍵結至兩個不同碳原子，則氧原子或硫原子被視為環或鏈結構之整合部分。若係鍵結至三個不同碳原子，則氮原子被視為環或鏈結構之整合部分。

各個基可相同或相異。適當數目及適當性質之基團之選擇將依據特定應用用途及期望之性質(例如尺寸、可撓性、對黏度之影響等)而異。此外，可具有適合用來協助該半導體塗覆組成物之交聯反應之某些結構單元具有及/或含有適合用來協助該半導體塗覆組成物之交聯反應之結構單元及/或官能基。

之實例包括但非限於甲基、乙基、1-丙基、2-丙基、1-丁基及下示結構式，

X、Q、Z¹、Z¹¹、W、Y¹¹、a、b、及c容後於抗反射組成物章節詳細說明。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之至少一種NPB係以式(A¹)表示：

此處Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為或T，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，T為有機含DUV 發色基團之取代基，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，a係於自約2至約15之範圍，b係於自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d分別為0或1，其中Q¹、W、及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之至少一種NPB係以式(A²)表示：

此處Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為或T，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，T為有機含DUV發色基團之取代基，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，a係於自約2至約15之範圍，b係於自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d分別為0或1，其中Q²、W、及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3及Q²為未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之至少一種NPB係以式(A³)表示：

此處Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為或T，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，T為有機含DUV發色基團之取代基，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，a係於自約2至約15之範圍，b係於自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d分別為0或1，其中Q³、W、及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3及Q³為未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之至少一種NPB係以式(A⁴)表示：

此處Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為或T，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，T為有機含DUV發色基團之取代基，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，a係於自約2至約15之範圍，b係於自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d分別為0或1，其中Q⁴、W、及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3及Q⁴為未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之至少一種NPB係以式(A⁵)表示：

此處Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為或T，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，T為有機含DUV發色基團之取代基，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，a係於自約2至約15之範圍，b係於自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d分別為0或1，其中Q⁵、W、及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3及Q⁵為未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有至少一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之至少一種NPB係以式(A⁶)表示：

此處Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，a係於自約2至約15之範圍，b係於自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d分別為0或1，其中Q¹、W、及共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之至少一種NPB係以式(A⁷)表示：

此處Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，為氫原子，a係於自約2至約15之範圍，b係於自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d分別為0或1，其中Q¹及W共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之至少一種NPB係以式(A⁸)表示：

此處Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，為經取代之或未經取代之C₁-C₂₄線性、分支、環系、或多環系烷基或烯基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分，a係於自約2至約15之範圍，b係於自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d分別為0或1，其中Q¹、W、及共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之至少一種NPB係以式(A⁹)表示：

此處Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，為經取代之或未經取代之C₁-C₂₄線性、分支、環系、或多環系烷基或烯基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分，a係於自約2至約15之範圍，b係於自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d分別為0或1，其中Q¹、W、及共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：

抗反射組成物

於本揭示之較佳實施例中，揭示適合用於製備可用於形成高解析度凸紋影像之底抗反射塗覆物(B.A.R.C.)之抗反射組成物。本揭示之抗反射組成物包含：

(1)　至少一種非聚合性含發色基團結合劑(NPCB)；

(2)　至少一種交聯劑；及

(3)　至少一種溶劑。

該NPCB係以式(A)表示，

此處Q為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，T為有機含DUV發色基團之取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自約2至約15之範圍，b係自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d係分別為0或1，其中Q、W及T共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3及Q係選自於由下列所組成之組群：

於全部Q(例如Q、Q¹、Q²...)之說明上下文中，若氧原子或硫原子係鍵結至兩個不同碳原子，則氧原子或硫原子被視為環或鏈結構之整合部分。若氮原子係鍵結至三個不同碳原子，則氮原子被視為環或鏈結構之整合部分。除非於本揭示中特別陳述，否則全部Q皆未經取代。

較佳Q係選自於由下列所組成之組群：

(a)　未經取代之C₃-C₂₄線性或分支脂肪族基未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及

(b)　未經取代之C₂-C₂₄線性、分支脂肪族基含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

更佳Q係選自於由下列所組成之組群：

(a)　未經取代之C₄-C₁₆線性或分支脂肪族基未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及

(b)　未經取代之C₃-C₁₆線性、分支脂肪族基含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

最佳Q係選自於由下列所組成之組群：

(a)　未經取代之C₆-C₁₂線性或分支脂肪族基未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及

(b)　未經取代之C₄-C₁₂線性、分支脂肪族基含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

Q之實例包括但非限於，

此處指示Q與X、Z¹或Z¹¹間之鍵結。

Q非聚合性。Q之確切組成及結構式係經選擇，因而使得某些關鍵性質最佳化包括但非限於基板黏著性、溶解度特性、及光阻薄膜與B.A.R.C.間之電漿蝕刻選擇性。舉例言之，增加Q之氧含量或含有較少數環系環可能導致具有較高蝕刻速率及光阻薄膜與B.A.R.C.間之蝕刻選擇性提高之B.A.R.C.。

於式(A)及式(A⁰)之NPB及NPCB之前驅物中，Q係含於結構式(C)表示之多官能非聚合性反應性實體之範圍內，

Q(X)_(a+b+c)　(C)

此處(C)含有(a+b+c)反應性官能基，自其中可合成(A)。X為協助交聯反應因而將期望部分直接或間接附接至Q之反應性官能基。用於本定義目的，兩端附接至Q之環系酐被視為兩個反應性官能基原因在於其可連結二部分至Q。各個X基可相同或相異且係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、丙烯基醚、乙烯基醚、(甲基)丙烯醯基、鹵素、磺酸根、羧基、羧基酯、羧基酐、及羧酸鹵化物所組成之組群。較佳X基係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、丙烯基醚、乙烯基醚、(甲基)丙烯醯基、鹵素、磺酸根、羧基、羧基酐、及羧酸鹵化物所組成之組群。更佳X基係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、丙烯基醚、(甲基)丙烯醯基、及羧基所組成之組群。最佳X基係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、(甲基)丙烯醯基、及羧基所組成之組群。

式(A)及(A⁰)結構式可以b之數量含有附接至Q之未反應的X基。此等X基可於抗反射組成物固化期間提升基板黏著性及/或協助交聯反應等功能。

多官能非聚合性反應性實體(C)之實例包括但非限於下列材料類別：

(a)　多羥基化合物諸如季戊四醇、二季戊四醇、甘油、赤蘚醇及單醣類及雙醣類諸如木糖醇、甘露糖醇、山梨糖醇、蔗糖、果糖、葡萄糖、及麥芽糖；

(b)　多元硫醇類諸如1,2,3-丙三硫醇、1,3,5-戊三硫醇、1,2,6-己三硫醇、1,2,3,4-丁四硫醇、及1,3,5-環己三硫醇；

(c)　不含氮原子之多羧酸類諸如乙三羧酸、1,2,3-丙三羧酸、丁四羧酸、四氫呋喃四羧酸、環丁烷三羧酸、環戊烷四羧酸、環己烷六羧酸、及含氮多羧酸類諸如伸乙基二胺四乙酸、1,2-二胺丙烷-N,N,N’,N’-四乙酸、1,3-二胺丙烷-N,N,N’,N’-四乙酸、5H-二伸乙基三胺五乙酸、及乙二醇-貳(2-胺乙基醚)-N,N,N’,N’-四乙酸；

(d)　含三個或更多個胺基之第一胺類及第二胺類諸如參(2-胺乙基)胺；

(e)　含三個或更多個烯基之烯類諸如1,3,7-辛三烯、香葉烯、及五葉松烯(cembrene)；

(f)　含三個或更多個烯丙基醚基之烯丙基醚類諸如三羥甲基丙烷、三烯丙基醚、赤蘚醇四烯丙基醚、季戊四醇四烯丙基醚、及二季戊四酵六烯丙基醚；

(g)　含三個或更多個乙烯基醚基之乙烯基醚類諸如三羥甲基丙烷三乙烯基醚、赤蘚醇四乙烯基醚、季戊四醇四乙烯基醚、及二季戊四醇六乙烯基醚；

(h)　多羧酸酯類諸如三羧酸三甲基丙酯、四羧酸四甲基丁酯、及六羧酸六乙基環己酯；

(i)　羧酸酐類諸如伸乙基二胺四乙酸二酐、二環[2.2.2]辛烷-2,3,5,6-四羧酸二酐、環丁烷-1,2,3,4-四羧酸二酐、四氫呋喃-2,3,4,5-四羧酸二酐、1,2,3-丙烷三羧酸參(乙酐)、及四氫呋喃-2,3,4,5-四羧酸肆(乙酐)；

(j)　含三個或更多個羧酸鹵基之羧酸鹵類諸如1,1,2,2-乙烷四羰基氯、1,2,3-丙烷三羰基氯、及環己烷六羰基氯或類似之溴化物；

(k)　含三個或更多個鹵基之烷基鹵類諸如1,2,3-三氯丙烷、1,2,3-三溴丙烷、1,2,3,4-四溴丙烷、1,1,1-參(氯甲基)丙烷、1,3-二氯-2-(氯甲基)-2-甲基丙烷及季戊四醇四溴；

(l)　含三個或更多個磺酸基之磺酸衍生物諸如季戊四醇肆(對甲苯磺酸酯)、季戊四醇肆(甲烷磺酸酯)、1,2,3-參(三氟甲烷磺醯基)丙烷及二季戊四醇陸(對甲苯磺酸酯)；

(m)　含三個或更多個(甲基)丙烯酸基之(甲基)丙烯酸酯衍生物諸如二季戊四醇六丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、及三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯；及

(n)　含三個或更多個不同反應性官能基之多官能組合化合物諸如乳二酸、酒石酸、檸檬酸、檸檬酸三甲酯、奎寧酸、絲胺酸、半胱胺酸、胱胺酸、二伸乙基三胺五乙酸二酐、N-(2-羥乙基)伸乙基二胺-N,N’,N’-三乙酸、二季戊四醇五丙烯酸酯、二硫赤蘚醇、二硫蘇糖醇及2,3-二巰-1-丙醇。

式(A)及(A⁰)及(C)中a之適當值係自約2至約15，較佳自約2至約12，更佳自約2至約10，及最佳自約2至約8；b之適當值為自0至約10，較佳自0至約8，更佳自0至約6，及最佳自0至約4；及c之適當值為自0至約5，較佳自0至約4，更佳自0至約3，及最佳自0至約2，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3。

二價有機橋接基W為透過Z¹及Z¹¹連結Q至Φ(可為或含深紫外光發色基團之取代基T)之橋接基。較佳W係選自於由下列所組成之組群：

(a)　經取代之或未經取代之C₁-C₁₂線性、分支、環系、或多環系伸烷基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；

(b)　經取代之或未經取代之C₁-C₁₂線性、分支、環系、或多環系伸烷基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分；

(c)　經取代之或未經取代之伸苯基；

(d)　含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物之經取代之或未經取代之C₃-C₅單核伸雜芳基；

(e)　經取代之或未經取代之C₁₀-C₃₀多核伸芳基；及

(f)　含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物之經取代之或未經取代之C₆-C₃₀多核伸雜芳基。

更佳W係選自於由下列所組成之組群：

(c)　經取代之或未經取代之伸苯基；及

(d)　經取代之或未經取代之C₁₀-C₃₀多核伸芳基。

最佳W係選自於由下列所組成之組群：

(b)　經取代之或未經取代之C₁-C₁₂線性、分支、環系、或多環系伸烷基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分；及

(c)　經取代之或未經取代之伸苯基。

於W之說明上下文中，氧原子、硫原子或氮原子若係鍵結至兩個不同碳原子則被視為環或鏈結構之整合部分。

當W係經取代時，取代基數目及身分可提升基板黏著性及/或協助抗反射組成物之交聯反應等功能。此外，W可為可撓性或剛性及其確切結構式將影響多項關鍵性質包括但非限於溶解度、塗覆物性質、交聯效率、及光阻薄膜與B.A.R.C.間之電漿蝕刻選擇性。此外，當W為伸芳基或伸雜芳基時，其藉由提高NPCB於選定之波長之總吸光而可協助控制抗反射組成物之光學性質。W及其取代基(若有)之結構式必須適當平衡來獲得期望之性質之摻混。舉例言之，當W具有可撓性脂肪族結構時，NPCB之溶解度須提升且抗反射組成物之塗覆性質及交聯效率也可提升。但將犧牲抗反射能力原因在於來自於W對光吸收之貢獻將減低。

W上之適當取代基係選自於由下列所組成之組群：

(a)　經取代之或未經取代之線性、分支或環系C₁-C₆烷基；

(b)　經取代之或未經取代之苯基；

(c)　硝基；

(d)　氰基；

(e)(-OR¹⁶¹)此處R¹⁶¹為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(f)(-SR¹⁶²)此處R¹⁶²為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(g)(-NR¹⁶³R¹⁶⁴)此處R¹⁶³及R¹⁶⁴分別為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(h)[-C(=O)R¹⁶⁵]此處R¹⁶⁵為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(i)[-C(=O)OR¹⁶⁶]此處R¹⁶⁶為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(j)[-C(=O)R¹⁶⁷]此處R¹⁶⁷為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(k)[-C(=O)NR¹⁶⁸R¹⁶⁹]此處R¹⁶⁸及R¹⁶⁹分別為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；及

(l)[-SC(=O)R¹⁷⁰]此處R¹⁷⁰為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基。

W之實例包括但非限於亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸異丙基、伸異丁基、

此處指示W與Y¹、Y¹¹、Z¹或Z¹¹間之鍵結。

T為有機含DUV發色基團取代基。T可為至少一個適當DUV發色基團其可吸收自約100奈米至約300奈米之範圍之選定波長之射線之任何取代基。特別感興趣之選定之波長包括但非限於諸如248奈米、193奈米、及157奈米之成像波長。高度共軛部分通常為適當發色基團。較佳T為含有至少一個選自於由下列所組成之組群之DUV發色基團之一部分：

(a)　經取代之或未經取代之苯基；

(b)　含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物之經取代之或未經取代之C₃-C₅單核雜芳基；

(c)　經取代之或未經取代之C₁₀-C₃₀多核芳基；

(d)　含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物之經取代之或未經取代之C₆-C₃₀多核雜芳基；及

(e)　含有與至少一個電子撤出基共軛之至少一個雙鍵之非芳香族深紫外光發色基團。

DUV發色基團之實例包括但非限於經取代之或未經取代之芳基或雜芳基衍生物，諸如苯基、聯苯基、萘基、呋喃基、噻吩基、蒽基、菲基、吖啶基、苯甲醯基苯基、及啉基。適當含有與至少一個電子撤出基共軛之至少一個雙鍵之非芳香族深紫外光發色基團之實例係說明於美國專利案第7,132,216號，該案係以引用方式併入此處。DUV發色基團之較佳實例包括但非限於苯基、聯苯基、2-巰苯基、苯甲醯基苯基及含有與至少一個電子撤出基共軛之至少一個雙鍵的多種非芳香族深紫外光發色基團。DUV發色基團之較佳實例包括但非限於苯基、聯苯基、2-巰苯基、苯甲醯基苯基、2,4-己二烯酸根、及丁烯二酸根。須了解該等DUV發色基團中之一者或多者可於其結構式內之多個點經化學改性，同時保有或甚至改良其輻射吸收性質。

各個T基可相同或相異。T基之適當數目及本質的選擇將依據感興趣之吸光波長及特定應用用途而異。此外，T可具有某些結構單元及/或含有官能基其適合例如藉親電子芳香族取代來協助抗反射組成物之交聯反應。

T之苯基、多核芳基、及雜芳基等類別之實例包括但非限於下示結構式，

此處指示T與U¹¹或Z¹¹間之鍵結及此處m=1-5；n=1-4；p=1-3；q=1-2；及R⁶⁰可分別選自於由下列所組成之組群：

(a)　氫原子；

(b)　經取代之或未經取代之線性、分支或環系C₁-C₆烷基；

(c)　硝基；

(d)　氰基；

(e) (-OR⁶¹)此處R⁶¹為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(f) (-SR⁶²)此處R⁶²為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(g) (-NR⁶³R⁶⁴)此處R⁶³及R⁶⁴分別為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(h) [-C(=O)R⁶⁵]此處R⁶⁵為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(i) [-C(=O)OR⁶⁶]此處R⁶⁶為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(j) [-C(=O)R⁶⁷]此處R⁶⁷為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；

(k) [-C(=O)NR⁶⁸R⁶⁹]此處R⁶⁸及R⁶⁹分別為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基；及

(l) [-SC(=O)R⁷⁰]此處R⁷⁰為氫原子、經取代之或未經取代之C₁-C₆線性、分支或環系烷基或苯基。

具非芳香族發色基團之T之實例包括但非限於下列基團。

此處指示T與U¹¹或Z¹¹間之鍵結，此處q及R⁶⁰係如前文定義及其中R⁷¹為經取代之或未經取代之C₁-C₆烷基。

NPCB於曝光波長之吸光係經由控制W及T二者之性質而予調整。須注意一給定的NPCB之吸光比於不同波長可能不同，要求NPCB對該感興趣之特定波長的最佳化。除了吸光比之外，W及T二者之選擇須對若干關鍵參數最佳化包括但非限於基板黏著性、溶解度、塗覆物品質、交聯效率、及光阻薄膜與B.A.R.C，間之電漿蝕刻選擇性。經常適當W及/或T的選擇複雜，原因在於一種期望性質的提升將伴隨有另一種性質非期望的降級。舉例言之，當W具有伸芳基或伸雜芳基結構時，NPCB之抗反射能力將改良，但其它性質諸如抗反射組成物之交聯效率及電漿蝕刻選擇性可能受到負面影響。

若採用具有抗反射塗覆物之孔隙填補組成物，則較佳該孔隙填補組成物於光阻曝光波長之總吸光比顯著低於底抗反射塗覆物之吸光比。此外較佳，孔隙填補組成物之電漿蝕刻耐性為低。如此較佳用於本應用於結合劑中Φ主要為。但於結合劑中須採用與T之混合物來最佳化光學性質或其它性質。

如前文說明，NPB之關鍵角色係與交聯劑反應來形成實質上不溶於光阻(或抗反射塗覆物)鑄塑溶劑之半導體塗覆物(例如孔隙填補塗覆物或抗反射塗覆物)。此點具關鍵重要性來確保塗覆物與光阻間並無交混可能降級成像圖案或孔隙填補塗覆物及抗反射塗覆物。交聯反應中具有反應性之官能基或位置可摻混於或附接至Q、W及Φ中之一者或多者。Q、W及Φ須共同含有於該交聯反應中具有反應性之至少兩個官能基。未反應之X及Y¹¹基可滿足此項要求，但其它取代基或其它位置也可協助交聯反應。所發生之交聯反應之特定類型將取決於半導體塗覆組成物中所採用之NPB本質。舉例言之，含活性芳香環諸如酚之NPCB可透過親電子芳香族取代反應而與親電子交聯劑反應來交聯抗反射薄膜。另外，含有巰基之NPCB可經由多個反應機轉而與含有多個環氧基、烯基、或巰基之交聯劑進行交聯。顯然易明(參見下文)於式(A)及(A⁰)、(B)及(B⁰)結構式之合成辦法說明中，所製造之材料部分可為適當化合物之混合物。於該交聯中具有反應性之平均具有兩個該種基團或位置之混合物可視為滿足於該交聯中具有至少兩個基團或位置標準。較佳存在有至少三個此種基團或位置，俾最大化有至少兩個交聯基之個別分子數目。

本揭示文之NPB(包括NPCB)可透過多種化學反應製備，包括但非限於加成反應、取代反應、及複分解反應。用於鏈接核心、橋接基、及取代基之化學反應可能需要或可能不需要催化劑。依據反應而定，適當催化劑包括但非限於酸催化劑、鹼催化劑、及含金屬催化劑。NPB可藉會聚的發散的化學合成徑路製備。熟諳技藝人士可決定適合組成本揭示文之NPB之適當反應、催化劑(若有所需)、及合成徑路。製備NPCB之辦法討論如下。該等辦法係使用T做說明，但該等辦法同等適用於包括含之全部NPB結合劑(及如此適用於含Φ之全部NPB結合劑)。

NPCB(Q、W及T)之關鍵組分可經由三種分開辦法鏈接。首先，透過二價鏈接基Z¹¹的形成，Q可連結至含發色基團基T。此處，Z¹¹係衍生自根據反應式(1)，X與U¹¹一種附接至T之反應性官能基之反應。反應式(1)之產物因而為(A)之實例，其中c及d為0。

QG)₍ _a ₊ _b ₎+aU¹¹-T→(X)_bQ(Z¹¹-T)_a　Eq.(1)

於第二辦法中，經由二價鏈接基Z¹的形成，Q可首先連結至橋接基W。Z¹係根據反應式(2)衍生自X與Y¹之反應，Y¹為附接至橋接基W之一種反應性官能基。

Q(X)₍ _a ₊ _b ₊ _c ₎+(a+c)Y¹-W-Y¹¹+(X)_bQ(Z¹-W-Y¹¹)₍ _a ₊ _c ₎　Eq.(2)

一旦Q與W連結，然後含發色基團之基T可透過二價鏈接基Z¹¹而鏈接至W。於此種辦法中，Z¹¹係根據反應式(3)衍生自U¹¹與Y¹¹之反應，Y¹¹為附接至橋接基W之第二反應性官能基。

(X)_bQ(Z¹-W-Y¹¹)₍ _a ₊ _c ₎+(a+c)U¹¹-T→(X)_bQ(Z¹-W-Z¹¹-T)₍ _a ₊ _c ₎　Eq.(3)

反應式(3)之產物為此處已經進行Y¹¹之完整反應之實例。當進行低於Y¹¹之完整反應時，NPCB係根據反應式(4)形成，產生(A)實例，此處d=1及c不等於0。

可採用第三種合成辦法，其中W首先根據反應式(5)透過Z¹¹連結至含發色基團基T。其次，本材料可根據反應式(6)透過Z¹鏈接至Q。於此辦法中c=0。

Y¹-W-Y¹¹+U¹¹-T→Y¹-W-Z¹¹-T　Eq.(5)

Q(X)₍ _a ₊ _b ₎+aY¹-W-Z¹¹-T→(X)_bQ(Z¹-W-Z¹¹-T)_a　Eq.(6)

本辦法之變化法可用於製造NPCB，其中部分T基係透過Z¹¹直接連結至Q及其它基團係透過額外Z¹W部分而間接連結至Q(反應式7)。若e當量之Y^1-W-Z¹¹-T與Q(X)_(a+b)如同反應式6反應及隨後f當量之U¹¹-T反應，則形成反應式7之產物(c=0，a=e+f)。

(X)_(a ₊ _b _- _e ₎Q(Z¹-W-Z¹¹-T)_e+fU¹¹-T→(X)_bQ(Z¹-W-Z¹¹-T)_e(Z¹¹T)_f　Eq.(7)

相對於(A)，如此基本上係對應於下述情況此處c=0，及a分裂為二部分；於同一個分子內，一者其中為d=1(e)及一者其中d=0(f)。

反應式1、2、3、4、6及7之任一種產物皆可經由與Y¹-W-Y¹¹反應改性來製造(額外)Z¹-W-Y¹¹取代基，此處若先前產物含有W部分則W可相同或相異，只要有未反應之X基即可。獲得W基混合物之替代辦法係採用Y¹-W-Y¹¹化合物與不同W基之混合物。

藉此方式，可組成結構式(A)或(A⁰)之結合劑來最佳化材料具有所要求的光學性質、電漿蝕刻速率、交聯反應性及其它性質程度。

Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，個別Z¹及Z¹¹係獨立選擇。此等二價鏈接基係自Q、W及T上之反應性取代基之反應製備。Z¹鏈接基係經由X與反應劑Y¹-W-Y¹¹或Y¹-W-Z¹¹-T之Y¹反應製備。Z¹¹鏈接基係經由X或-W-Y¹¹化合物之Y¹¹與U¹¹-T化合物之U¹¹反應製備。

Y¹、Y¹¹及U¹¹係獨立選擇且包含可協助鏈接反應因而鏈接特定單元之官能基。反應性官能基Y¹、Y¹¹及U¹¹係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、丙烯基醚、乙烯基醚、(甲基)丙烯醯基、鹵素、磺酸根、羧基、羧基酯、羧基酐、及羧酸鹵化物所組成之組群。

較佳Y¹、Y¹¹及U¹¹係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、丙烯基醚、乙烯基醚、(甲基)丙烯醯基、鹵素、磺酸根、羧基、羧基酐、及羧酸鹵化物所組成之組群。

更佳Y¹、Y¹¹及U¹¹係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、丙烯基醚、(甲基)丙烯醯基、及羧基所組成之組群。

最佳Y¹、Y¹¹及U¹¹係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、(甲基)丙烯醯基、及羧基所組成之組群。

Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，各個個別Z¹及Z¹¹係獨立選擇。適當二價鏈接基Z¹及Z¹¹之實例包括但非限於：

(a)[-C(=O)O-]；

(b)[-OC(=O)-]；

(c)[-C(=O)NR¹-]此處R¹為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(d)[-NR²C(=O)-]此處R²為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(e)[-C(=O)S-]；

(f)[-SC(=O)-]；

(g)[-SCH(R⁷)CH(R⁸)-]此處R⁷及R⁸分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(h)[-CH(R⁹)CH(R¹⁰)S-]此處R⁹及R¹⁰分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(i)[-SCH(R⁷²)CH(R⁷³)C(=O)O-]此處R⁷²及R⁷³分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(j) [-OC(=O)CH(R⁷⁴)CH(R⁷⁵)S-]此處R⁷⁴及R⁷⁵分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(k) [-SCH₂CH(R⁷⁶)CH(R⁷⁷)O-]此處R⁷⁶及R⁷⁷分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(l) [-OCH(R⁷⁸)CH(R⁷⁹)CH₂S-]此處R⁷⁸及R⁷⁹分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(m) [-SCH₂CH(R⁸⁰)O-]此處R⁸⁰為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(n) [-OCH(R⁸¹)CH₂S-]此處R⁸¹為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(o) [-C(=O)OCH₂CH(R⁸²)O-]此處R⁸²為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(p) [-OCH(R⁸³)CH₂OC(=O)-]此處R⁸³為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(q) (-O-)；

(r) (-S-)；

(s) (-S-S-)；

(t) (-NR¹⁹-)此處R¹⁹為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(u) [-(R³)C=C(R⁴)-]此處R³及R⁴分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；及

(v) [-CH(R⁵)CH(R⁶)-]此處R⁵及R⁶分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基。

Z¹及Z¹¹之較佳實例包括但非限於，

(a) [-C(=O)O-]；

(b) [-OC(=O)-]；

(c) [-C(=O)NR¹-]此處R¹為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(d) [-NR²C(=O)-]此處R²為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(e) [-C(=O)S-]；

(f) [-SC(=O)-]；

(g) [-SCH(R⁷)CH(R⁸)-]此處R⁷及R⁸分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(h) [-CH(R⁹)CH(R¹⁰)S-]此處R⁹及R¹⁰分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(i) [-SCH(R⁷²)CH(R⁷³)C(=O)O-]此處R⁷²及R⁷³分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(o)[-C(=O)OCH₂CH(R⁸²)O-]此處R⁸²為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(p)[-OCH(R⁸³)CH₂OC(=O)-]此處R⁸³為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；

(q)(-O-)；

(r)(-S-)；

(s)(-S-S-)；及

(t)(-NR¹⁹-)此處R¹⁹為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基。

Z¹及Z¹¹之更佳實例包括但非限於，

(a)[-C(=O)O-]；

(b)[-OC(=O)-]；

(e)[-C(=O)S-]；

(f)[-SC(=O)-]；

(k) [-SCH₂CH(R⁷⁶)CH(R⁷⁷)O-]此處R⁷⁶及R⁷⁷分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；及

(l) [-OCH(R⁷⁸)CH(R⁷⁹)CH₂S-]此處R⁷⁸及R⁷⁹分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基。

Z¹及Z¹¹之最佳實例包括但非限於，(a) [-C(=O)O-]；(b) [-OC(=O)-]；(c) [-C(=O)NR¹-]此處R¹為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；(d) [-NR²C(=O)-]此處R²為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；(e) [-C(=O)S-]；(f) [-SC(=O)-]；(g) [-SCH(R⁷)CH(R⁸)-]此處R⁷及R⁸分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；(h) [-CH(R⁹)CH(R¹⁰)S-]此處R⁹及R¹⁰分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；(i) [-SCH(R⁷²)CH(R⁷³)C(=O)O-]此處R⁷²及R⁷³分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基；及(j) [-OC(=O)CH(R⁷⁴)CH(R⁷⁵)S-]此處R⁷⁴及R⁷⁵分別為氫原子或經取代之或未經取代之C₁-C₆線性或分支烷基。

式(A⁰)結構式之實例包括但非限於下列化合物及如下對(A)所示之該等化合物。

式(A)結構式之實例包括但非限於下列化合物：

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之該至少一種NPCB係以式(D)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、T、b、c、及d係如前文定義及Q²為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系或多環系脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

較佳，Q²為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₃-C₂₄線性、分支、或環系脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約3至約12之範圍。

更佳，Q²為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₄-C₂₀線性、或分支脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約3至約10之範圍。

最佳，Q²為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₆-C₂₀線性、或分支脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之該至少一種NPCB係以式(E)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、T、b、c、及d係如前文定義及Q³為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系或多環系脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

較佳，Q³為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₃-C₂₄線性、分支、或環系脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約3至約12之範圍。

更佳，Q³為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₃-C₂₀線性、或分支脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約3至約10之範圍。

最佳，Q³為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₄-C₁₆線性、或分支脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之該至少一種NPCB係以式(F)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、T、b、c、及d係如前文定義及Q⁴為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分所組成之一未經取代之C₆-C₄₀多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

較佳，Q⁴為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分所組成之一未經取代之C₆-C₂₈多價有機核，及a係於自約3至約12之範圍。

更佳，Q⁴為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分所組成之一未經取代之C₇-C₂₂多價有機核，及a係於自約3至約10之範圍。

最佳，Q⁴為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分所組成之一未經取代之C₈-C₁₈多價有機核，及a係於自約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之該至少一種NPCB係以式(G)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、T、b、c、及d係如前文定義及Q⁵為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分二者所組成之一未經取代之C₅-C₄₀多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

較佳，Q⁵為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分二者所組成之一未經取代之C₅-C₂₄多價有機核，及a係於自約3至約12之範圍。

更佳，Q⁵為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分二者所組成之一未經取代之C₆-C₂₀多價有機核，及a係於自約3至約10之範圍。

最佳，Q⁵為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分二者所組成之一未經取代之C₆-C₁₆多價有機核，及a係於自約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之該至少一種NPCB係以式(H)表示：

此處Q、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、c、及d係如前文說明及T¹分別為經取代之或未經取代之苯基。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之該至少一種NPCB係以式(I)表示：

此處Q、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、c、及d係如前文說明及T²分別為含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物之經取代之或未經取代之C₃-C₅單核雜芳基。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之該至少一種NPCB係以式(J)表示：

此處Q、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、c、及d係如前文說明及T³分別為經取代之或未經取代之C₁₀-C₃₀多核芳基。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之該至少一種NPCB係以式(K)表示：

此處Q、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、c、及d係如前文說明及T⁴分別為含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物之經取代之或未經取代之C₆-C₃₀多核雜芳基。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之該至少一種NPCB係以式(L)表示：

此處Q、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、c、及d係如前文說明及T⁵分別為含有與至少一個電子撤出基共軛之至少一個雙鍵之非芳香族深紫外光發色基團。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，於該抗反射組成物中之該至少一種NPCB係以式(N)表示：

此處Q、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、c、及d係如前文說明及T⁶為選自於由T¹、T²、T³、T⁴及T⁵所組成之組群中之兩個或多個含DUV發色基團之基之混合物。更佳T⁶為選自於由T¹、T²、T³、T⁴及T⁵所組成之組群中之兩個含DUV發色基團之基之混合物。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

該半導體塗覆組成物進一步包含一種或多種適當交聯劑。適當交聯劑包括但非限於有兩個或多個反應性官能基之化合物諸如多種胺或酚系交聯劑、環氧化合物、含多個硫醇基之化合物、噻類及/或吖類。此外，依據NPB之組成及結構而定，有兩個或多個烯之化合物包括(甲基)丙烯酸基亦屬適當交聯劑。NPB之組成及結構最終將決定採用於該抗反射組成物之適當交聯劑。舉例言之，當NPB含有胺基時，半導體塗覆組成物之交聯可使用含多個環氧基之交聯劑達成。含不飽和反應性基團之NPB(例如烯類或丙烯酸系化合物)可採用有多個硫醇基之化合物作為交聯劑。具有酚系基團之NPB化合物可採用胺或酚系交聯劑。

較佳該組成物包含一種或多種胺或酚系交聯劑。任何適當胺或酚系交聯劑皆可用於本案諸如羥甲基化及/或羥甲基化且醚化之胍胺類、羥甲基化及/或羥甲基化且醚化之三聚氰胺類、甘脲類等。適當三聚氰胺交聯劑之實例有甲氧烷基三聚氰胺類諸如六甲氧甲基三聚氰胺、三甲氧甲基三聚氰胺、六甲氧乙基三聚氰胺、四甲氧乙基三聚氰胺、六甲氧丙基三聚氰胺、五甲氧丙基三聚氰胺等。較佳三聚氰胺交聯劑為六甲氧甲基-三聚氰胺。較佳胺交聯劑為MW100LM三聚氰胺交聯劑得自三和化學公司(Sanwa Chemical Co. Ltd.)，日本金澤縣；賽模(Cymel)303、賽模1171、及泡德林克(Powderlink)1174得自賽特克工業公司(Cytec Industries)，美國紐澤西州西派特森。適當酚系交聯劑之實例係揭示於美國專利案第5,488,182及6,777,161號及美國專利申請案2005/0238997。

用作為交聯劑前驅物之經羥甲基取代之多官能酚類之特例有4,4’-[1,4-伸苯基貳(亞甲基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,4-伸苯基貳(1-亞乙基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,4-伸苯基貳(1-亞丙基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,4-伸苯基貳(1-亞丁基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,4-伸苯基貳(1-亞戊基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,4-伸苯基貳(1-甲基亞乙基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,4-伸苯基貳(1-乙基亞丙基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,4-伸苯基貳(1-丙基亞丁基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,4-伸苯基貳(1-丁基亞戊基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,3-伸苯基貳(亞甲基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,3-伸苯基貳(1-甲基亞乙基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,3-伸苯基貳(1-乙基亞丙基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、4,4’-[1,3-伸苯基貳(1-丙基亞丁基)]貳(3,5-二羥甲基酚)、及4,4’-[1,3-伸苯基貳(1-丁基亞戊基)]貳(3,5-二羥甲基酚)舉出作為交聯劑前驅物之經羥甲基取代之多官能酚類之特例。本揭示文採用之交聯劑可於市面上購買或使用熟諳技藝人士已知之標準技術經由相對應之酚類之羥甲基化或烷氧甲基化製備。較佳酚系交聯劑為4-[1-[4-[1,1-貳[4-羥-3,5-貳(甲氧甲基)苯基]乙基]苯基]-1-甲基乙基]-2,6-貳(甲氧甲基)酚以商品名CLR-19-MF得自本州化學工業公司(Honshu Chemical Industries Co. Ltd.)，日本東京。

本揭示文之半導體塗覆組成物進一步可包含引發交聯反應之化合物。用於烯類或丙烯酸系化合物與具多個硫醇基之化合物之交聯反應之引發化合物將包括自由基產生劑諸如過氧化物類或偶氮化合物類諸如AIBN(偶氮貳異丁腈)或二甲基-2,2’-偶氮貳(2-甲基丙酸酯)。具有酚系部分及已醚化之三聚氰胺類或甘脲類之交聯反應用之引發化合物之實例包括熱酸產生劑(TAG)。

本揭示文有用之熱酸產生劑TAG為潛酸催化劑，其可歸類為離子性TAG或非離子性TAG。舉例言之，有機酸之磺酸酯類屬於非離子性TAG類別。可用作為TAG之非離子性磺酸酯衍生物之實例包括但非限於甲苯磺酸環己酯、甲苯磺酸2-硝苄酯、甲基磺酸2-硝苄酯、對甲苯磺酸2,6-二硝苄酯、對甲苯磺酸4-二硝苄酯、1,2,3-參(甲烷磺醯氧)苯、1,2,3-參(乙烷磺醯氧)苯、1,2,3-參(丙烷磺醯氧)苯、1,2,3-參(三氟甲烷磺醯氧)苯、1,2,3-參(對甲苯磺醯氧)苯、9,10-二甲氧蒽-2-磺酸4-硝苄酯等。

歸類為離子性TAG之適當潛酸催化劑TAG包括結構式Ia表示之有機酸鹽：

其中R³¹、R³²及R³³分別為氫原子、經取代之或未經取代之烷基、經取代之或未經取代之環烷基、經取代之或未經取代之環脂族基、經部分或全部鹵原子取代之烷基、經取代之或未經取代之芳基、經取代之或未經取代之烷氧基，或R³¹、R³²及R³³中之任二者或R³¹、R³²及R³³中之全部為可含有一個或多個氧、氮或硫雜原子之環系或多環系基團之一部分；An^Θ∣係選自於由下列所組成之組群：經取代之或未經取代之C₁-C₁₂烷基、部分或全部經鹵基取代之C₁-C₁₂烷基、C₄-C₁₅環烷基、部分或全部經鹵基取代之C₄-C₁₅環烷基、C₇-C₂₀環脂族基或C₆-C₂₀芳香族基之磺酸酯；經取代之或未經取代之C₁-C₁₂伸烷基；部分或全部經鹵基取代之C₁-C₁₂伸烷基、C₄-C₁₅伸環烷基、部分或全部經鹵基取代之C₄-C₁₅伸環烷基、C₇-C₂₀環脂族基或C₆-C₂₀芳香族基之二磺酸酯；或結構式IIa之磺醯胺類

其中R⁴¹及R⁴²分別為經取代之或未經取代之烷基、經取代之或未經取代之環烷基、經取代之或未經取代之環脂族基、部分或全部經鹵基取代之烷基，或經取代之或未經取代之芳基；及結構式IIb之甲基化物

其中R⁴³、R⁴⁴及R⁴⁵分別為C₁-C₁₀全氟烷基磺醯基。

可用於產生銨離子之胺之適當實例包括但非限於三丁基胺、三異丁基胺、二環己基胺、N-乙基二環己基胺、1-甲基吡咯啶、1-丁基吡咯啶、哌啶、1-甲基哌啶、六亞甲基亞胺、七亞甲基亞胺、莨菪烷、啶、4-甲基-1--3-吖-環戊烷、4,4-二甲基-1--3-吖-環戊烷、4,4-二乙基-1--3-吖-環戊烷、4,4-二異丙基-1--3-吖-環戊烷、4,4-二第三丁基-1--3-吖-環戊烷、4,4-二甲基-1--3-吖-環己烷、1-吖-3,7-二-5-乙基二環[3.3.0]辛烷、1-吖-3,7-二-5-甲基二環[3.3.0]辛烷、1-吖-3,7-二-5-第三丁基二環[3.3.0]辛烷等。此類型TAG之適當實例可參考美國專利案第3,474,054、4,200,729、4,251,665及5,187,019號，各案係以引用方式併入此處。

歸類為離子性TAG之另一類型適當潛酸催化劑為結構式Ib及Ic表示之酸之苄基銨鹽。

其中R³⁴及R³⁵分別為氫、烷基或鹵基；R³⁶及R³⁷分別C₁-C₁₀烷基或烷氧基；R³⁸為苯基；R⁵¹、R⁵²、R⁵³、R⁵⁴、R⁵⁵及R⁵⁶分別為氫、烷基或鹵基及An^Θ具有如前文定義之相同意義。

可用於產生銨離子之苄系胺類之適當實例包括但非限於N-(4-甲氧苄基)-N,N-二甲基苯胺、N-(苄基)-N,N-二甲基苯胺、N-(苄基)-N,N-二甲基甲苯胺、N-(4-甲基苄基)-N,N-二甲基苯胺、N-(4-甲氧苄基)-N,N-二甲基苯胺、N-(4-氯苄基)-N,N-二甲基苯胺、N-(第三丁基苄基)-二甲基吡啶等。銨鹽也可為第四級且藉其它方法合成。此類離子性TAG之實例可參考美國專利案第5,132,377、5,066,722、6,773,474號及美國公告案第2005/0215713號，以引用方式併入此處。

可用於本揭示文之TAG為於自該抗反射組成物所形成之薄膜之烤乾溫度可產生自由態酸之該等化合物。典型地此等溫度係自約90℃至約250℃。較佳TAG於至多約220℃溫度具有極低揮發性。於本揭示文所使用之TAG可於市面上購得(例如購自金氏工業公司(King Industries)，美國康乃迪克州06852紐華克)、藉已公開之合成程序或熟諳技藝人士已知之合成程序製備。

前述熱酸產生劑不應被視為光酸產生劑。熱酸產生劑對紫外光之敏感度應為極差且實際上無法用於微影術作為光酸產生劑。

所使用之溶劑須為惰性，須可溶解全部光阻組分，不應與該等組分進行任何化學反應且可於塗覆後之烤乾時去除。適合用於抗反射組成物之溶劑包括醇類、酮類、醚類及酯類，諸如1-戊醇、丙二醇一甲醚(PGME)、2-庚酮、環戊酮、環己酮、γ-丁內酯、乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、乙酸2-甲氧乙酯、乙酸丙二醇一甲醚(PGMEA)、乙酸丙二醇一乙醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、3-甲氧丙酸甲酯、乙氧丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、N-甲基-2-吡咯啶酮、N-乙基-2-吡咯啶酮、乙二醇一異丙醚、二乙二醇一乙醚、二乙二醇二甲醚等。較佳用於抗反射組成物之溶劑為2-庚酮、丙二醇一甲醚、乙酸丙二醇一甲醚、乳酸乙酯及其混合物。

可熱固化半導體塗覆組成物可進一步包含習知添加劑諸如黏著促進劑及界面活性劑。熟諳技藝人士將可選擇適當期望之添加劑及其濃度。

以總固體為基準，可熱固化半導體塗覆組成物含有約65wt%至約95wt%，較佳約70wt%至約95wt%，及更佳約70wt%至約85wt%式(A⁰)之NPB。以總固體為基準，於該可熱固化半導體塗覆組成物中之交聯劑含量為自約3wt%至約30wt%，較佳自約3wt%至約27wt%及更佳自約5wt%至約25wt%。以總固體為基準，於該可熱固化半導體塗覆組成物中之熱酸產生劑含量為自約0.1wt%至約5wt%，較佳自約0.2wt%至約4wt%及更佳自約0.2wt%至約3wt%。於該可熱固化半導體塗覆組成物中之固型物含量為自約2wt%至約40wt%，較佳自約3wt%至約20wt%及更佳自約4wt%至約15wt%。

須注意需要配方與製程之最佳化來達成最佳可能的結果。舉例言之，交聯劑之需要量可依據所使用之NPB組成物及半導體塗覆膜之固化溫度而改變。大致上，使用較高半導體塗覆膜固化溫度可需要較低交聯劑濃度。若採用時，特別就TAG效果而言也須考慮TAG的類別及濃度。溶劑系統之選擇也有關鍵重要性。溶劑或溶劑摻合物須與所使用之NPB可相容性且也與基板有可相容性來防止塗覆膜缺陷。

本揭示之可熱固化半導體塗覆組成物不應進行顯著交聯直到其達到至少50℃之溫度。低於50℃之顯著交聯可能導致於室溫時之凝膠形成，將縮短組成物之儲存壽命。凝膠形成結果導致非均勻塗覆物，若用於光刻術將導致已成像結構特徵之線寬控制不佳。

於另一個實施例中，本揭示文係有關一種用於半導體元件製造中製造平面化層之方法。該方法包含：a)　於一半導體基板上提供兩個或多個孔隙；b)　以包含一種或多種本揭示文之式(A⁰)可交聯非聚合性結合劑(NPB)、一種或多種交聯劑及一種或多種溶劑之孔隙填補組成物至少部分填補該兩個或多個孔隙；及c)　於足夠至少部分固化該組成物之溫度加熱該基板而於該基板上形成平面化層。

於其上施用該可熱固化孔隙填補組成物之基板例如可為半導體材料諸如矽晶圓、化合物半導體(III-V)或(II-VI)晶圓、陶瓷、玻璃或石英基板。基板也含有用於電子電路製造之薄膜或結構諸如有機或無機介電質、銅、鋁、或其它布線金屬。基板也已經塗覆以無機、有機金屬塗覆物諸如氧氮化矽、旋塗上碳硬遮罩。基板須含有帶有至少兩個孔隙諸如通孔或溝槽之地形起伏。

為了填補基板上的孔隙，須藉熟諳技藝人士已知之塗覆方法均勻施用孔隙填補組成物。塗覆方法包括但非限於噴塗法、旋塗法、平版印刷法、輥塗法、網印法、擠塗法、液面凹凸式塗覆法、垂流塗覆法、含浸式塗覆法及浸沒式塗覆法。較佳塗覆法為旋塗法。採用之自旋速度將依該孔隙填補組成物之黏度及期望之薄膜厚度而異。熟諳技藝人士了解孔隙填補組成物黏度、轉速、及期望之薄膜厚度間之關係。以低黏度調配物用於較佳填補孔隙為較佳。

於塗覆步驟後，沾黏性未經固化的孔隙填補塗覆物使用任一種已知之烤乾手段烤乾。烤乾手段包括但非限於熱板、及熟諳技藝人士已知之多種類型烤爐。適當烤爐包括帶有熱加熱之烤爐、帶有熱加熱之真空烤爐、及紅外線烤爐或紅外線軌道模組。較佳烤乾方法係於熱板上烤乾。

典型用於烤乾未經固化抗反射塗覆物之典型時間將依據所選用之烤乾手段決定，要求的時間及溫度易由熟諳技藝人士確定。

烤乾程序可於恆溫、不同溫度、或斜坡式變化溫度以一個或多個步驟進行，只要總時間及溫度足夠去除足量溶劑，且於孔隙填補塗覆物中，誘導足夠交聯來防止當光阻或抗反射薄膜塗覆於該孔隙填補塗覆物上方時發生界面問題即可。

當採用二步驟式方法於熱板上烤乾時，於典型自約80℃至約130℃之溫度典型之時間係自約0.5分鐘至約5分鐘之範圍來移除大部分溶劑，接著為典型於自約170℃至約250℃之溫度歷約0.5分鐘至約5分鐘之固化步驟。另外，初始溫度可始於約80℃至約130℃及以斜坡式升高至約170℃至約250℃。

於採用熱板之一步驟式方法中，孔隙填補薄膜可於典型自約170℃至約250℃之溫度固化約0.5分鐘至約5分鐘。

當該方法為一步驟式、二步驟式、或斜坡式方法時，較佳烤乾程序之最終部分係於自約180℃至約250℃之溫度，及更佳於自約190℃至約220℃之溫度固化該可熱固化孔隙填補組成物。較佳固化時間為自約30秒至約180秒，及更佳自約60秒至約120秒。但使用者可選擇性地使用於約120℃至約150℃之較低溫已部分固化之薄膜。

於另一個實施例中，本揭示文揭示自本揭示文之孔隙填補組成物所製備之經熱固化之孔隙填補塗覆物及藉前述方法製備者。

已部分固化之或已固化之孔隙填補薄膜厚度可於自約10奈米至約5000奈米之範圍。較佳已部分固化或已固化之孔隙填補薄膜之厚度係於自約20奈米至約1000奈米之範圍。更佳，已部分固化或已固化之孔隙填補薄膜之厚度係於自約30奈米至約500奈米之範圍。最佳，已部分固化或已固化之孔隙填補薄膜之厚度係於自約50奈米至約250奈米之範圍。

於另一個實施例中，本揭示文進一步係有關一種於一基板上形成凸紋影像之方法，該方法包含：(a)提供一基板，選擇性地塗覆以先前施用之第一底抗反射塗覆物或先前施用之孔隙填補組成物；(b)於一第一塗覆步驟以本揭示文之抗反射組成物塗覆該基板來形成一未經固化之底抗反射塗覆物(B.A.R.C.)；(c)於一第一烤乾步驟烤乾該未經固化之底抗反射塗覆物而提供一已固化之底抗反射塗覆物B.A.R.C.；(d)於一第二塗覆步驟中於該已固化之B.A.R.C.上方塗覆一光阻來於該已固化之B.A.R.C.上方形成一光阻薄膜；(e)於一第二烤乾步驟中烤乾該光阻薄膜來形成一光阻薄膜/已固化之B.A.R.C./選擇性的第一底抗反射塗覆物堆疊物；(f)將該堆疊物之光阻薄膜曝光於深紫外光成像射線；(g)顯影該堆疊物之部分光阻薄膜藉此暴露該堆疊物之下方已固化之B.A.R.C.的一部分；及(h)以一水性清洗液清洗該已固化之光阻薄膜/B.A.R.C./選擇性的第一底抗反射塗覆物堆疊物；及(i)於氧化電漿蝕刻該堆疊物之該下方已固化之B.A.R.C.的已暴露部分來製造一凸紋影像。

於其上施用該可熱固化抗反射組成物之基板例如可為半導體材料諸如矽晶圓、化合物半導體(III-V)或(II-VI)晶圓、陶瓷、玻璃或石英基板。基板也可含有用於電子電路製造之薄膜或結構諸如有機或無機介電質、銅、鋁、或其它布線金屬。基板也可已經以無機、有機金屬、或有機B.A.R.C.諸如氧氮化矽、有機矽氧烷B.A.R.C.、旋塗上碳硬遮罩或本揭示文之B.A.R.C.塗覆。選擇性地，基板可為其上之孔隙填補組成物已經固化之含孔隙的半導體基板。

選擇性地，使用者可決定略微蝕刻已固化之孔隙填補組成物變薄或自該地形起伏頂上移除該已固化之孔隙填補組成物薄膜。此項操作可以電漿蝕刻法進行，或於得自該孔隙填補組成物之薄膜為鹼可溶性時可使用水性鹼進行。

於第一塗覆步驟(b)中，抗反射組成物可藉熟諳技藝人士已知之塗覆法均勻施用至適當基板上。塗覆方法包括但非限於噴塗法、旋塗法、平版印刷法、輥塗法、網印法、擠塗法、液面凹凸式塗覆法、垂流塗覆法、含浸式塗覆法及浸沒式塗覆法。較佳塗覆法為旋塗法。採用之自旋速度將依該孔隙填補組成物之黏度及期望之薄膜厚度而異。熟諳技藝人士了解孔隙填補組成物黏度、轉速、及期望之薄膜厚度間之關係。

於第一塗覆步驟後，沾黏性未經固化之抗反射塗覆物使用烤乾手段於第一烤乾步驟(c)烤乾。烤乾手段包括但非限於熱板、及熟諳技藝人士已知之多種類型烤爐。適當烤爐包括帶有熱加熱之烤爐、帶有熱加熱之真空烤爐、及紅外線烤爐或紅外線軌道模組。較佳烤乾方法係於熱板上烤乾。

烤乾程序可於恆溫、不同溫度、或斜坡式變化溫度以一個或多個步驟進行，只要總時間及溫度足夠去除足量溶劑，且於抗反射塗覆物中誘導足夠交聯來防止當光阻塗覆於該抗反射薄膜上方時發生界面問題即可。

於採用熱板之一步驟式方法中，抗反射薄膜可於典型自約170℃至約250℃之溫度固化約0.5分鐘至約5分鐘。

當該方法為一步驟式、二步驟式、或斜坡式方法時，較佳烤乾程序之最終部分係於自約180℃至約250℃之溫度，及更佳於自約190℃至約220℃之溫度固化該可熱固化抗反射組成物。較佳固化時間為自約30秒至約180秒，及更佳自約60秒至約120秒。但使用者可選擇性地使用於約120℃至約150℃之較低溫已部分固化之薄膜。

然後典型地允許已經B.A.R.C.塗覆基板冷卻至室溫來確保於第二塗覆步驟具有一致的塗覆厚度。如此所形成之抗反射塗覆物之典型薄膜厚度可於約50奈米至約200奈米之範圍。

於第二塗覆步驟(d)中，已經B.A.R.C.塗覆之基板隨後以光阻塗覆，以及於第二烤乾步驟(e)中使用烤乾手段烤乾。可採用前文對抗反射薄膜說明之塗覆方法及烤乾手段。典型採用於烤乾該已經塗覆之光阻典型採用之時間將依據所選用之烤乾手段及特定光阻決定。所要求之時間及溫度易由熟諳技藝人士對所採用之方法及材料之特定組合決定。較佳烤乾方法係於熱板上烤乾。當於熱板上烤乾時，於典型自約80℃至約140℃之溫度，典型時間係自約0.5分鐘至約5分鐘之範圍。最佳烤乾參數將隨所採用之光阻及鑄塑溶劑改變。典型光阻薄膜厚度可於約30奈米至約500奈米之範圍。

塗覆於B.A.R.C.上方之光阻可為適合曝光於約100奈米至約300奈米射線之任一種輻射敏感性光阻。光阻可為正或負調性光阻。適當負調性深紫外光光阻之實例可參考美國專利案第5,650,262、5,296,332、5,547,812、6,074,801、6,146,806、6,800,416、6,933,094、及7,081,326號,以引用方式併入此處。

正調性光阻典型為化學增幅光阻，諸如討論於美國專利案第5,492,793及5,747,622號，以引用方式併入此處。適當化學增幅光阻含有藉酸敏感基封阻之鹼可溶解基，可出現於溶解抑制劑上或鹼性聚合物上。適當可溶解基之實例包括但非限於羧酸類、酚類、羥醯亞胺類、羥甲基醯亞胺類、氟化醇類及矽烷醇類。適當封阻基之實例包括但非限於含第三級碳之烷基及α烷氧烷基、及芳基異丙基。適當已封阻之鹼可溶解基之實例包括但非限於第三丁酯類、α烷氧酯類、α烷氧烷基芳香族醚類、第三丁氧苯基、第三丁氧醯亞胺基、及第三丁氧甲基醯亞胺基。已封阻之鹼可溶解基之實例可參考美國專利案第5,468,589、4,491,628、5,679,495、6,379,861、6,329,125及5,206,317號，以引用方式併入此處。

正調性光阻也含有光酸產生性(PAG)化合物。任一種適當光酸產生劑化合物皆可用於光阻。光酸產生劑化合物為眾所周知且包括例如鎓鹽類諸如重氮鎓鹽、鋶鹽、碸鎓鹽及錪鹽、硝苄基磺酸酯類、肟磺酸酯類、醯亞胺磺酸酯類及二碸類。適當光酸產生劑例如係揭示於美國專利案第5,558,978、5,468,589、5,554,664及6,261,738號，以引用方式併入此處。美國專利案第6,261,738號揭示適當肟磺酸酯PAG之實例。其它適當光酸產生劑為全氟烷基磺醯基甲基化物類及全氟烷基磺醯基醯亞胺類，如揭示於美國專利案第5,554,664號。

光酸產生劑之適當實例為苯醯基對甲基苯磺酸酯、安息香對甲苯磺酸酯、α-(對甲苯磺醯氧)甲基安息香、3-(對甲苯磺醯氧)-2-羥2-苯基-1-苯基丙基醚、N-(對-十二烷基苯磺醯氧)-1,8-萘二甲醯亞胺及N-(苯基-磺醯氧)-1,8-萘二甲醯亞胺。

適當鎓鹽之實例包括但非限於甲烷磺酸三苯基鋶、三氟甲烷磺酸三苯基鋶、六氟丙烷磺酸三苯基鋶、九氟丁烷磺酸三苯基鋶、全氟辛烷磺酸三苯基鋶、苯基磺酸三苯基鋶、4-甲基苯基磺酸三苯基鋶、4-甲氧苯基磺酸三苯基鋶、4-氯苯基磺酸三苯基鋶、樟腦磺酸三苯基鋶、三氟甲烷磺酸4-甲基苯基-二苯基鋶、三氟甲烷磺酸貳(4-甲基苯基)-苯基鋶、三氟甲烷磺酸參-4-甲基苯基鋶、三氟甲烷磺酸4-第三丁基苯基-二苯基鋶、三氟甲烷磺酸4-甲氧苯基-二苯基鋶、三氟甲烷磺酸三甲苯基-二苯基鋶、三氟甲烷磺酸4-氯苯基-二苯基鋶、三氟甲烷磺酸貳(4-氯苯基)-苯基鋶、三氟甲烷磺酸參(4-氯苯基)鋶、六氟丙烷磺酸4-甲基苯基-二苯基鋶、六氟丙烷磺酸貳(4-甲基苯基)-苯基鋶、六氟丙烷磺酸參-4-甲基苯基鋶、六氟丙烷磺酸4-第三丁基苯基-二苯基鋶、六氟丙烷磺酸4-甲氧苯基-二苯基鋶、六氟丙烷磺酸三甲苯基-二苯基鋶、六氟丙烷磺酸4-氯苯基-二苯基鋶、六氟丙烷磺酸貳(4-氯苯基)-苯基鋶、六氟丙烷磺酸參(4-氯苯基)鋶、全氟辛烷磺酸4-甲基苯基-二苯基鋶、全氟辛烷磺酸貳(4-甲基苯基)-苯基鋶、全氟辛烷磺酸參-4-甲基苯基鋶、全氟辛烷磺酸4-第三丁基苯基-二苯基鋶、全氟辛烷磺酸4-甲氧苯基-二苯基鋶、全氟辛烷磺酸三甲苯基-二苯基鋶、全氟辛烷磺酸4-氯苯基-二苯基鋶、全氟辛烷磺酸貳(4-氯苯基)-苯基鋶、全氟辛烷磺酸參(4-氯苯基)鋶、甲基苯基六氟丙烷磺酸二苯基錪、4-甲基苯基磺酸二苯基錪、三氟甲烷磺酸貳(4-第三丁基苯基)錪、六氟甲烷磺酸貳(4-第三丁基苯基)錪、及三氟甲烷磺酸貳(4-環己基苯基)錪。

用於正調性光阻之適當光酸產生劑之額外實例有貳(對甲苯磺醯基)重氮甲烷、甲基磺醯基對甲苯磺醯基重氮甲烷、1-環-己基磺醯基-1-(1,1-二甲基乙基磺醯基)重氮甲烷、貳(1,1-二甲基乙基磺醯基)重氮甲烷、貳(1-甲基乙基磺醯基)重氮甲烷、貳(環己基磺醯基)重氮甲烷、1-對-甲苯磺醯基-1-環己基羰基重氮甲烷、2-甲基-2-(對-甲苯磺醯基)苯丙酮、2-甲烷磺醯基-2-甲基-(4-甲基硫)苯丙酮、2，4-甲基-2-(對-甲苯磺醯基)戊-3-酮、1-重氮-1-甲基磺醯基-4-苯基-2-丁酮、2-(環己基羰基)-2-(對-甲苯磺醯基)丙烷、1-環己基磺醯基-1-環己基羰基重氮甲烷、1-重氮-1-環己基磺醯基-3,3-二甲基-2-丁酮、1-重氮-1-(1,1-二甲基乙基磺醯基)-3,3-二甲基-2-丁酮、1-乙醯基-1-(1-甲基乙基磺醯基)重氮甲烷、1-重氮-1-(對甲苯磺醯基)-3,3-二甲基-2-丁酮、1-重氮-1-苯磺醯基-3,3-二甲基-2-丁酮、1-重氮-1-(對甲苯磺醯基)-3-甲基-2-丁酮、2-重氮-2-(對甲苯磺醯基)乙酸環己酯、2-重氮-2-苯磺醯基乙酸第三丁酯、2-重氮-2-甲烷磺醯基乙酸異丙酯、2-重氮-2-苯磺醯基乙酸環己酯、2-重氮-2-(對甲苯磺醯基)乙酸第三丁酯、對甲苯磺酸2-硝苄酯、對甲苯磺酸2,6-二硝苄酯、對三氟甲基苯磺酸2,4-二硝苄酯。

光酸產生劑化合物典型於該正調性光阻之用量係占該聚合物固體約0.0001%至20%重量比及更佳占聚合物固體約1%至約10%重量比。

用於正調性光阻之適當溶劑包括酮類、醚類及酯類，諸如甲基乙基甲酮、甲基異丁基甲酮、2-庚酮、環戊酮、環己酮、乙酸2-甲氧-1-伸丙酯、2-甲氧乙醇、2-乙氧乙醇、乙酸2-乙氧乙酯、乙酸1-甲氧-2-丙酯、乙酸1,2-二甲氧乙烷乙酯、乙酸溶纖素、乙酸丙二醇一乙醚、乙酸丙二醇甲醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧丙酸乙酯、N-甲基-2-吡咯啶酮、1,4-二、乙二醇一異丙醚、二乙二醇一乙醚、二乙二醇一甲醚、二乙二醇二甲醚等。採用之溶劑須為惰性，須溶解光阻之全部組分，須不會與該等組分進行任何化學反應且須於塗覆後烤乾時可被移除。特別要緊地已熱固化之B.A.R.C.於光阻溶劑具有無法察覺之溶解度。

此外，鹼添加劑可添加至正調性光阻。鹼添加劑之目的係於光化射線照射之前清除存在於光阻的質子。鹼防止酸不穩定基被非期望之酸攻擊及裂解，藉此提高光阻之效能與安定性。此外，鹼可作為擴散控制劑來防止酸遷移太遠而降低解析度。組成物中鹼之百分比須顯著低於光酸產生劑之百分比，否則感光度變過低。鹼化合物當存在時之較佳範圍係占光酸產生劑化合物之約3%至約50%重量比。以含氮鹼為佳。鹼添加劑之適當實例為環丙基胺、環丁基胺、環戊基胺、二環戊基胺、二環戊基甲基胺、二環戊基乙基胺、環己基胺、二甲基環己基胺、二環己基胺、二環己基甲基胺、二環己基乙基胺、二環己基丁基胺、環己基-第三丁基胺、環庚基胺、環辛基胺、1-金剛烷胺、1-二甲基胺金剛烷、1-二乙基胺金剛烷、2-金剛烷胺、2-二甲基胺金剛烷、2-胺原冰片烯、3-原金剛烷胺、2-甲基咪唑、氫氧化四甲基銨、氫氧化四丁基銨、三異丙基胺、4-二甲基胺吡啶、4,4’-二胺二苯基醚、2,4,5-三苯基咪唑、及1,5-二吖二環[4.3.0]壬-5-烯、1,8-二吖二環[5.4.0]十一碳-7-烯、胍、1,1-二甲基胍、1,1,3,3-四甲基胍、2-胺吡啶、3-胺吡啶、4-胺吡啶、2-二甲基胺吡啶、4-二甲基胺吡啶、2-二乙基胺吡啶、2-(胺甲基)吡啶、2-胺-3-甲基吡啶、2-胺-4-甲基吡啶、2-胺-5-甲基吡啶、2-胺-6-甲基吡啶、3-胺乙基吡啶、4-胺乙基吡啶、3-胺吡咯啶、哌、N-(2-胺乙基)哌、N-(2-胺乙基)哌啶、4-胺-2,2,6,6-四甲基哌啶、4-哌啶基哌啶、2-亞胺哌啶、1-(2-胺乙基)吡咯啶、吡唑、3-胺-5-甲基吡唑、5-胺-3-甲基-1-對甲苯基吡唑、吡、2-(胺甲基)-5-甲基吡、嘧啶、2,4-二胺嘧啶、4,6-二羥嘧啶、2-吡唑啉、3-吡唑啉、N-胺啉、N-(2-胺乙基)啉、三甲基咪唑、三苯基咪唑、及甲基二苯基咪唑。但鹼性化合物不應解譯為限於此等實例。

正調性光阻進一步包含習知添加劑諸如黏著促進劑及界面活性劑。熟諳技藝人士可選擇適當期望的添加劑及其濃度。

為了製造凸紋結構，光阻薄膜係逐影像曝光於深紫外光射線(f)。「逐影像」曝光一詞包括經由含有預定圖案之光罩曝光及利用任何其它深紫外光射線來源曝光，諸如經電腦控制之雷射束於已經塗覆之基板表面上方移動。逐影像曝光於光阻薄膜之曝光區產生酸，酸催化酸不穩定基的裂解，結果導致形成水性鹼可溶性之聚合物。

光阻薄膜之曝光可使用熟諳技藝人士已知之習知曝光工具藉習知曝光手段進行，或藉「浸沒式光刻術」進行。浸沒式光刻術係指使用成像裝置，其中最終投影透鏡與含光阻薄膜之基板間之空間係以具有折射率n大於空氣的折射率之浸沒流體進行。此類型裝置係說明於美國專利申請公告案第2005/0163629號。使用浸沒式光刻技術偶爾稱作為「濕」曝光法，而未使用浸沒式光刻術之習知曝光稱作為「乾」曝光法。

浸沒式流體可為具有折射率n大於1之任一種流體，換言之，於曝光波長足夠透明且不會溶解光阻薄膜或與光阻薄膜產生化學反應。較佳用於ArF準分子雷射曝光系統之浸沒式流體包含水。所使用之水須實質上不含對該射線波長為不透明之物質，且不含會影響水之折射率之雜質。可使用用於減低水之表面張力目的之添加劑，諸如具有接近於或等於水之折射率之折射率的脂肪族醇類。適當醇類之實例包括但非限於甲醇、乙醇及異丙醇。也可添加用於進一步降低流體之折射率之目的之添加劑，諸如甲基金屬磺酸鹽類或甲基磺酸烷基銨類說明於SPIE Vol. 6153 61530B。

選擇性地，於使用浸沒式光刻術曝光經光阻塗覆之基材之前，可直接施用保護性塗覆物(頂塗層)至光阻薄膜頂上來防止光阻薄膜與浸沒式流體之接觸。此頂塗層(若使用時)須實質上不可溶於該浸沒式流體，須對成像波長射線為實質上透光，不會與光阻薄膜交混且可均勻塗覆。適當頂塗層之實例係說明於美國專利公告案第2005/0277059、2006/0189779、2006/0008748及2006/0036005號。

前文說明用於凸紋結構製造之方法較佳包括於曝光與使用顯影劑處理之間加熱該光阻薄膜/B.A.R.C.堆疊物(或光阻薄膜/B.A.R.C./已固化之孔隙填補組成物薄膜堆疊物)作為額外製程措施。藉助於此項加熱處理，稱作為「曝光後烤乾」，可達成聚合物內之光不穩定基與藉曝光所產生之酸間實質上完全反應。本曝光後烤乾之持續時間及溫度可於寬廣範圍內改變，且大致上取決於聚合物官能度、酸產生劑類別及此二組分之濃度。已曝光之光阻薄膜典型地置於約50℃至約150℃溫度歷數秒至數分鐘時間，取決於所採用之特定烤乾手段。較佳曝光後烤乾為自約80℃至約130℃歷約5秒至約180秒。可採用任一種適當烤乾手段，諸如前文於塗覆後之說明。較佳烤乾手段為熱板。

於光阻薄膜B.A.R.C.堆疊物(或光阻薄膜/B.A.R.C./已固化之孔隙填補組成物薄膜堆疊物)之逐影像曝光與任何加熱處理後，經由溶解於水性鹼顯影劑來去除光阻薄膜之已曝光區或未曝光區(哪一區係依據光阻為正調性或負調性光阻而定)來產生凸紋結構(g)。適當鹼之實例包括但非限於無機鹼類(例如氫氧化鉀、氫氧化鈉、銨水)、第一胺類(例如乙基胺、正丙基胺)、第二胺類(例如二乙基胺、二正丙基胺)、第三胺類(例如三乙基胺)、醇胺類(例如三乙醇胺)、第四銨鹽類(例如氫氧化四甲基銨、氫氧化四乙基銨)、及其混合物。採用之鹼濃度將依採用之聚合物之鹼溶解度及採用之特定鹼而異。最佳顯影劑為含有氫氧化四甲基銨(TMAH)之顯影劑。適當TMAH之濃度係於自約1wt%至約5wt%之範圍。

顯影劑可含有自約10ppm至約10,000pp之濃度之界面活性劑。若採用界面活性劑，則較佳濃度為自約20ppm至約5000ppm。若採用界面活性劑，則更佳濃度為自約20ppm至約1000ppm。任何界面活性劑類別皆可使用。較佳界面活性劑類別包括非離子性、離子性、及兩性界面活性劑包括其氟化版本。以非離子性界面活性劑包括氟化非離子性界面活性劑為佳。

顯影劑可含有其它添加劑，諸如鹽類及消泡劑。

於該光阻/B.A.R.C.堆疊物(或光阻薄膜/B.A.R.C./已固化之孔隙填補組成物薄膜堆疊物)中之光阻凸紋結構的顯影可利用浸沒、噴灑、攪練、或熟諳技藝人士已知之其它類似的顯影方法於自約10℃至40℃溫度歷約30秒至約5分鐘使用攪動或未攪動進行。

於顯影後，已成像之光阻/B.A.R.C.堆疊物(或光阻薄膜/B.A.R.C./已固化之孔隙填補組成物薄膜堆疊物)使用包含去離子水之清洗液或包含含一種或多種界面活性劑之去離子水之清洗液清洗，及然後藉自旋、於熱板上烤乾、於烤爐內或其它熟諳技藝人士已知之適當手段乾燥。界面活性劑若採用時較佳濃度為自約10ppm至約10000ppm。更佳界面活性劑濃度為自約20ppm至約5000ppm。最佳界面活性劑濃度為自約20ppm至約1000ppm。任何界面活性劑類別皆可使用。較佳界面活性劑類別包括非離子性、離子性、及兩性界面活性劑包括其氟化版本。以非離子性界面活性劑包括氟化非離子性界面活性劑為佳。

於另一個實施例中，本揭示文揭示自本揭示文之抗反射組成物所製備之經熱固化之底抗反射塗覆物。此等已固化之塗覆物例如可藉前述光刻術方法之步驟a至步驟c製成。B.A.R.C.之厚度可為適合用於光刻術應用之任何適當厚度。對只採用一層B.A.R.C.層之情況，較佳B.A.R.C.薄膜厚度係於自約60奈米至約150奈米之範圍。當只採用一層B.A.R.C.層時，更佳B.A.R.C.薄膜厚度係自約70奈米至約100奈米。

本實施例之經熱固化之抗反射塗覆物具有於曝光波長之折射率n大於或等於1.5至小於或等於2.2。抗反射塗覆物於曝光波長之消光係數k係大於或等於0.05至小於或等於0.50。較佳k值為自0.10至0.45來提供於200奈米或以下之薄膜厚度之滿意的抗反射效果。

於另一個實施例中，本揭示文進一步揭示一種光阻薄膜/B.A.R.C.堆疊物包含一基板、本揭示文之底抗反射組成物(B.A.R.C.)塗覆於基板上之已熱固化之塗覆物、及於本揭示文之抗反射組成物之已熱固化薄膜上方之一光阻薄膜。本揭示文之光阻薄膜/B.A.R.C.堆疊物例如可藉前文說明之光刻術方法之步驟a至步驟e製備。

光阻薄膜/B.A.R.C.堆疊物中之抗反射塗覆物之存在厚度需提供反射控制俾便於光刻術製作圖案期間最大化光阻薄膜之品質及解析度，而又最小化於B.A.R.C.蝕刻處理期間光阻層之損耗量。B.A.R.C.薄膜厚度係自約50奈米至約200奈米。較佳B.A.R.C.薄膜厚度係自約60奈米至約150奈米之範圍。更佳B.A.R.C.薄膜厚度係自約70奈米至約100奈米。

於抗反射塗覆物施用至已經有先前塗覆之B.A.R.C.(下B.A.R.C.)之基板之情況下，適當厚度、折射率及消光係數k將與前面二實施例略有不同。

於該方法中所施用之B.A.R.C.(上B.A.R.C.)厚度較薄，俾便維持類似的總B.A.R.C.厚度來防止於蝕刻步驟光阻層之過度蝕刻而去除已成像區中之B.A.R.C.。使用兩層B.A.R.C.系統，採用於上B.A.R.C.之薄膜厚度為自約20奈米至約100奈米。上B.A.R.C.之較佳B.A.R.C.厚度係自約20奈米至約80奈米。上B.A.R.C.之更佳薄膜厚度係自約20奈米至約60奈米。

上B.A.R.C.於曝光波長之折射率n較佳係大於或等於1.6至小於或等於2.2。更佳，上B.A.R.C.於曝光波長之折射率n為大於或等於1.7至小於或等於2.2。於曝光波長上B.A.R.C.之消光係數k較佳係大於或等於0.10至小於或等於0.4。更佳，於曝光波長上B.A.R.C.之消光係數k較佳係大於或等於0.15至小於或等於0.35。

於該方法前施用之B.A.R.C.(下B.A.R.C.)厚度也比單一B.A.R.C.的情況更薄，俾便維持類似的總B.A.R.C.厚度來防止光阻層於蝕刻步驟之過度蝕刻而去除於已成像區之B.A.R.C.。使用二層B.A.R.C.系統，採用於下B.A.R.C.之薄膜厚度為自約10奈米至約80奈米。下B.A.R.C.之較佳B.A.R.C.厚度為自約20奈米至約60奈米。下B.A.R.C.之更佳薄膜厚度為自約20奈米至約50奈米。

下B.A.R.C.於曝光波長之折射率n較佳係大於或等於1.6至小於或等於2.2。更佳，下B.A.R.C.於曝光波長之折射率n為大於或等於1.7至小於或等於2.2。於曝光波長下B.A.R.C.之消光係數k較佳係大於或等於0.4至小於或等於1。更佳，於曝光波長下B.A.R.C.之消光係數k較佳係大於或等於0.5至小於或等於1.0。

光阻薄膜/B.A.R.C.堆疊物中之光阻薄膜厚度對光刻術效能及需求為最佳化，來提供電漿蝕刻耐性用於影像轉印入B.A.R.C.及隨後轉印入基材。較佳光阻薄膜具有自約50奈米至約500奈米之厚度。更佳光阻薄膜厚度係於自約80奈米至約250奈米之範圍。最佳光阻薄膜厚度為自100奈米至170奈米。

於另一個實施例中，本揭示文揭示一種光阻薄膜/B.A.R.C/孔隙填補薄膜堆疊物，包含具有至少兩個孔隙之一半導體基材、塗覆於該半導體基材上之本揭示文之孔隙填補薄膜組成物之已熱固化之薄膜、塗覆於該孔隙填補薄膜上之底抗反射組成物之已熱固化之薄膜塗覆物、及於本揭示文之抗反射組成物之已熱固化薄膜上方之一光阻薄膜。本揭示文之光阻薄膜/B.A.R.C/孔隙填補薄膜堆疊物例如可藉前述平面化層之製法接著為前文說明之光刻術方法之步驟a至步驟e製備。

於另一個實施例中，本揭示文也提供可用於孔隙填補組成物及抗反射組成物之新穎非聚合性結合劑(NPB)。

新穎NPB係以式(B⁰)表示，

此處Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為有機含DUV發色基團之取代基T或對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自約2至約15之範圍，b係自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d=1，其中Q¹、W及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：(a)　未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；(b)　未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分；(c)　未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及(d)　未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有至少一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

Z¹、Z¹¹、W、Y¹¹、X及各種較佳Q¹係如前文對(A)之說明。Φ係如前文對(A⁰)之說明。

於較佳實施例中，該新穎NPB係以式(B)表示，

此處Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，T為有機含DUV發色基團取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自約2至約15之範圍，b係自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d=1，其中Q¹、W及T共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：(a)　未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；(b)　未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分；(c)　未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及(d)　未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有至少一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。

Z¹、Z¹¹、W、T、Y¹¹、X及多個較佳Q¹係如前文對(A)之說明。

(B)之實例包括但非限於下列化合物：

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPCB係以式(O)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、T、b及c係如前文說明，d=1及Q²為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系或多環系脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

更佳，Q²為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₄-C₁₆線性、或分支脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約3至約10之範圍。

最佳，Q²為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₆-C₁₂線性、或分支脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPCB係以式(P)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、T、b、及c係如前文說明，d=1及Q³為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系或多環系脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

更佳，Q³為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₃-C₁₆線性、或分支脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約3至約10之範圍。

最佳，Q³為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₄-C₁₂線性、或分支脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPCB係以式(R)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、T、b及c係如前文說明，d=1及Q⁴為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分所組成之一未經取代之C₆-C₄₀多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPCB係以式(S)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、T、b及c係如前文說明，d=1及Q⁵為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分二者所組成之一未經取代之C₅-C₄₀多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPCB係以式(V)表示：

此處Q¹、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b及c係如前文說明，d=1及T¹分別為經取代之或未經取代之苯基。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPCB係以式(AA)表示：

此處Q¹、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b及c係如前文說明，d=1及T²分別為含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物之經取代之或未經取代之C₃-C₅單核雜芳基。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPCB係以式(AB)表示

此處Q¹、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b及c係如前文說明，d==1及T³分別為經取代之或未經取代之C₁₀-C₃₀多核芳基。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPCB係以式(AC)表示：

此處Q¹、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b及c係如前文說明，d=1及T⁴分別為含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物之經取代之或未經取代之C₆-C₃₀多核雜芳基。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPCB係以式(AD)表示：

此處Q¹、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b及c係如前文說明，d=1及T⁵分別為含有與至少一個電子撤出基共軛之至少一個雙鍵之非芳香族深紫外光發色基團。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPCB係以式(AE)表示：

此處Q¹、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b及c係如前文說明，d=1及T⁶為選自於由T¹、T²、T³、T⁴及T⁵所組成之組群中之兩個或多個含DUV發色基團之基之混合物。更佳T⁶為選自於由T¹、T²、T³、T⁴及T⁵所組成之組群中之兩個含DUV發色基團之基之混合物。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於一較佳實施例中，該新穎NPB係以式(B¹)表示，

此處Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，a係於自約2至約15之範圍，b係於自0至約10之範圍，c係於自0至約5之範圍，及d=1，其中Q¹、W、及共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：

Z¹、Z¹¹、W、Y¹¹、X及多個較佳Q¹係如前文對式(A)之說明。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPB係以式(AF)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b及c係如前文說明，d=1，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基及Q²為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系或多環系脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPB係以式(AG)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、及c係如前文說明，d=1，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基及Q³為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系或多環系脂肪族基所組成之多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPB係以式(AH)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、及c係如前文說明，d=1，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基及Q⁴為由未含氧、硫或氮原子作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分所組成之一未經取代之C₆-C₄₀多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPB係以式(AI)表示：

此處X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、及c係如前文說明，d=1，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，及Q⁵為由含有一個或多個氧、硫或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分之環系及非環系組分二者所組成之一未經取代之C₅-C₄₀多價有機核，及a係於自約2至約15之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPB係以式(AJ)表示：

此處Q¹、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、及c係如前文說明，d=1及為H。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPB係以式(AK)表示：

此處Q¹、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、及c係如前文說明，d=1及為經取代之或未經取代之C₁-C₂₄線性、分支、環系、或多環系烷基或烯基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPB係以式(AL)表示

此處Q¹、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b、及c係如前文說明，d=1，為經取代之或未經取代之C₁-C₂₄線性、分支、環系、或多環系烷基或烯基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合物作為環或鏈結構之整合部分。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

於本揭示文之一個實施例中，該新穎NPB係以式(AM)表示：

此處Q¹、X、Z¹、Z¹¹、Y¹¹、W、b及c係如前文說明，d=1及為或或中之二者或多者之混合物。a係於自約2至約15之範圍，較佳a係於約3至約12之範圍，更佳係於約3至約10之範圍及最佳a係於約4至約8之範圍。

本揭示文提供採用非聚合性結合劑(NPB)之半導體基板塗覆組成物來形成具有可調整之電漿蝕刻速率、實質上不會與光阻薄膜交混、優異的基板黏著性及可調變之光學性質的底抗反射塗覆物及孔隙填補組成物。其適合與正調性或負調性光阻薄膜用來於基板上製造高解析度凸紋影像用於半導體、電子元件、及光學裝置之製造。

提供下列實例用於更清晰地舉例說明本揭示文之原理及實務。須了解本揭示文並非囿限於所述實例。

於100毫升三頸瓶內二季戊四醇(5.57克，19.7毫莫耳)及硫代水楊酸(18.81克，118毫莫耳)分散於甲苯(18毫升)。添加濃硫酸(二滴)及燒瓶加熱伴以攪拌至120℃歷6小時。反應混合物冷卻至室溫及以去離子水洗滌至水層之pH為中性。有機相經分離及以硫酸鎂脫水。溶液經過濾及溶劑藉旋轉蒸發去除獲得黏稠液體。¹H NMR光譜術指示平均3.6個巰苯甲酸基/二季戊四醇。產物溶解於PGMEA獲得35.5wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

於250毫升三頸瓶內二季戊四醇(30.32克，0.107莫耳)及3-巰丙酸(78.84克，0.743莫耳)分散於甲苯(34毫升)。添加濃硫酸(四滴)及燒瓶加熱伴以攪拌至120℃歷6小時。反應混合物冷卻至室溫及以去離子水洗滌至水層之pH為中性。有機相經分離及以硫酸鎂脫水。溶液經過濾及溶劑藉旋轉蒸發去除獲得黏稠液體。¹H NMR光譜術指示平均5.1個巰苯甲酸基/二季戊四醇。產物溶解於THF獲得51.5wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

50毫升單頸瓶內進給合成例2製備之溶液(7.79克，5.8毫莫耳)，2-羥-4-(甲基丙烯醯氧)二苯甲酮(3.44克，11.6毫莫耳)，2,2’-偶氮貳(2-甲基丙酸)二甲酯(0.13克，0.56毫莫耳)及THF(8.19克)。混合物於65℃油浴加熱伴以攪拌歷24小時。溶液冷卻至室溫及藉旋轉蒸發去除溶劑獲得黏稠液體。¹H NMR光譜術指示平均1.9個羥二苯甲酮基/二季戊四醇。產物溶解於PGMEA，獲得44.7wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

50毫升單頸瓶內進給合成例2製備之溶液(3.85克，2.9毫莫耳)，2-羥-4-(甲基丙烯醯氧)二苯甲酮(2.57克，8.7毫莫耳)，2,2’-偶氮貳(2-甲基丙酸)二甲酯(0.03克，0.13毫莫耳)及THF(3.26克)。混合物於65℃油浴加熱伴以攪拌歷24小時。溶液冷卻至室溫及藉旋轉蒸發去除溶劑獲得黏稠液體。¹H NMR光譜術指示平均2.9個羥二苯甲酮基/二季戊四醇。產物溶解於PGMEA，獲得45.5wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

50毫升單頸瓶內進給合成例2製備之溶液(3.92克，2.9毫莫耳)，2-羥-4-(甲基丙烯醯氧)二苯甲酮(3.42克，11.5毫莫耳)，2,2’-偶氮貳(2-甲基丙酸)二甲酯(0.39克，1.7毫莫耳)及THF(5.80克)。溶液於65℃油浴加熱伴以攪拌歷24小時。溶液冷卻至室溫及藉旋轉蒸發去除溶劑獲得黏稠液體。¹H NMR光譜術指示平均4.2個羥二苯甲酮基/二季戊四醇。產物溶解於PGMEA，獲得38.5wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

於50毫升單頸瓶內季戊四醇肆(3-巰丙酸酯)(1.09克，2.2毫莫耳)，2-羥-4-(甲基丙烯醯氧)二苯甲酮(2.57克，8.7毫莫耳)，及2,2’-偶氮貳(2-甲基丙酸)二甲酯(0.26克，1.1毫莫耳)溶解於THF(5.11克)。混合物於65℃油浴加熱伴以攪拌歷24小時。溶液冷卻至室溫及藉旋轉蒸發去除溶劑獲得黏稠液體。¹H NMR光譜術指示平均4.3個羥二苯甲酮基/季戊四醇。產物溶解於PGMEA，獲得33.4wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

50毫升單頸瓶內進給合成例2製備之溶液(7.73克，5.8毫莫耳)，甲基丙烯酸聯苯酯(2.75克，11.5毫莫耳)，2,2’-偶氮貳(2-甲基丙酸)二甲酯(0.03克，0.13毫莫耳)及THF(6.32克)。混合物於65℃油浴加熱伴以攪拌歷24小時。溶液冷卻至室溫及藉旋轉蒸發去除溶劑獲得黏稠液體。¹H NMR光譜術指示平均2.1個聯苯基/二季戊四醇。產物溶解於PGMEA，獲得58.3wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

合成例8 NPCB-7之合成

50毫升單頸瓶內進給合成例2製備之溶液(7.71克，5.8毫莫耳)，甲基丙烯酸4-聯苯酯(4.11克，17.2毫莫耳)，2,2’-偶氮貳(2-甲基丙酸)二甲酯(0.05克，0.22毫莫耳)及THF(8.48克)。混合物於65℃油浴加熱伴以攪拌歷24小時。溶液冷卻至室溫及藉旋轉蒸發去除溶劑獲得黏稠液體。¹H NMR光譜術指示平均3.2個聯苯基/二季戊四醇。產物溶解於PGMEA，獲得70.6wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

50毫升單頸瓶內進給合成例2製備之溶液(3.85克，2.9毫莫耳)，甲基丙烯酸4-聯苯酯(3.46克，14.5毫莫耳)，2,2’-偶氮貳(2-甲基丙酸)二甲酯(0.05克，0.22毫莫耳)及THF(6.32克)。混合物於65℃油浴加熱伴以攪拌歷24小時。溶液冷卻至室溫及藉旋轉蒸發去除溶劑獲得黏稠液體。¹H NMR光譜術指示平均5.1個聯苯基/二季戊四醇。產物溶解於PGMEA，獲得40.0wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

50毫升單頸瓶內進給d-山梨糖醇(1.16克，0.0064莫耳)，第三丁基乙烯基醚(3.84克，0.0383莫耳)，對甲苯磺酸於乙酸乙酯溶液(0.06克，2% w/w)。溶液於室溫攪拌4小時。CR-20離子交換樹脂(0.7克)添加至燒瓶。溶液經過濾及溶劑藉旋轉蒸發去除獲得白色固體。¹H NMR光譜術指示每個山梨糖醇平均含3個第三丁基縮醛基。產物溶解於PGMEA，獲得35wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

50毫升單頸瓶內進給二季戊四醇(1.49克，0.0059莫耳)，第三丁基乙烯基醚(3.51克，0.0350莫耳)，對甲苯磺酸於乙酸乙酯溶液(0.07克，2% w/w)。溶液於室溫攪拌4小時。CR-20離子交換樹脂(0.7克)添加至燒瓶。溶液經過濾及溶劑藉旋轉蒸發去除獲得白色固體。¹H NMR光譜術指示每個二季戊四醇平均含有6個第三丁基縮醛基。產物溶解於PGMEA，獲得35wt%溶液，其未經進一步純化即供使用。

調配實例

於琥珀色瓶內調配抗反射組成物之方式為經由混合如合成例所製備之NPCB溶液，交聯劑於PGMEA之5wt%溶液，TAG(或呈固體或呈1wt%於PGMEA溶液)，界面活性劑於PGMEA(若添加)及溶劑之0.1wt%溶液來調整調配物之固型物含量。然後混合物滾轉隔夜，抗反射組成物通過0.20微米鐵氟龍(Teflon)過濾器過濾。組成物之確切用量列舉於下表1。

CLR-19-MF為烷氧甲基苯基衍生物交聯劑得自日本本州化學工業公司。

MW100LM為三聚氰胺交聯劑得自日本金澤縣三和化學公司。

TAG 2168E及CXC-1614係市售得自美國金氏工業公司。

R-08為以非離子性氟化丙烯酸系共聚物為主之界面活性劑得自日本大日本印墨化學公司(Dainippon Ink & Chemical)。

FC-430為非離子性含氟脂肪族聚合性酯界面活性劑，市面上得自美國3M公司。

光刻術評估程序

矽晶圓旋塗以可熱固化抗反射組成物及於205℃熱板上烤乾(乾燥與固化)90秒獲得80奈米至106奈米之B.A.R.C.薄膜厚度。

然後光阻(類似美國專利申請案2007/0105045之實例18)旋塗於B.A.R.C.上方及於100℃後施用烤乾60秒或90秒而達成約120奈米之目標薄膜厚度。隨後，已塗覆之基板使用藉具有0.75數值孔徑(NA)及0.92/0.72 Σ之ASML PASS 5500/1100步進器施用的ArF準分子雷射(193奈米)之四極照明而以已製作圖案之曝光陣列曝光。使用6%衰減的相移標線片來將光阻薄膜製作圖案。然後已曝光之晶圓於100℃熱板上接受曝光後烤乾(PEB)處理歷60秒或90秒。然後經PEB處理之晶圓以氫氧化四甲基銨(TMAH)之2.38wt%水溶液攪練顯影。已顯影之晶圓使用去離子水清洗及離心乾燥。

所得光阻圖案使用KLA eCD-2頂-底掃描電子顯微鏡分析定徑能(Esize)及焦深(DOF)。Esize定義為如藉標線片預先界定再現該目標尺寸所需的曝光能。DOF定義為焦點位置之範圍，此處以於最佳焦點之定徑能為基準，經印刷之尺寸並未偏離目標尺寸之±10%。然後晶圓跨光阻凸紋影像之橫截面剪斷及使用日立(Hitachi) S4300掃描電子顯微鏡(SEM)檢視輪廓資料。

光阻/B.A.R.C.堆疊物具有良好解析度，允許製作緊密的75奈米線/間圖案。光阻/B.A.R.C.界面未顯示與凸紋圖案之輪廓的顯著交混，顯然可媲美於市售B.A.R.C.上所形成者。

電漿蝕刻及光學資料

B.A.R.C.組成物旋塗至矽晶圓上及於205℃熱板上烤乾90秒來形成145奈米至170奈米之B.A.R.C.薄膜。B.A.R.C.薄膜之實際折射率(n)及消光係數(k)係藉橢圓計量術測定。B.A.R.C.使用溴化氫/氧變壓器耦合電漿(TCP)蝕刻(壓力：5毫托耳；溫度：60℃；溴化氫流速：30sccm；氧流速：30sccm；時間：20秒；射頻功率：250瓦)。此外，隨著發色基團之數量及本質的改變，B.A.R.C.之光學性質(n及k)可以經控制之方式變更。如下表明白指示，本揭示文之抗反射組成物提供具有可調整電漿蝕刻速率及經過控制之光學性質之B.A.R.C.。結果示於表3。

通用調配程序1

本發明之半導體基板塗覆組成物於琥珀色瓶內調配之方式係經由混合結合劑(NPB或NPCB)於PGMEA之溶液，交聯劑於PGMEA之5wt%溶液，TAG(或呈固體或呈1wt%於PGMEA溶液)，0.5毫克界面活性劑於PGMEA之0.1wt%溶液(若添加)及PGMEA來調整調配物之固型物含量。調配物藉滾轉隔夜混合或混合至全部組分皆完全溶解。然後半導體基板塗覆組成物通過0.20微米鐵氟龍過濾器過濾。配方組分之確切用量列舉於下表4。

通用平面化程序1

具有各種地形起伏包括但非限於高(大於1)縱橫比孔隙之半導體基板經旋塗以本發明之可熱固化半導體基板塗覆組成物及於205℃熱板上烤乾60秒來乾燥與固化薄膜，結果獲得具有50奈米至120奈米厚度(高於既有的地形起伏)之平面化薄膜。

通用平面化程序2

具有各種地形起伏包括但非限於高(大於1)縱橫比孔隙之半導體基板經旋塗以本發明之可熱固化半導體基板塗覆組成物及於130℃熱板上烤乾90秒來乾燥與部分固化薄膜，結果獲得具有50奈米至100奈米厚度(高於既有的地形起伏)之平面化薄膜。

通用光刻術程序1

光阻組成物旋塗於本發明之B.A.R.C.上方(使用通用平面化程序1或2製備)，及於120℃施用後烤乾(PAB) 60秒來達成約120奈米之目標薄膜厚度。隨後，已塗覆之基板使用ArF準分子雷射(193奈米)以已製作圖案之曝光陣列曝光。然後已曝光之晶圓於120℃熱板上接受曝光後烤乾(PEB)處理歷60秒。然後已經PEB處理之晶圓使用氫氧化四甲基銨(TMAH)之2.38wt%水溶液攪練顯影。已顯影之晶圓以去離子水清洗及離心乾燥。

光刻術實例8至16

用於光刻術實例8至16之調配物係使用通用調配程序1製備及使用通用光刻術程序1進行光刻術評估。

B.A.R.C./光阻界面未呈現顯著交混，凸紋圖案之輪廓可媲美於市售B.A.R.C.上所形成之輪廓。剖面掃描電子顯微相片指示比較市售B.A.R.C.具有優異的孔隙填補作用。

通用光刻術程序2

市售抗反射塗覆組成物(諸如ARC27得自布魯爾科學公司(Brewer Science)，密蘇里州羅拉市)旋塗於事先塗覆以本發明之孔隙填補組成物(使用通用平面化程序1製備)之已平面化基板上方及於200℃施用後烤乾(PAB) 90秒而達成約30奈米之目標B.A.R.C.薄膜厚度。光阻組成物旋塗於B.A.R.C.上方及於130℃施用後烤乾(PAB) 60秒來達成約100奈米之目標薄膜厚度。隨後，已塗覆之基板使用ArF準分子雷射(193奈米)以已製作圖案之曝光陣列曝光。然後已曝光之晶圓於120℃熱板上接受曝光後烤乾(PEB)處理歷60秒。然後已經PEB處理之晶圓使用氫氧化四甲基銨(TMAH)之2.38wt%水溶液攪練顯影。已顯影之晶圓以去離子水清洗及離心乾燥。

光刻術實例18至22

用於光刻術實例18至22之調配物係使用通用調配程序1製備及使用通用光刻術程序2進行光刻術評估。

孔隙填補/B.A.R.C.界面未顯示顯著交混，比較單獨於市售B.A.R.C.所形成者，凸紋影像之輪廓優異且更一致。截面掃描電子顯微相片指示比市售B.A.R.C.更優異的孔隙填補作用。

通用光刻術程序3

本發明之抗反射組成物旋塗於事先塗覆以本發明之孔隙填補組成物(使用通用平面化程序1製備)之已平面化基板上方及於205℃施用後烤乾(PAB) 60秒而達成約150奈米之目標B.A.R.C.薄膜厚度。光阻組成物旋塗於B.A.R.C.上方及於125℃施用後烤乾(PAB) 60秒來達成約120奈米之目標薄膜厚度。隨後，已塗覆之基板使用ArF準分子雷射(193奈米)以已製作圖案之曝光陣列曝光。然後已曝光之晶圓於130℃熱板上接受曝光後烤乾(PEB)處理歷60秒。然後已經PEB處理之晶圓使用氫氧化四甲基銨(TMAH)之2.38wt%水溶液攪練顯影。已顯影之晶圓以去離子水清洗及離心乾燥。

光刻術實例23至32

用於光刻術實例23至32之調配物係使用通用調配程序1製備及使用通用光刻術程序3進行光刻術評估。

孔隙填補/B.A.R.C./光阻界面未顯示顯著交混，比較於市售B.A.R.C.所形成者，凸紋影像之輪廓優異且更一致。截面掃描電子顯微相片指示比市售B.A.R.C.更優異的孔隙填補作用。

通用光刻術程序4

本發明之第二抗反射組成物旋塗於事先以本發明之第一抗反射組成物(使用通用平面化程序1製備)之已平面化基板上及於180℃施用後烤乾(PAB) 90秒而達成約180奈米之目標B.A.R.C.薄膜厚度。光阻組成物旋塗於B.A.R.C.上方及於130℃施用後烤乾(PAB) 60秒來達成約100奈米之目標薄膜厚度。隨後，已塗覆之基板使用ArF準分子雷射(193奈米)以已製作圖案之曝光陣列曝光。然後已曝光之晶圓於130℃熱板上接受曝光後烤乾(PEB)處理歷60秒。然後已經PEB處理之晶圓使用氫氧化四甲基銨(TMAH)之2.38wt%水溶液攪練顯影。已顯影之晶圓以去離子水清洗及離心乾燥。

光刻術實例33至38

用於光刻術實例33至38之調配物係使用通用調配程序1製備及使用通用光刻術程序4進行光刻術評估。

下B.A.R.C./上B.A.R.C./光阻界面未顯示顯著交混，比較於市售B.A.R.C.所形成者，凸紋影像之輪廓優異且更一致。截面掃描電子顯微相片指示比市售B.A.R.C.更優異的孔隙填補作用。

雖然此處已經參考其特定實施例說明本揭示文，但須了解可未悖離此處揭示之發明構想的精髓及範圍而做出變化、修改及變更。如此，本案意圖涵蓋落入於隨附之申請專利範圍之精髓及範圍內之全部此等變化、修改及變更。

Claims

一種可用作為孔隙填補組成物及底抗反射塗覆物之半導體塗覆組成物，該半導體塗覆組成物包含：(1)至少一種非聚合性結合劑(NPB)；(2)至少一種交聯劑；及(3)至少一種溶劑，及其中該NPB係以式(A⁰)表示，其中Q為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為有機含深紫外光(DUV)發色基團之取代基T或對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自2至15之範圍，b係自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d係獨立為0或1，其中Q、W及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，特徵在於：各個X基可相同或相異且係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、丙烯基醚、乙烯基醚、(甲基)丙烯醯基、鹵素、磺酸根、羧基、羧基酯、羧基酐、及羧酸鹵化物所組成之組群；且其中Z¹¹係衍生自X，或Z¹係衍生自X，或Z¹¹係衍生自 Y¹¹；及當d=0時，Φ=T。
如申請專利範圍第1項之半導體塗覆組成物，其係可用作為底抗反射塗覆物，其中該非聚合性結合劑(NPB)為非聚合性含發色基團之結合劑(NPCB)及該NPCB係以式(A)表示，其中Q為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，T為有機含DUV發色基團之取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自2至15之範圍，b係自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d係獨立為0或1，其中Q、W及T共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3。
如申請專利範圍第1項之半導體塗覆組成物，其中該非聚合性結合劑NPB係以式(B⁰)表示，其中Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為有機含DUV發色基團之取代基T或對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自2至15之範圍，b 係自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d=1，其中Q¹、W及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：(a)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；(b)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分；(c)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及(d)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有至少一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分。
如申請專利範圍第2項之半導體塗覆組成物，其中該非聚合性含發色基團之結合劑NPCB係以式(B)表示，其中Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，T為有機含DUV發色基團取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自2至15之範圍，b係自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d=1，其中Q¹、W及T共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：a)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；b)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分；c)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及d)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有至少一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分。
如申請專利範圍第1項之半導體塗覆組成物，其中於該等組成物中之該至少一種非聚合性結合劑NPB係以式(A⁶)表示：其中Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，a係於自 2至15之範圍，b係於自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d獨立為0或1，其中Q¹、W、及共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：a)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；b)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分；c)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及d)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分。
如申請專利範圍第1項之半導體塗覆組成物，其中該至少一種非聚合性結合劑NPB包含下列二者：至少一種式(B)表示之NPB，其中Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，T為有機含DUV發色基團取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自2至15之範圍，b係自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d=1，其中Q¹、W及T共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：a)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；b)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分；c)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及d)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有至少一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分；及至少一種式(A⁶)表示之NPB：其中Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，a係於自 2至15之範圍，b係於自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d獨立為0或1，其中Q¹、W、及共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：a)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；b)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分；c)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及d)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分。
如申請專利範圍第1項之半導體塗覆組成物，其中於一種NPB中存在有Φ，其係存在於該NPB作為有機含發色基團取代基T，以及Φ，其係存在於該NPB作為對深紫外光(DUV)具有極少或無吸光之有機取代基。
一種式(B⁰)表示之非聚合性結合劑(NPB)，其中Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為有機含DUV發色基團之取代基T或對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自2至15之範圍，b係自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d=1，其中Q¹、W及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：(a)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；(b)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分；(c)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及(d)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有至少一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分，特徵在於：各個X基可相同或相異且係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、丙烯基醚、乙烯基醚、(甲基)丙烯醯基、鹵素、磺酸根、羧基、羧基酯、羧基酐、及羧酸鹵化物所組成之組群；且其中Z¹¹係衍生自X，或Z¹係衍生自X，或Z¹¹係衍生自Y¹¹；及當d=0時，Φ=T。
如申請專利範圍第8項之非聚合性結合劑(NPB)，其中該NPB係以式(B)表示，其中Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，T為有機含DUV發色基團取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自2至15之範圍，b係自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d=1，其中Q¹、W及T共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：a)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；b)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分； c)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及d)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有至少一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分。
如申請專利範圍第8項之非聚合性結合劑(NPB)，其中該NBP係以式(B¹)表示，其中Q¹為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，為對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係於自2至15之範圍，b係於自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d=1，其中Q¹、W、及共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，及其限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，及Q¹係選自於由下列所組成之組群：a)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；b)未經取代之C₂-C₄₀線性、分支、環系、或多環系脂肪族基含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分；c)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分未含氧、硫、或氮原子作為環或鏈結構之整合部分；及d)未經取代之C₂-C₄₀脂肪族基含有環系及無環系組分及含有一個或多個氧、硫、或氮原子包括其混合作為環或鏈結構之整合部分。
一種於半導體元件之製造中用於製造平面化層之方法，該方法包含下列步驟：a)於一半導體基板上提供兩個或多個孔隙；b)以一種包含一或多種可交聯非聚合性結合劑(NPB)、一種或多種交聯劑及一種或多種溶劑之孔隙填補組成物至少部分填補該兩個或多個孔隙；及c)於足以至少部分固化該組成物之溫度加熱該基板而於該基板上形成一平面化層，其中該NPB係以式(A⁰)表示，其中Q為多價有機核，Z¹及Z¹¹為二價鏈接基，W為二價有機橋接基，Φ為有機含DUV發色基團之取代基T或對DUV光具有極少或無吸光之有機取代基，X為反應性官能基，Y¹¹為反應性官能基，a係自2至15之範圍，b係自0至10之範圍，c係於自0至5之範圍，及d係獨立為0 或1，其中Q、W及Φ共同含有於交聯反應中具有反應性之至少兩個基團或位置，但限制條件為(a+b+c)之和係大於或等於3，特徵在於：各個X基可相同或相異且係選自於由羥基、巰基、第一或第二胺基、烯基、丙烯基醚、乙烯基醚、(甲基)丙烯醯基、鹵素、磺酸根、羧基、羧基酯、羧基酐、及羧酸鹵化物所組成之組群；且其中Z¹¹係衍生自X，或Z¹係衍生自X，或Z¹¹係衍生自Y¹¹；及當d=0時，Φ=T。
一種如申請專利範圍第11項之方法所製造之具有平面化層之基板。
一種用於在一基板上形成一凸紋影像之光刻術方法，其中該方法包含：(a)提供一基板，選擇性地塗覆以先前施用之第一底抗反射塗覆物或先前施用之孔隙填補組成物；(b)於一第一塗覆步驟中以如申請專利範圍第1項之半導體塗覆組成物其係為底抗反射組成物塗覆該基板而形成一未經固化之底抗反射塗覆物(B.A.R.C.)；(c)於一第一烤乾步驟烤乾該未經固化之底抗反射塗覆物而提供一已固化之底抗反射塗覆物B.A.R.C.；(d)於一第二塗覆步驟中於該已固化之B.A.R.C.上方塗覆一光阻來於該已固化之B.A.R.C.上方形成一光阻薄膜； (e)於一第二烤乾步驟中烤乾該光阻薄膜來形成一光阻薄膜/已固化之B.A.R.C./選擇性的第一底抗反射塗覆物堆疊物；(f)將該堆疊物之光阻薄膜曝光於深紫外光成像射線；(g)顯影該堆疊物之部分光阻薄膜藉此暴露該堆疊物之下方已固化之B.A.R.C.的一部分；及(h)以一水性清洗液清洗該已固化之光阻薄膜/B.A.R.C./選擇性的第一底抗反射塗覆物堆疊物；及(i)於氧化電漿蝕刻該堆疊物之該下方已固化之B.A.R.C.的已暴露部分來製造一凸紋影像。
一種具有如申請專利範圍第13項之方法所製造之凸紋影像於其上之基板。