CN104698774A - 半导体器件工艺过滤器和方法 - Google Patents

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Abstract

根据实施例，本发明提供了一种过滤诸如负性显影剂的工艺流体的方法。将负性显影剂引入至包括氟基聚合物的过滤膜。然后通过过滤膜过滤负性显影剂。通过使用这些材料和方法，来自过滤膜的聚乙烯在显影期间将不会污染光刻胶并且减少由聚乙烯污染引起的缺陷。

Description

半导体器件工艺过滤器和方法
优先权要求和交叉引用
本申请要求2013年12月6日提交的标题为“Method for DefectReduction and Resulting Structures”的美国临时申请第61/912,997号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及半导体器件工艺，更具体地，涉及半导体器件工艺过滤器和方法。
背景技术
在半导体制造工艺中，半导体芯片可以制造为具有形成在其中的诸如晶体管、电阻器、电容器、电感器等的器件。半导体芯片的制造可以包括许多加工步骤，这些加工步骤可以包括光刻、离子注入、掺杂、退火、封装等的组合。许多类型的流体可以用于这些工艺中，包括水、电介质、聚合物、光刻胶、化学蚀刻剂、酸等。这些流体被过滤并且传递至制造设备，制造设备在制造半导体期间使用这些流体。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种过滤工艺流体的方法，所述方法包括：将负性显影剂引入至过滤膜，其中，所述过滤膜包括第一氟基聚合物；以及通过所述过滤膜过滤所述负性显影剂。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：将所述负性显影剂储存在第一工艺罐中，其中，所述第一工艺罐包括第二氟基聚合物；以及将所述负性显影剂通过管道移动至工艺单元，其中，所述管道包括第三氟基聚合物。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：将所述负性显影剂储存在第一工艺罐中，其中，所述第一工艺罐包括第二氟基聚合物；以及将所述负性显影剂通过管道移动至工艺单元，其中，所述管道包括第三氟基聚合物，其中，所述方法还包括：用所述负性显影剂显影光刻胶；以及将所述光刻胶用作掩模以由衬底形成鳍。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：将所述负性显影剂储存在第一工艺罐中，其中，所述第一工艺罐包括第二氟基聚合物；以及将所述负性显影剂通过管道移动至工艺单元，其中，所述管道包括第三氟基聚合物，其中，所述方法还包括：在通过所述过滤膜过滤所述负性显影剂之前，润湿所述过滤膜。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：将所述负性显影剂储存在第一工艺罐中，其中，所述第一工艺罐包括第二氟基聚合物；以及将所述负性显影剂通过管道移动至工艺单元，其中，所述管道包括第三氟基聚合物，其中，所述方法还包括：在通过所述过滤膜过滤所述负性显影剂之前，润湿所述过滤膜，其中，所述第一氟基聚合物包括聚四氟乙烯、全氟烷氧基、氟化乙烯丙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物或聚(偏二氟乙烯)。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：将所述负性显影剂储存在第一工艺罐中，其中，所述第一工艺罐包括第二氟基聚合物；以及将所述负性显影剂通过管道移动至工艺单元，其中，所述管道包括第三氟基聚合物，其中，过滤器位于所述工艺单元内。
在上述方法中，其中，在所述方法的整个过程中，所述负性显影剂不与高密度聚乙烯接触。
根据本发明的另一方面，提供了一种过滤工艺流体的方法，所述方法包括：用第一过滤器过滤负性显影剂以形成滤过的负性显影剂，其中，所述第一过滤器包括第一氟基聚合物；以及将所述滤过的负性显影剂转移至第一工艺单元。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：在所述第一工艺单元内用所述负性显影剂显影光刻胶以形成显影的光刻胶；去除位于所述显影的光刻胶下面的衬底的部分以形成鳍；以及由所述鳍形成多个FinFET。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：将所述滤过的负性显影剂储存在第一工艺罐中，所述第一工艺罐包括第二氟基聚合物。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：将所述滤过的负性显影剂储存在第一工艺罐中，所述第一工艺罐包括第二氟基聚合物，其中，所述方法还包括：在将所述滤过的负性显影剂储存在所述第一工艺罐中之前，将所述滤过的负性显影剂储存在第一容器中。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：将所述滤过的负性显影剂储存在第一工艺罐中，所述第一工艺罐包括第二氟基聚合物，其中，所述方法还包括：在将所述滤过的负性显影剂储存在所述第一工艺罐中之前，将所述滤过的负性显影剂储存在第一容器中，其中，所述方法还包括：在过滤所述负性显影剂之前，将所述负性显影剂储存在第二容器中，其中，所述第二容器包括第二氟基聚合物。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：将所述滤过的负性显影剂储存在第一工艺罐中，所述第一工艺罐包括第二氟基聚合物，其中，所述方法还包括：在将所述滤过的负性显影剂储存在所述第一工艺罐中之前，将所述滤过的负性显影剂储存在第一容器中，其中，所述方法还包括：在过滤所述负性显影剂之前，将所述负性显影剂储存在第二容器中，其中，所述第二容器包括第二氟基聚合物，其中，所述方法还包括：在过滤所述负性显影剂之前，预润湿所述第一过滤器。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：在过滤所述负性显影剂之前，清洗所述第一过滤器。
根据本发明的又一方面，提供了一种过滤工艺流体的方法，所述方法包括：安装过滤器，其中，所述过滤器包括氟基聚合物膜；通过所述过滤器过滤负性显影剂以形成滤过的负性显影剂；以及将所述滤过的负性显影剂分配到曝光后的光刻胶上以形成图案化光刻胶。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：接收所述过滤器并且在安装所述过滤器之前预洗所述过滤器。
在上述方法中，其中，所述负性显影剂从所述过滤器到所述光刻胶均没有与聚乙烯接触。
在上述方法中，其中，所述氟基聚合物膜包括聚四氟乙烯、全氟烷氧基、氟化乙烯丙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物或聚(偏二氟乙烯)。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：用缓冲液冲洗所述过滤器，其中，所述缓冲液的表面张力低于所述负性显影剂的表面张力。
在上述方法中，其中，所述方法还包括：使用所述图案化光刻胶去除衬底的部分。
附图说明
当结合附图进行阅读时，从以下详细描述可最佳理解本发明的各方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘制。实际上，为了清楚的讨论，各个部件的尺寸可以任意地增大或减小。
图1A至图1D示出了根据一些实施例的负性显影剂的生命周期；
图2示出了根据一些实施例的衬底，其中光刻胶位于衬底上方；
图3示出了根据一些实施例的光刻胶的曝光；
图4A至图4B示出了根据一些实施例的显影剂工作台；
图5示出了根据一些实施例的在显影期间的光刻胶的截面图；
图6示出了根据一些实施例的BARC层的图案化；
图7示出了根据一些实施例的鳍的形成；
图8示出了根据一些实施例的可以用于清洗过滤器的清洗工艺。
具体实施方式
以下公开内容提供了许多用于实现所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。下面描述了组件和布置的具体实例以简化本发明。当然，这些仅仅是实例，而不旨在限制本发明。例如，在以下描述中，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以直接接触的方式形成的实施例，并且也可以包括在第一部件和第二部件之间可以形成额外的部件，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。此外，本发明可在各个实例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
现在参照图1A，示出了用于负性显影剂101的制造和使用的生命周期工艺流程。在实施例中，工艺流程包括三个不同部分：原材料制造部分103、过滤部分105以及传递至用户和用户使用部分107。下面分别结合图1B、图1C和图1D更详细地描述这些部分的每一个。
在实施例中，负性显影剂101可以选择为与光刻胶207(图1A中未示出，但是下面结合图2示出并描述)联用，以在光刻胶207内形成负性图案。在实施例中，负性显影剂101可以是可以用于去除光刻胶207的在曝光工艺期间未曝光的那些部分的有机溶剂或临界流体。可以利用的材料的具体实例包括烃溶剂、醇溶剂、醚溶剂、酯溶剂、临界流体、它们的组合等。可以用于负性溶剂的材料的具体实例包括己烷、庚烷、辛烷、甲苯、二甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、三氯乙烯、甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、临界二氧化碳、乙醚、二丙基醚、二丁基醚、乙基乙烯基醚、二恶烷、环氧丙烷、四氢呋喃、溶纤剂、甲基溶纤剂、丁基溶纤剂、甲基卡必醇、二乙二醇单乙醚、丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、异佛尔酮、环己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、吡啶、甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺等。然而，可以可选地利用任何合适的材料。
接下来见图1B，示出了原材料制造部分103的简化图。具体地，原材料制造部分103还包括原材料制造部分109和原材料制造储存部分111。在实施例中，原材料制造部分109包括用于产生和纯化负性显影剂101的设备。由此，可以使用的精细制造和分离设备至少部分地取决于负性显影剂101所选择的材料。
一旦制造和纯化，然后就可以将负性显影剂101储存在原材料制造部分103的原材料制造储存部分111内，例如，使用第一容器113。在实施例中，第一容器113可以是诸如小罐、容纳罐、压力容器、桶等的任何合适类型的容器，其可以用于可靠地储存和容纳负性显影剂101，同时在进一步加工负性显影剂101或将负性显影剂101运输至例如用户之前减少或消除通过负性显影剂101的蒸发或化学反应的损耗。
在具体实施例中，第一容器113可以是用于便利运输负性显影剂101的小罐。在该实施例中，第一容器113可以包括不含聚乙烯或高密度聚乙烯的材料。例如，在实施例中，第一容器113可以是氟基聚合物，诸如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚(偏二氟乙烯)(PVDF)、它们的组合等。然而，通过去除聚乙烯作为原材料制造储存部分111内的组分并且使用氟基聚合物，负性显影剂101(其可以是强疏水性的)将不会与周围材料内的例如低聚物接触，并且可以防止聚乙烯污染负性显影剂101和在使用期间缠在光刻胶207上。
在第一容器113包括氟基聚合物材料的实施例中，与第一容器113使用诸如高密度聚乙烯(HDPE)的材料相比，可以观察到缺陷的数量的显著减少。在使用PTFE的具体实施例中，当第一容器113中的HDPE变换为PTFE时，可以进一步提高湿颗粒的水平。
图1C示出，在已经制造和储存负性显影剂101之后，可以在过滤部分105内过滤负性显影剂101以去除可能损害或以其他方式使负性显影剂101用于制造的器件退化的颗粒或其他污染物。在实施例中，过滤部分105可以包括过滤器部分115和在已经过滤负性显影剂101之后用于储存负性显影剂101的过滤储存部分118。过滤部分105可以位于原材料制造部分103内，或可选地，过滤部分105可以与原材料制造部分103分离开。
在实施例中，过滤部分105包括第一罐114以容纳来自原材料制造部分103的负性显影剂101，并且也包括按顺序排列的第一过滤器117和第二过滤器119(均用线示出并且也在图1C中的放大图中示出)以过滤掉负性显影剂101的污染物。在实施例中，第一过滤器117可以包括第一过滤池121、第一过滤帽123和第一过滤膜125。第一过滤池121可以是可以适合于使负性显影剂101和第一过滤膜125接触的任何期望的形状。在图1C中示出的实施例中，第一过滤池121具有圆柱形侧壁和底部。然而，第一过滤池121不限于圆柱形形状，并且可以可选地利用诸如中空方形管、八边形等的任何其他合适的形状。此外，第一过滤池121可以被由与各种工艺材料不发生反应的材料制成的第一外壳127围绕。由此，虽然第一外壳127可以是能够经受工艺中的化学物质和压力的任何合适的材料，但是在实施例中，第一外壳127可以是钢、不锈钢、镍、铝、它们的合金、它们的组合等。
第一过滤池121也可以具有第一过滤帽123以封闭第一过滤池121。第一过滤帽123可以利用例如诸如O形环、垫圈或其他密封材料的密封件附接至第一外壳127以防止第一过滤池121的泄漏，同时允许移除第一过滤帽123以进入第一外壳127的内部内的第一过滤池121。可选地，可以通过将第一过滤帽123焊接、接合或粘附至第一外壳127来附接第一过滤帽123，以形成气密密封并且防止任何泄漏。
第一入口129和第一出口131可以提供进入第一过滤池121以分别接收负性显影剂101和输出滤过的负性显影剂101。第一入口129和第一出口131可以形成在第一过滤池121的第一过滤帽123中(如图1C所示)，或者可以可选地形成为穿过第一过滤池121的侧壁。在实施例中，第一入口129和第一出口131也可以包括多个阀和配件(为了清楚，未示出)以便利第一过滤池121的移除和替换。
第一过滤帽123也可以包括第一排气口116。第一排气口116可以用于可控地排出工艺气体，这可能在第一过滤器117的维修期间或紧急情况期间发生以可控地释放在第一过滤器117中可能加强的压力。第一排气口116也可以包括多个阀和配件(为了清楚，未示出)以便利第一排气口116的安装或操作。
第一过滤膜125可以用于过滤从第一罐114通过第一入口129输入第一过滤池121的负性显影剂101，负性显影剂101通过第一过滤膜125并且通过第一出口131从第一过滤池121排出。在实施例中，第一过滤膜125位于第一入口129和第一出口131之间，从而使得负性显影剂101在离开第一过滤池121之前必须穿过第一过滤膜125。
在实施例中，第一过滤膜125可以用于过滤负性显影剂101中的大于约50nm的颗粒。由此，第一过滤膜125可以具有50nm或更小的孔隙尺寸，并且可以由诸如聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙烯丙烯(FEP)、全氟烷氧基(PFA)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)和聚(偏二氟乙烯)(PVDF)的材料制成。然而，可以可选地使用不会将聚乙烯浸出至负性显影剂101内的任何其他合适的材料。
在已经通过第一过滤器117过滤负性显影剂101(例如，负性显影剂101通过第一出口131)之后，可以将负性显影剂101发送到第二过滤器119以去除负性显影剂101中的甚至更小的污染物。在实施例中，第二过滤器119可以具有第二过滤池135、第二过滤帽137、第二入口141和第二出口143，并且这些类似于第一过滤池121、第一过滤帽123、第一入口129和第一出口131，但是它们也可以可选地不同。
第二过滤器119也可以包括第二过滤膜139以过滤负性显影剂101中的污染物。然而，在实施例中，第二过滤膜139与第一过滤膜125不相同。相反，第二过滤膜139具有比第一过滤膜125更小的孔隙尺寸以去除负性显影剂101中的更小的污染物。由此，虽然第二过滤膜139的孔隙尺寸至少部分地取决于第一过滤膜125的孔隙尺寸，但是在第一过滤膜125具有50nm的孔隙尺寸(如上所述)的实施例中，第二过滤膜139可以具有介于约1nm和约30nm之间的孔隙尺寸(诸如约10nm)。
此外，可以使用不含聚乙烯的材料形成第二过滤膜139以减少或消除从第二过滤器119到负性显影剂101内的聚乙烯的任何浸出。在实施例中，第二过滤膜139可以包括诸如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚(偏二氟乙烯)(PVDF)、它们的组合等的氟基聚合物材料。然而，可以可选地利用任何其他合适的材料。
在第二过滤膜139包括PTFE的具体实施例中，具有小于十六个碳原子的烷烃(其可以被视为聚乙烯的替代物)的浸出可以保持在检测极限以下。这已经在通过浸渍具有PTFE过滤膜的过滤器的测试中观察到。经过一段时间，虽然诸如UPE的其他过滤膜材料观察到烷烃的可检测和明显的浸出，但是包括PTFE作为过滤材料的过滤器没有可检测的烷烃浸出。由此，这种过滤器的使用有助于防止或消除在过滤工艺期间的聚乙烯的浸出，并且帮助防止在整个半导体制造工艺期间产生缺陷。
一旦已经通过第二过滤器119过滤负性显影剂101，就可以将负性显影剂101发送到过滤储存部分118，其中，负性显影剂101可以容纳在过滤储存部分118中，直到准备发送给用户(在过滤部分105不在用户的场所的实施例中)或直到用户准备使用(在过滤部分105位于用户的场所的实施例中)。在实施例中，过滤储存部分118包括类似于第一容器113的第二容器142。例如，第二容器142可以是由其中不含聚乙烯的材料制成的储存罐、压力容器、桶等，材料诸如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚(偏二氟乙烯)(PVDF)、它们的组合等。通过利用这些材料，可以减少或消除聚乙烯浸出到负性显影剂内。
此外，虽然未详细讨论，但是过滤部分105可以额外地包括可以帮助或辅助负性显影剂101通过过滤部分105的移动或过滤效率的其他设备，诸如泵、阀和循环线。图1C中示出了这些设备的一些，但不必示出全部，但是所有这些额外的设备都完全旨在包括在实施例的范围内。
通过将氟基聚合物用于第二容器142，负性显影剂101的储存可以保持数周不会浸出诸如聚乙烯的材料。例如，测试将负性显影剂储存在200公升的PFA桶中，并且在两周之后，缺陷保持在可接受的最低限度。
图1D示出，一旦负性显影剂101准备在半导体制造工艺内使用，就可以从过滤储存部分118取出负性显影剂101并且将负性显影剂101放置在第一工艺罐151内。在实施例中，可以通过将负性显影剂101运输、泵或以其他方式输送出过滤储存部分118来取出负性显影剂101并且输送向用户部分107，在用户部分107中，负性显影剂101最初可以储存在第一工艺罐151中。
在实施例中，第一工艺罐151是用于容纳滤过的负性显影剂101的罐，直到工艺在半导体制造工艺内的一个步骤中准备利用负性显影剂101。在实施例中，调整第一工艺罐151的尺寸，以容纳适量的负性显影剂101，从而使得在半导体制造工艺期间不引起延迟的情况下准备好足够的负性显影剂101，诸如通过使容积介于4L和约10000L之间，诸如约200L。
此外，第一工艺罐151可以由当第一工艺罐151容纳负性显影剂101时不与负性显影剂101反应并且也防止聚乙烯到负性显影剂101内的任何浸出的材料制成。在实施例中，第一工艺罐151可以包括诸如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚(偏二氟乙烯)(PVDF)、它们的组合等的材料，但是可以可选地利用任何合适的材料。
当准备好时，从第一工艺罐151取出负性显影剂101，例如，使用第一泵(在图1D中未单独示出)以将负性显影剂101泵出第一工艺罐151。然而，虽然第一泵是用于取出负性显影剂101的一种合适的方法，但是其仅旨在为说明性实例。可以可选地使用包括将加压的非反应性气体引入第一工艺罐以使负性显影剂101从第一工艺罐151排出的任何其他合适的方法，并且所有这些方法完全旨在包括在实施例的范围内。
在实施例中，负性显影剂101离开第一工艺罐151并且朝着工艺设备155进入管道153。管道153可以是将负性显影剂101控制在从第一工艺罐151到工艺设备155的路径上的一个或多个系列的管、泵、阀等。此外，管道153也可以包括减少或消除聚乙烯浸出到负性显影剂101内的材料。在实施例中，管道153可以包括聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚(偏二氟乙烯)(PVDF)、它们的组合等，但是可以可选地利用任何合适的材料。
最后，负性显影剂101被发送到工艺设备155。在实施例中，工艺设备155可以是负性显影剂工作台401(在图1A至图1D中未详细示出，但是下面结合图4A至图4B详细示出并描述)，负性显影剂工作台401利用旋涂工艺来分配负性显影剂101。然而，可以可选地使用诸如浸渍工作台或搅拌工作台的任何其他合适的工艺设备，并且所有这些工艺设备完全旨在包括在实施例的范围内。
作为工艺设备155的部分，第三过滤器161可以用于提供在半导体制造工艺内使用负性显影剂101之前的负性显影剂101的最后过滤。在实施例中，第三过滤器161可以具有第三过滤池163、第三过滤帽165、第三入口167和第三出口169，并且这些可以类似于第一过滤池121、第一过滤帽123、第一入口129和第一出口131，但是它们也可以可选地不同。
第三过滤器161也可以包括第三过滤膜171以过滤负性显影剂101中的污染物。由于刚好在使用之前过滤，所以第三过滤器161用于在实际使用负性显影剂101之前过滤污染物的最后颗粒，并且由此具有约1nm和约30nm之间的孔隙尺寸，诸如约10nm。然而，可以可选地利用任何合适的孔隙尺寸。
此外，可以使用不含聚乙烯的材料形成第三过滤膜171以减少或消除从第三过滤器161到负性显影剂101内的聚乙烯的任何浸出。在实施例中，第三过滤膜171可以包括诸如聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、氟化乙烯丙烯(FEP)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚(偏二氟乙烯)(PVDF)、它们的组合等的氟基聚合物材料。然而，可以可选地利用任何其他合适的材料。
一旦已经通过第三过滤器161过滤负性显影剂101，就可以将负性显影剂101发送至工艺设备155的剩余部件。在实施例中，工艺设备155的剩余部件包括使用旋涂工艺的负性显影剂工作台(在图1D中未详细示出，但是下面结合图4A至图4B详细示出并描述)。然而，可以可选地利用任何其他合适的工艺设备。
图2至图7示出了半导体制造工艺，其中，负性显影剂101用于在半导体器件200上形成负性图案。现在参照图2，示出了半导体器件200，半导体器件200具有衬底201、底部抗反射涂(BARC)层203、中间掩模层205和施加在衬底201上方的光刻胶207。衬底201可以包括掺杂或未掺杂的块状硅、或者绝缘体上硅(SOI)衬底的有源层。通常地，SOI衬底包括诸如硅、锗、硅锗、SOI、绝缘体上硅锗(SGOI)或它们的组合的半导体材料的层。可以使用的其他衬底包括多层衬底、梯度衬底或混合取向衬底。
BARC层203施加在衬底201上方以准备施加光刻胶207。正如其名，BARC层203用于防止在曝光光刻胶207期间诸如光的能量(例如，光)不受控制地和不期望地反射回到上面的光刻胶207内，从而防止反射光在光刻胶207的不期望的区域中引起反应。此外，BARC层203可以用于提供位于衬底201上方的平坦表面，从而有助于降低成角度入射的能量的负面影响。
在实施例中，BARC层203包括聚合物树脂、催化剂和交联剂，所有这些均放置在溶剂中用于散布。聚合物树脂包括具有重复单元的聚合物链，其他重复树脂可以包括交联单体和具有发色团单元的单体。在实施例中，具有发色团单元的单体可以包括含有取代和未取代的苯基、取代的和未取代的蒽基、取代的和未取代的菲基、取代和未取代的萘基、取代和未取代的杂环(包含诸如氧、氮、硫或它们的组合的杂原子)(诸如吡咯烷基、吡喃基、哌啶基、吖啶基、喹啉基)的乙烯基化合物。这些单元中的取代基可以是任何烃基并且还可以包含诸如氧、氮、硫或它们的组合的杂原子，诸如具有介于1和12之间的碳原子数的亚烷基、酯、醚、它们的组合等。
在具体实施例中，具有发色团单元的单体包括苯乙烯、羟基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、苯甲酸乙烯酯、乙烯基-4-叔丁基苯甲酸、乙二醇苯基醚丙烯酸酯、苯氧基丙基丙烯酸酯、N-甲基马来酰亚胺、2-(4-苯甲酰基-3-羟基苯氧基)丙烯酸乙酯、2-羟基-3-苯氧基丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、9-蒽甲基丙烯酸甲酯、9-乙烯基蒽、2-乙烯基萘、N-乙烯基邻苯亚胺、N-(3-羟基)苯基甲基丙烯酰胺、N-(3-羟基-4-羟基羰基苯偶氮基)苯基甲基丙烯酰胺、N-(3-羟基-4-乙氧基羰基苯偶氮基)苯基甲基丙烯酰胺、N-(2,4-二硝基苯基氨基苯基)马来酰亚胺、3-(4-乙酰氨基苯基)偶氮-4-羟基苯乙烯、3-(4-乙氧基羰基苯基)偶氮-乙酰乙酰氧基乙基甲基丙烯酸酯、3-(4-羟苯基)偶氮乙酰乙酰氧基甲基丙烯酸乙酯、3-(4-磺苯基)偶氮-乙酰乙酰氧基甲基丙烯酸乙酯的硫酸四氢铵盐、它们的组合等。然而，可以可选地使用任何合适的具有吸收入射光并且防止光被反射的发色团单元的单体，并且所有这些单体完全旨在包括在实施例的范围内。
交联单体可以用于交联单体和聚合物树脂内的其他聚合物以改变BARC层203的溶解度，并且可以可选择地具有酸不稳定基团。在具体实施例中，交联单体可以包括烃链，该烃链也包括例如羟基基团、羧酸基团，羧酸酯基团、环氧基团、氨基甲酸酯基团、酰胺基团、它们的组合等。可以利用的交联单体的具体实例包括聚羟基苯乙烯、聚(羟基萘)、聚(甲基)丙烯酸酯、聚芳酯、聚酯、聚氨酯、醇酸树脂(脂肪族聚酯)、聚(羟基苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)、由以下单体中的至少一种的聚合而得到的均聚物和/或共聚物：苯乙烯、羟基苯乙烯、羟乙基(甲基)丙烯酸酯、羟丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸、聚(羟基苯乙烯-苯乙烯-甲基丙烯酸酯)、聚(羟基苯乙烯-苯乙烯-甲基丙烯酸酯)、聚(4-羟基苯乙烯)和聚(均苯四甲酸二酐-乙二醇-环氧丙烷)。
此外，作为本领域普通技术人员将认识到，可以聚合以形成用于BARC层203的聚合物树脂的各种单体的以上描述旨在是说明性的而不旨在以任何方式限制实施例。相反，也可以利用执行本文中描述的单体的期望功能的任何合适的单体或单体的组合。所有这些单体完全旨在包括在实施例的范围内。
催化剂可以是用于生成化学活性物质并且引发聚合物树脂内的聚合物之间的交联反应的化合物，并且可以是例如热生酸剂、光生酸剂或光生碱剂、它们的合适的组合等。在催化剂是热生酸剂的实施例中，当足够的热量施加至BARC层203时，催化剂将产生酸。热生酸剂的具体实例包括丁烷磺酸、三氟甲磺酸、纳米氟丁烷磺酸、硝基苄基甲苯磺酸酯，诸如2-硝基苄基甲苯磺酸酯、2,4-二硝基甲苯磺酸酯、2,6-二硝基甲苯磺酸酯、4-硝基苄基甲苯磺酸酯；苯磺酸，诸如2-三氟甲基-6-硝基苄基4-氯苯磺酸酯、2-三氟甲基-6-硝基苄基4-硝基苯磺酸酯；酚类磺酸酯，诸如苯基、4-甲氧基苯磺酸酯；有机酸的烷基铵盐，诸如10-樟脑磺酸的三乙基铵盐，它们的组合等。
在催化剂是光生酸剂的实施例中，催化剂可以包括卤化三嗪、鎓盐、重氮盐、芳族重氮盐、鏻盐、锍盐、碘鎓盐、酰亚胺磺酸酯、肟磺酸酯、重氮二砜、二砜、邻硝基苄基磺酸酯、磺化酯、卤化磺酰二甲酰亚胺、重氮二砜、α-氰基醇胺磺酸盐、酰亚胺磺酸盐、酮重氮二砜、磺酰重氮酯、1,2-二(芳基磺酰)肼、硝基苄基酯和均三嗪衍生物、它们的合适的组合等。
可以使用的光生酸剂的具体实例包括α-(三氟甲基磺酰氧基)-二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二碳酸-酰亚胺(MDT)、N-羟基萘二甲酰亚胺(DDSN)、苯偶姻甲苯磺酸酯、叔丁基苯基α-(对甲苯磺酰氧基)-醋酸盐和叔丁基-α-(对甲苯磺酰氧基)-醋酸盐、三芳基锍和二芳基碘六氟锑酸盐、六氟砷酸盐、三氟甲烷磺酸盐、碘鎓全氟辛烷磺酸盐、N-樟脑磺酰氧基萘酰亚胺、N-五氟苯基磺酰氧基萘酰亚胺、离子碘鎓磺酸盐(诸如二芳基碘(烷基或芳基)磺酸盐和双-(二-叔丁基苯基)碘鎓莰基磺酸盐)、全氟烷烃磺酸盐(诸如全氟戊烷磺酸盐、全氟辛烷磺酸盐、全氟甲烷磺酸盐)、芳基(例如，苯基或苄基)三氟甲磺酸酯(诸如三苯基锍三氟甲磺酸酯或双-(叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸酯；连苯三酚衍生物(例如，邻苯三酚的三甲磺酸)、羟基酰亚胺的三氟甲磺酸酯、α,α'双-磺酰基-重氮甲烷、硝基取代的苄醇的磺酸酯、萘醌-4-二叠氮化物、烷基二砜等。
在其他实施例中，催化剂可以是光生碱剂。在这些实施例中，光生碱剂可以包括季铵二硫代氨基甲酸酯、α氨基酮、含有肟氨基甲酸酯的分子(诸如二苯并酰苯肟环己烷二氨基甲酸乙酯、四有机硼酸铵盐和N-(2-硝基苄氧羰基)环胺)、它们的合适的组合等。
也可以将交联剂添加到BARC层203。在曝光之后，交联剂与BARC层203内的聚合物树脂内的聚合物发生反应，从而辅助增大光刻胶的交联密度，这有助于改进光刻胶图案和对干蚀刻的抵抗。在实施例中，交联剂可以是基于三聚氰胺的试剂、基于脲的试剂、基于乙烯脲的试剂、基于丙基脲的试剂、基于甘脲的试剂、具有羟基、羟烷基或它们的组合的脂环烃、脂环烃的含氧衍生物、甘脲化合物、醚化的氨基树脂、聚醚多元醇、聚甘脲醚、乙烯基醚、三嗪、它们的组合等。
可以用作交联剂的材料的具体实例包括三聚氰胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、脲、亚乙基脲、或具有甲醛的甘脲、具有甲醛和低级醇的组合的甘脲、六甲氧基甲基三聚氰胺、双甲氧基甲基脲、双甲氧基甲基双甲氧基乙烯基脲、四甲氧基甲基甘脲和四丁氧基甲基甘脲、单、二、三或四-羟甲基化甘脲、单、二、三和/或四-甲氧基甲基化甘脲、单、二、三和/或四-乙氧基甲基化甘脲、单、二、三和/或四丙氧基甲基化甘脲和单、二、三和/或四-丁氧基甲基化甘脲、2,3-二羟基-5-羟甲基降冰片烷、2-羟基-5,6-双(羟甲基)降冰片烷、环己烷二甲醇、3,4,8-(或9)-三羟基三环葵烷、2-甲基-2-金刚烷醇、1,4-二恶烷-2,3-二醇和1,3,5-三羟基环己烷、四甲氧基甲基甘脲、甲基丙基四甲氧基甲基甘脲和甲基苯基四甲氧基甲基甘脲、2,6-双(羟甲基)-对甲酚、N-甲氧基甲基或N-丁氧基甲基-三聚氰胺。此外，通过使甲醛或甲醛和低级醇与含氨基的化合物(诸如三聚氰胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、脲、乙烯脲和甘脲)反应并且用羟甲基或低级烷氧甲基取代氨基的氢原子得到的化合物，实例为六甲氧基甲基三聚氰胺、双甲氧基甲基脲、双甲氧基甲基双甲氧基乙烯基脲、四甲氧基甲基甘脲和四丁氧基甲基甘脲、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸的共聚物、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯和丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸的共聚物、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸的共聚物、双酚A-二(3-氯-2-羟丙基)醚、苯酚酚醛树脂的聚(3-氯-2-羟丙基)醚、季戊四醇四(3-氯-2-羟丙基)醚、三羟甲基甲烷三(3-氯-2-羟丙基)醚苯酚、双酚A-二(3-乙酰氧基-2-羟丙基)醚、苯酚酚醛树脂的聚(3-乙酰氧基-2-羟丙基)醚、季戊四醇四(3-乙酰氧基-2-羟丙基)醚、季戊四醇聚(3-氯乙酰氧基-2-羟丙基)醚、三羟甲基甲烷三(3-乙酰氧基-2-羟丙基)醚、它们的组合等。
此外，作为本领域普通技术人员将认识到，可以在聚合物树脂、催化剂和交联剂内使用的以上列举的关于结构和基团的精确实例仅旨在是说明性的，并不旨在列举可以用于形成聚合物树脂、催化剂和交联剂的每个可能的结构或基团。任何合适的可选结构和任何合适的可选基团可以用于形成聚合物树脂、催化剂和交联剂，并且所有这些结构和基团完全旨在包括在实施例的范围内。
可以将BARC层203的单独的组分放置到BARC溶剂中以辅助BARC层203的混合和放置。为了辅助BARC层203的混合和放置，溶剂的选择至少部分地取决于BARC层203的聚合物树脂以及催化剂和交联剂所选择的材料和单体。具体地，BARC溶剂选择为使得聚合物树脂、催化剂和交联剂可以均匀地溶解到BARC溶剂中并且分配到衬底201和鳍701上。
在实施例中，BARC溶剂可以是有机溶剂，并且可以包括任何合适的溶剂，诸如酮、醇、多元醇、醚、二醇醚、环醚、芳族烃、酯、丙酸盐、乳酸盐、乳酸酯、亚烷基二醇单烷基醚、烷基乳酸盐、烷基烷氧基丙酸盐、环内酯、包含环的单酮化合物、亚烷基碳酸酯、烷基烷氧基醋酸盐、烷基丙酮酸、乳酸酯、乙二醇烷基醚乙酸酯、二乙二醇、丙二醇烷基醚乙酸酯、亚烷基二醇烷基醚酯、亚烷基二醇单烷基酯等。
可以用作BARC溶剂的材料的具体实例包括丙酮、甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、四氢呋喃、甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二甲基醚、乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇单乙烯醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二甘醇、二甘醇单乙酸酯、二甘醇单甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇乙基甲基醚、二乙烯基乙二醇单乙醚、二甘醇单丁醚、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、甲基2-羟基-2-丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲脂、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯和乳酸乙酯、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单丙甲基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯、丙二醇单乙醚丙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甘醇乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯和乳酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯和3-甲氧基丙酸乙酯、β-丙内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯，α-甲基-γ-丁内酯、β-甲基-γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、γ-辛内酯、α-羟基-γ-丁内酯、2-丁酮、3-甲基丁酮、频哪酮、2-戊酮、3-戊酮、4-甲基-2-戊酮、2-甲基-3-戊酮、4,4-二甲基-2-戊酮、2,4-二甲基-3-戊酮、2,2,4,4-四甲基-3-戊酮、2-己酮、3-己酮、5-甲基-3-己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2-甲基-3-庚酮、5-甲基-3-庚酮、2-，6-二甲基-4-庚酮、2-辛酮、3-辛酮、2-壬酮、3-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、3-癸酮、4-癸酮、5-己烯-2-酮、3-戊烯-2-酮、环戊酮、2-甲基环戊酮、3-甲基环戊酮、2,2-二甲基环戊酮、2,4,4-三甲基环戊酮、环己酮、3-甲基环己酮、4-甲基环己酮、4-乙基环己酮、2,2-二甲基环己酮、2,6-二甲基环己酮、2,2,6-三甲基环己酮、环庚酮、2-甲基环庚酮、3-甲基环庚酮、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸亚乙酯和碳酸亚丁酯、乙酸-2-甲氧基乙基、乙酸-2-乙氧基乙基、乙酸-2-(2-乙氧基乙氧基)乙基、乙酸-3-甲氧基-3-甲基丁基、乙酸-1-甲氧基-2-丙基、二丙二醇、单甲醚、单乙醚、单丙基醚、单丁基醚、单苯基醚、二丙二醇单乙酸酯、二恶烷、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基丙酮酸酯、乙基丙酮酸酯、丙基丙酮酸酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、正甲基吡咯烷酮(NMP)、2-甲氧基乙醚(二甘醇二甲醚)、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚；乳酸乙酯或乳酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和乙基乙氧基丙酸酯、甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、二氧化碳、环戊酮、环己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)、甲基溶纤剂、乙酸丁酯和2-乙氧基乙醇、N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、苄基乙基醚、二己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。
然而，作为本领域普通技术人员将认识到，以上列举和描述的作为可以用于BARC层203的溶剂组分的材料的实例的材料仅是说明性的，并不旨在限制实施例。相反，可以可选地利用可以溶解聚合物树脂、催化剂和交联剂的任何合适的材料，以帮助混合和施加BARC层203。所有这些材料完全旨在包括在实施例的范围内。
此外，如果需要，也可以将其他组分添加到用于BARC层203的材料中。例如，在实施例中，可以可选地利用单分子染料、表面流平剂、粘合促进剂、防沫剂等。可以将任何合适的添加剂添加到用于BARC层203的材料中，并且所有这些添加剂完全旨在包括在实施例的范围内。
在实施例中，将聚合物树脂、催化剂和交联剂与任何期望的添加剂或其他试剂一起添加到BARC溶剂中以形成用于BARC层203的材料。聚合物树脂可以具有介于约0.1％和约30％之间的浓度，诸如约10％，催化剂可以具有介于约0.1％和约30％之间的浓度，诸如约5％，并且交联剂可以具有介于约10％和约20％之间的浓度，诸如约5％。
一旦添加，然后就混合混合物以获得用于BARC层203的材料中的均匀且恒定的组分，以确保不存在由用于BARC层203的材料的不均匀混合或非恒定组分引起的缺陷。一旦混合在一起，用于BARC层203的材料就可以被储存直到使用或者立即使用。
一旦已经制备用于BARC层203的材料，就可以通过首先将用于BARC层203的材料施加到衬底201上来利用用于BARC层203的材料。用于BARC层203的材料可以施加到衬底201，从而使得用于BARC层203的材料涂布衬底201的暴露上表面并且可以使用诸如旋涂工艺、浸涂方法、气刀涂布方法、帘式涂布方法、线棒涂布方法、凹版涂布方法、层压方法、挤压涂布方法、它们的组合等的工艺施加。在实施例中，可以施加用于BARC层203的材料，使得用于BARC层203的材料在衬底201的顶部上方具有介于约50nm和约500nm之间的厚度，诸如约300nm。
一旦已经将BARC层203施加到衬底201，就实施BARC层203的预烘烤以引发聚合物树脂内的聚合物和交联剂之间的交联反应以及在施加光刻胶207之前干燥BARC层203。BARC层203的固化和干燥去除BARC溶剂组分的一部分但留下聚合物、催化剂、交联剂和其他添加剂。在实施例中，可以在适合于蒸发BARC溶剂并且引发交联反应的温度下实施预烘烤，诸如介于约40℃和150℃之间，但是精确温度取决于BARC层203所选择的材料。实施预烘烤的持续时间为足以固化和干燥BARC层203，诸如介于约10秒至约5分钟之间，诸如约90秒。
可以在BARC层203上方放置中间掩模层205。在实施例中，中间掩模层205是诸如氮化硅、氧化物、氮氧化物、碳化硅、它们的组合等的硬掩模材料。可以通过诸如化学汽相沉积(CVD)的工艺形成用于中间掩模层205的硬掩模材料，但是可以可选地利用其他工艺，诸如等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)、低压化学汽相沉积(LPCVD)、旋涂或甚至氧化硅形成后氮化。可以利用形成或以其他方式放置硬掩模材料的任何合适的方法或方法的组合，并且所有这些方法或组合完全旨在包括在实施例的范围内。中间掩模层205可以形成为具有介于约和约之间的厚度，诸如约
在实施例中，光刻胶207施加到中间掩模层205上方并且包括光刻胶溶剂中的光刻胶聚合物树脂和一种或多种光敏化合物(PAC)。在实施例中，光刻胶聚合物树脂可以包括烃结构(诸如脂环烃结构)，该烃结构包含将分解的一个或多个基团(例如酸不稳定基团)或当与由PAC(如下面进一步描述的)生成的酸、碱或自由基混合时发生反应的一个或多个基团。在实施例中，烃结构包括形成光刻胶聚合物树脂的骨架支架的重复单元。该重复单元可以包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、巴豆酸酯、乙烯基酯、马来酸二酯、富马酸二酯、衣康酸二酯、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯、乙烯基醚、它们的组合等。
可以用于烃结构的重复单元的具体结构包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯、2-乙基己基丙烯酸酯、乙酰氧乙基丙烯酸酯、丙烯酸苯酯、2-羟乙基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基丙烯酸酯、2-乙氧基乙基丙烯酸酯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、丙烯酸环己酯、苄基丙烯酸酯、2-烷基-2-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯或二烷基(1-金刚烷基)甲基(甲基)丙烯酸酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、乙酰氧乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、2-羟乙基甲基丙烯酸酯、2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯、2-乙氧基乙基甲基丙烯酸酯、2-(2-甲氧乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄酯、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯、3-乙酰氧基-2-羟丙基甲基丙烯酸酯、3-氯乙酰氧基-2-羟丙基甲基丙烯酸酯、巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等。乙烯基酯的实例包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙烯基丁酸酯、乙烯基甲氧基乙酸酯、苯甲酸乙烯酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、富马酸二丁酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙基丙烯酰胺、丙基丙烯酰胺、正丁基丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、环己基丙烯酰胺、2-甲氧基乙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、苯丙烯酰胺、苄基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基甲基丙烯酰胺，乙基甲基丙烯酰胺、丙基甲基丙烯酰胺、正丁基甲基丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、环己基甲基丙烯酰胺、2-甲氧基乙基甲基丙烯酰胺、二甲基甲基丙烯酰胺、二乙基甲基丙烯酰胺、苯基甲基丙烯酰胺、苄基甲基丙烯酰胺、甲基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、己基乙烯基醚、甲氧基乙基乙烯基醚、二甲基氨基乙基乙烯基醚等。苯乙烯类的实例包括苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙烯基苯甲酸甲酯、α-甲基苯乙烯、马来酰亚胺、乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基咔唑、它们的组合等。
在实施例中，烃结构的重复单元也可以具有取代入其中的单环或多环烃结构，或者单环或多环烃结构可以是重复单元，以形成脂环烃结构。可以使用的单环结构的具体实例包括二环烷、三环烷、四环烷、环戊烷、环己烷等。可以使用的多环结构的具体实例包括金刚烷、降冰片烷、异冰片烷、三环癸烷、四环十二烷烷等。
将分解的基团称为离去基团，或者在PAC是光生酸剂的实施例中，离去基团为酸不稳定基团，其附接至烃结构，从而使得离去基团将与在曝光期间由PAC生成的酸/碱/自由基发生反应。在实施例中，将分解的基团可以是羧酸基团、氟化醇基团、酚醇基团、磺酸基团、磺酰胺基团、磺酰亚胺基团、(烷基磺酰基)(烷基羰基)亚甲基团、(烷基磺酰基)(烷基羰基)酰亚胺基团、双(烷基羰基)亚甲基基团、双(烷基羰基)酰亚胺基团、双(烷基磺酰基)亚甲基团、双(烷基磺酰基)酰亚胺基团、三(烷基羰基)亚甲基团、三(烷基磺酰基)亚甲基团、它们的组合等。可以用于氟化醇基团的具体基团包括诸如六氟异丙醇基团的氟化羟烷基团。可以用于羧酸基团的具体基团包括丙烯酸基团、甲基丙烯酸基团等。
在实施例中，光刻胶聚合物树脂也可以包括有助于改进可聚合树脂的各种性能的附接至烃结构的其他基团。例如，包括附接至烃结构的内酯基团辅助降低在显影光刻胶207之后的线边缘粗糙度的量，从而有助于减少在显影期间发生的缺陷的数量。在实施例中，内酯基团可以包括五元或七元环，但是任何合适的内酯结构可以可选地用于内酯基团。
光刻胶聚合物树脂也可以包括可以辅助增加光刻胶207与下面的结构(例如，中间掩模层205和BARC层203)的粘附性的基团。在实施例中，极性基团可以用于帮助增加粘附性，并且可以用于该实施例的极性基团包括羟基、氰基等，但是可以可选地利用任何合适的极性基团。
可选择地，光刻胶聚合物树脂还可以包括不含有将分解的基团的一种或多种脂环烃结构。在实施例中，不含有将分解的基团的烃结构可以包括诸如1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、三环癸基(甲基)丙烯酸酯、环己基(甲基丙烯酸酯)、它们的组合等的结构。
此外，光刻胶207也包括一种或多种PAC。PAC可以是诸如光生酸剂、光生碱剂、自由基产生剂等的光敏组分，并且PAC可以是正性作用的或负性作用的。在PAC是光生酸剂的实施例中，PAC可以包括卤化三嗪、鎓盐、重氮盐、芳族重氮盐、鏻盐、锍盐、碘鎓盐、酰亚胺磺酸酯、肟磺酸酯、重氮二砜、二砜、邻硝基苄基磺酸酯、磺化酯、卤化磺酰二甲酰亚胺、重氮二砜、α-氰基醇胺磺酸盐、酰亚胺磺酸盐、酮重氮二砜、磺酰重氮酯、1,2-二(芳基磺酰)肼、硝基苄基酯和均三嗪衍生物、它们的合适的组合等。
可以使用的光生酸剂的具体实例包括α-(三氟甲基磺酰氧基)-二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二碳酸-酰亚胺(MDT)、N-羟基萘二甲酰亚胺(DDSN)、苯偶姻甲苯磺酸酯、叔丁基苯基α-(对甲苯磺酰氧基)-醋酸盐和叔丁基-α-(对甲苯磺酰氧基)-醋酸盐、三芳基锍和二芳基碘六氟锑酸盐、六氟砷酸盐、三氟甲烷磺酸盐、碘鎓全氟辛烷磺酸盐、N-樟脑磺酰氧基萘酰亚胺、N-五氟苯基磺酰氧基萘酰亚胺、离子碘鎓磺酸盐(诸如二芳基碘(烷基或芳基)磺酸盐和双-(二-叔丁基苯基)碘鎓莰基磺酸盐)、全氟烷烃磺酸盐(诸如全氟戊烷磺酸盐、全氟辛烷磺酸盐、全氟甲烷磺酸盐)、芳基(例如，苯基或苄基)三氟甲磺酸酯(诸如三苯基锍三氟甲磺酸酯或双-(叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸酯；连苯三酚衍生物(例如，邻苯三酚的三甲磺酸)、羟基酰亚胺的三氟甲磺酸酯、α,α'双-磺酰基-重氮甲烷、硝基取代的苄醇的磺酸酯、萘醌-4-二叠氮化物、烷基二砜等。
在PAC是自由基产生剂的实施例中，PAC可以包括正苯基甘氨酸、诸如二苯甲酮的芳族酮、N，N'-四甲基-4,4'-二氨基二苯甲酮、N，N'-四乙基-4,4'-二氨基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲基氨基二苯甲酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、p,p'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、p,p'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、蒽醌、2-乙基蒽醌、萘醌和菲醌、诸如苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻-正丁醚、苯偶姻苯基醚、甲基苯偶姻和乙基苯偶姻的苯偶姻类、诸如二苄基、苄基二苯基二硫化物和苄基二甲基缩酮的苄基衍生物、诸如9-苯基吖啶和1,7-双(9-吖啶基)庚烷的吖啶衍生物、诸如2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮和2-异丙基噻吨酮的噻吨酮类、诸如1,1-二氯苯乙酮、p-叔丁基二氯-苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮和2,2-二氯-4-苯氧基苯乙酮的苯乙酮类、诸如2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(邻氯苯基)-4,5-二(间甲氧基苯基咪唑二聚物、2-(邻-氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(对甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2,4-二(对甲氧基苯基)-5-苯基咪唑二聚物、2-(2,4-二甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物和2-(对-甲基巯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物的2,4,5-三芳基咪唑二聚物、它们的合适的组合等。
在PAC是光生碱剂的实施例中，PAC可以包括季铵二硫代氨基甲酸酯、α氨基酮、诸如二苯并酰苯肟六甲撑二氨基甲酸乙酯、四有机硼酸铵盐和N-(2-硝基苄氧羰)环胺的含肟氨基甲酸乙酯的分子、它们的合适的组合等。然而，作为本领域普通技术人员将认识到，本文中列举的化学化合物仅旨在作为PAC的示出实例并且不旨在将实施例仅限于具体描述的那些PAC。相反，可以可选地利用任何合适的PAC，并且所有这些PAC完全旨在包括在本实施例的范围内。
可以将光刻胶207的单独的组分放置在光刻胶溶剂内以辅助光刻胶207的混合和放置。为了辅助光刻胶207的混合和放置，光刻胶溶剂的选择至少部分地基于光刻胶聚合物树脂以及PAC所选择的材料。具体地，光刻胶溶剂选择为使得光刻胶聚合物树脂和PAC可以均匀地溶解到光刻胶溶剂中并且分配到中间掩模层205和BARC层203上。
在实施例中，光刻胶溶剂可以是有机溶剂，并且可以包括任何合适的溶剂，诸如酮、醇、多元醇、醚、二醇醚、环醚、芳族烃、酯、丙酸盐、乳酸盐、乳酸酯、亚烷基二醇单烷基醚、烷基乳酸盐、烷基烷氧基丙酸盐、环内酯、包含环的单酮化合物、亚烷基碳酸酯、烷基烷氧基醋酸盐、烷基丙酮酸、乳酸酯、乙二醇烷基醚乙酸酯、二乙二醇、丙二醇烷基醚乙酸酯、亚烷基二醇烷基醚酯、亚烷基二醇单烷基酯等。
可以用作光刻胶207的光刻胶溶剂的材料的具体实例包括丙酮、甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、四氢呋喃、甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二甲基醚、乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇单乙烯醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二甘醇、二甘醇单乙酸酯、二甘醇单甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇乙基甲基醚、二乙烯基乙二醇单乙醚、二甘醇单丁醚、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、甲基2-羟基-2-丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲脂、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯和乳酸乙酯、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单丙甲基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯、丙二醇单乙醚丙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甘醇乙醚乙酸酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯和乳酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯和3-甲氧基丙酸乙酯、β-丙内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯，α-甲基-γ-丁内酯、β-甲基-γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、γ-辛内酯、α-羟基-γ-丁内酯、2-丁酮、3-甲基丁酮、频哪酮、2-戊酮、3-戊酮、4-甲基-2-戊酮、2-甲基-3-戊酮、4,4-二甲基-2-戊酮、2,4-二甲基-3-戊酮、2,2,4,4-四甲基-3-戊酮、2-己酮、3-己酮、5-甲基-3-己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2-甲基-3-庚酮、5-甲基-3-庚酮、2-，6-二甲基-4-庚酮、2-辛酮、3-辛酮、2-壬酮、3-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、3-癸酮、4-癸酮、5-己烯-2-酮、3-戊烯-2-酮、环戊酮、2-甲基环戊酮、3-甲基环戊酮、2,2-二甲基环戊酮、2,4,4-三甲基环戊酮、环己酮、3-甲基环己酮、4-甲基环己酮、4-乙基环己酮、2,2-二甲基环己酮、2,6-二甲基环己酮、2,2,6-三甲基环己酮、环庚酮、2-甲基环庚酮、3-甲基环庚酮、碳酸丙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸亚乙酯和碳酸亚丁酯、乙酸-2-甲氧基乙基、乙酸-2-乙氧基乙基、乙酸-2-(2-乙氧基乙氧基)乙基、乙酸-3-甲氧基-3-甲基丁基、乙酸-1-甲氧基-2-丙基、二丙二醇、单甲醚、单乙醚、单丙基醚、单丁基醚、单苯基醚、二丙二醇单乙酸酯、二恶烷、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基丙酮酸酯、乙基丙酮酸酯、丙基丙酮酸酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、正甲基吡咯烷酮(NMP)、2-甲氧基乙醚(二甘醇二甲醚)、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚；乳酸乙酯或乳酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯和乙基乙氧基丙酸酯、甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、二氧化碳、环戊酮、环己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)、甲基溶纤剂、乙酸丁酯和2-乙氧基乙醇、N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、苄基乙基醚、二己基醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。
然而，作为本领域普通技术人员将认识到，作为可以用于光刻胶207的光刻胶溶剂组分的材料的实例的以上列举和描述的材料仅是说明性的并且不旨在限制实施例。相反，可以可选地利用可以溶解光刻胶聚合物树脂和PAC的任何合适的材料，以帮助混合和施加光刻胶207。所有这些材料完全旨在包括在实施例的范围内。
此外，虽然以上描述的材料的单独的一种可以用作用于光刻胶207的光刻胶溶剂，但是在可选实施例中，可以利用多于一种的以上描述的材料。例如，光刻胶溶剂可以包括描述的两种以上的材料的组合的混合物。所有这些组合完全旨在包括在实施例的范围内。
在实施例中，也可以用与负性显影剂101类似的方式(如以上结合图1A至图1D所述的)过滤用于光刻胶207的光刻胶溶剂。例如，可以制造、过滤和储存光刻胶溶剂，使得光刻胶溶剂与氟基聚合物接触而不与含有聚乙烯的材料接触。由此，疏水的光刻胶溶剂将不会将材料浸出到光刻胶溶剂中并且从而防止材料在半导体制造工艺期间引起缺陷。
可选择地，也可以将光刻胶交联剂添加到光刻胶207。光刻胶交联剂在曝光之后与光刻胶207内的光刻胶聚合物树脂发生反应，从而辅助增大光刻胶的交联密度，这有助于改进光刻胶图案和对干蚀刻的抵抗。在实施例中，光刻胶交联剂可以是基于三聚氰胺的试剂、基于脲的试剂、基于乙烯脲的试剂、基于丙基脲的试剂、基于甘脲的试剂、具有羟基、羟烷基或它们的组合的脂环烃、脂环烃的含氧衍生物、甘脲化合物、醚化的氨基树脂、它们的组合等。
可以用作光刻胶交联剂的材料的具体实例包括三聚氰胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、脲、亚乙基脲、或具有甲醛的甘脲、具有甲醛和低级醇的组合的甘脲、六甲氧基甲基三聚氰胺、双甲氧基甲基脲、双甲氧基甲基双甲氧基乙烯基脲、四甲氧基甲基甘脲和四丁氧基甲基甘脲、单、二、三或四-羟甲基化甘脲、单、二、三和/或四-甲氧基甲基化甘脲、单、二、三和/或四-乙氧基甲基化甘脲、单、二、三和/或四丙氧基甲基化甘脲和单、二、三和/或四-丁氧基甲基化甘脲、2,3-二羟基-5-羟甲基降冰片烷、2-羟基-5,6-双(羟甲基)降冰片烷、环己烷二甲醇、3,4,8-(或9)-三羟基三环葵烷、2-甲基-2-金刚烷醇、1,4-二恶烷-2,3-二醇和1,3,5-三羟基环己烷、四甲氧基甲基甘脲、甲基丙基四甲氧基甲基甘脲和甲基苯基四甲氧基甲基甘脲、2,6-双(羟甲基)-对甲酚、N-甲氧基甲基或N-丁氧基甲基-三聚氰胺。此外，通过使甲醛或甲醛和低级醇与含氨基的化合物(诸如三聚氰胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、脲、乙烯脲和甘脲)反应并且用羟甲基或低级烷氧甲基取代氨基的氢原子得到的化合物，实例为六甲氧基甲基三聚氰胺、双甲氧基甲基脲、双甲氧基甲基双甲氧基乙烯基脲、四甲氧基甲基甘脲和四丁氧基甲基甘脲、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸的共聚物、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯和丙烯酸环己酯和甲基丙烯酸的共聚物、3-氯-2-羟丙基甲基丙烯酸酯和甲基丙烯酸苄酯和甲基丙烯酸的共聚物、双酚A-二(3-氯-2-羟丙基)醚、苯酚酚醛树脂的聚(3-氯-2-羟丙基)醚、季戊四醇四(3-氯-2-羟丙基)醚、三羟甲基甲烷三(3-氯-2-羟丙基)醚苯酚、双酚A-二(3-乙酰氧基-2-羟丙基)醚、苯酚酚醛树脂的聚(3-乙酰氧基-2-羟丙基)醚、季戊四醇四(3-乙酰氧基-2-羟丙基)醚、季戊四醇聚(3-氯乙酰氧基-2-羟丙基)醚、三羟甲基甲烷三(3-乙酰氧基-2-羟丙基)醚、它们的组合等。
除了光刻胶聚合物树脂、PAC、光刻胶溶剂和光刻胶交联剂之外，光刻胶207也可以包括将辅助光刻胶207获得最高的分辨率的多种其他添加剂。例如，光刻胶207也可以包括表面活性剂以帮助提高光刻胶207涂布表面(光刻胶207施加在该表面上)的能力。在实施例中，表面活性剂可以包括非离子表面活性剂、具有含氟脂肪族基团的聚合物、含有至少一个氟原子和/或至少一个硅原子的表面活性剂、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯。
可以用作表面活性剂的材料的具体实例包括聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯辛基苯酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚、脱水山梨醇单月桂酸酯、脱水山梨醇单棕榈酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯、脱水山梨醇单油酸酯、脱水山梨醇三油酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇三硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯硬脂基醚和聚氧乙烯十六烷基醚；含氟阳离子表面活性剂、含氟非离子表面活性剂、含氟阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯十六烷基醚、它们的组合等。
可以添加到光刻胶207的另一种添加剂是猝灭剂，猝灭剂可以用于抑制光刻胶内的产生的酸/碱/自由基的扩散，这有助于光刻胶图案结构以及提高光刻胶207随着时间的稳定性。在实施例中，猝灭剂是诸如低级脂肪族仲胺、低级脂肪族叔胺等的胺。可以使用的胺类的具体实例包括三甲胺、二乙胺、三乙胺、二正丙胺、三正丙胺、三戊胺、二乙醇胺和三乙醇胺、链烷醇胺、它们的组合等。
可选地，有机酸可以用作猝灭剂。可以利用的有机酸的具体实例包括丙二酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、苯甲酸、水杨酸、磷含氧酸及其衍生物，诸如磷酸及其衍生物(诸如磷酸的酯)，诸如磷酸、磷酸二正丁酯和磷酸二苯酯；膦酸及其衍生物(诸如膦酸的酯)，诸如膦酸、膦酸二甲酯、膦酸二正丁酯、苯基膦酸、膦酸二苯酯和膦酸苄酯；以及次膦酸及其衍生物(如次膦酸的酯)，包括次膦酸和苯基次膦酸。
可以添加到光刻胶207的另一种添加剂是稳定剂，稳定剂辅助防止在光刻胶207的曝光期间生成的酸的不期望扩散。在实施例中，稳定剂可以包括诸如脂族伯、仲和叔胺的含氮化合物；诸如哌啶、吡咯烷、吗啉的环胺；诸如吡啶、嘧啶、嘌呤的芳族杂环；诸如氮杂双环十一烯、胍、酰亚胺、酰胺的亚胺；等等。可选地，铵盐也可以用于稳定剂，包括铵、伯、仲、叔和季烷基铵盐和醇盐的芳基铵盐，醇盐包括氢氧化物、酚盐、羧酸盐、芳基和烷基磺酸盐、磺酰胺等等。也可以采用其他阳离子含氮化合物，包括吡啶盐和诸如醇盐的具有阴离子的其他杂环含氮化合物的盐，醇盐包括氢氧化物、酚盐、羧酸盐、芳基和烷基磺酸盐、磺酰胺等。
可以添加到光刻胶207的另一添加剂可以是溶解抑制剂，以帮助控制显影期间的光刻胶207的溶解。在实施例中，胆汁盐酯可以用作溶解抑制剂。可以利用的材料的具体实例包括胆酸(Ⅳ)、脱氧胆酸(Ⅴ)、石胆酸(VI)、叔丁基脱氧胆酸酯(VII)、叔丁基石胆酸酯(Ⅷ)和叔丁基-3-α-乙酰石胆酸酯(Ⅸ)。
可以添加到光刻胶207的另一添加剂可以是增塑剂。增塑剂可以用于减少光刻胶207和下面的层(例如，中间掩模层205和BARC层203)之间的分层和开裂并且可以包括单体、低聚和聚合物增塑剂，诸如低聚-聚乙二醇醚、环脂族酯和非酸反应性甾体衍生的材料。可以用于增塑剂的材料的具体实例包括苯二甲酸二辛酯、双十二烷基邻苯二甲酸酯、三甘醇二辛酸酯、二甲基乙二醇邻苯二甲酸酯、磷酸三甲苯酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、三乙酰基甘油等。
可以添加的另一添加剂包括着色剂，其帮助观察者检查光刻胶207并且找到在进一步加工之前可能需要纠正的任何缺陷。在实施例中，着色剂可以是三芳甲烷染料或可选地可以是细颗粒有机颜料。可以用作着色剂的材料的具体实例包括结晶紫、甲基紫、乙基紫、蓝油#603、维多利亚纯蓝BOH、孔雀绿、钻石绿、酞菁颜料、偶氮颜料、炭黑、氧化钛、亮绿色染料(C.I.42020)、维多利亚纯蓝FGA(Linebrow)、维多利亚BO(Linebrow)(C.I.42595)、维多利亚蓝BO(C.I.44045)、罗丹明6G(C.I.45160)、诸如2,4-二羟基二苯甲酮和2,2'，4,4'-四羟基二苯甲酮的二苯甲酮化合物、诸如水杨酸苯酯和4-叔丁基苯基水杨酸酯的水杨酸化合物、诸如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯和2'-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯的苯基丙烯酸酯化合物、诸如2-(2-羟基-5-甲基苯基)-2H-苯并三唑和2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯-2H-苯并三唑的苯并三唑化合物、诸如4-甲基-7-二乙基氨基-1-苯并吡喃-2-酮的香豆素类化合物、诸如二乙基噻吨酮的噻吨酮化合物、芪化合物、萘二磺酸化合物、偶氮染料、酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、维多利亚蓝、结晶紫、氧化钛、炭黑、萘黑、光适应甲基紫、溴酚蓝和溴甲酚绿、诸如罗丹明G6、香豆素500、DCM(4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(4-二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃))、Kiton Red 620、亚甲基吡咯580等的激光染料等。此外，可以组合使用一种或多种着色剂以提供期望的着色。
也可以将粘合添加剂添加到光刻胶207以促进光刻胶和下面的层(例如，中间掩模层205和BARC层203)之间的粘附，其中，光刻胶207施加到下面的层上。在实施例中，粘合添加剂包括具有至少一个反应性取代基的硅烷化合物，反应性取代基诸如羧基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基和/或环氧基。粘合剂组分的具体实例包括三甲氧基甲硅烷苯甲酸、γ-甲基丙烯酰丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸丙酯基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、苯并咪唑和聚苯并咪唑、低级羟烷基取代的吡啶衍生物、氮杂环化合物、脲、硫脲，有机磷化合物、8-羟基喹啉、4-羟基蝶啶及其衍生物、1,10-菲咯啉及其衍生物、2,2'-联吡啶及其衍生物、苯并三唑；有机磷化合物、苯二胺化合物、2-氨基-1-苯基乙醇、N-苯基乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N-乙基乙醇胺及其衍生物、苯并噻唑和具有环己基环和吗啉环的苯并噻唑胺盐、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三乙氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、它们的组合等。
可以额外地将表面流平剂添加到光刻胶207以辅助使光刻胶207的顶面平坦，从而使得入射光将不会受到不平坦表面的不利改变。在实施例中，表面流平剂可以包括含氟脂肪酯、羟基封端的氟化聚醚、氟化乙烯乙二醇聚合物、有机硅、丙烯酸类聚合物流平剂、它们的组合等。
在实施例中，将光刻胶聚合物树脂和PAC以及任何期望的添加剂或其他试剂添加到光刻胶溶剂中以用于施加。一旦添加，然后就混合混合物以实现光刻胶207中的均匀组分，从而确保不存在由光刻胶207的不均匀混合或非恒定组分引起的缺陷。一旦混合在一起，就可以储存光刻胶207直到使用或者立即使用。
一旦准备好，就可以通过首先将光刻胶207施加到中间掩模层205和BARC层203上来利用光刻胶207。可以将光刻胶207施加到中间掩模层205，从而使得光刻胶207涂布中间掩模层205的暴露上表面，并且可以使用诸如旋涂工艺、浸涂方法、气刀涂布方法、帘式涂布方法、线棒涂布方法、凹版涂布方法、层压方法、挤压涂布方法、它们的组合等的工艺施加。在实施例中，光刻胶207可以施加为使得其在中间掩模层205的表面上方具有介于约10nm和约300nm的厚度，诸如约150nm。
一旦已经将光刻胶207施加到半导体衬底，就实施光刻胶207的预烘烤以在曝光之前固化和干燥光刻胶207以完成光刻胶207的施加。光刻胶207的固化和干燥去除光刻胶溶剂组分，同时留下光刻胶聚合物树脂、PAC、光刻胶交联剂和其他选择的添加剂。在实施例中，可以在适合于蒸发光刻胶溶剂的温度下(诸如介于约40℃和150℃之间)实施预烘烤，但是精确温度取决于光刻胶207所选择的材料。实施预烘烤的持续时间为足以固化和干燥光刻胶207，诸如介于约10秒至约5分钟之间，诸如约90秒。
图3示出，一旦施加光刻胶207，就可以曝光光刻胶207以在光刻胶207内形成暴光区303和未暴光区305。在实施例中，一旦固化和干燥光刻胶207，就可以通过将衬底201和光刻胶207放置到光刻胶成像设备300内用于曝光来引发曝光。光刻胶成像设备300可以包括光刻胶支撑板304、光刻胶能量源307、位于光刻胶支撑板304和光刻胶能量源307之间的图案化掩模309、以及光刻胶光学器件313。在实施例中，光刻胶支撑板304是可以放置或附接半导体器件200和光刻胶207的表面，并且光刻胶支撑板304在光刻胶207的曝光期间对衬底201提供支撑和控制。此外，光刻胶支撑板304可以沿着一个或多个轴移动，以及对衬底201和光刻胶207提供任何期望的加热或冷却以防止温度梯度影响曝光工艺。
在实施例中，光刻胶能量源307给光刻胶207提供诸如光的光刻胶能量311以引起PAC的反应，PAC进而与光刻胶聚合物树脂发生反应以化学地改变光刻胶能量311入射的光刻胶207的那些部分。在实施例中，光刻胶能量311可以是电磁辐射，诸如g射线(波长为约436nm)、i射线(波长为约365nm)、紫外辐射、远紫外辐射、x射线、电子束等。光刻胶能量源307可以是电磁辐射源，并且可以是KrF准分子激光(波长为248nm)、ArF准分子激光(波长为193nm)、F2准分子激光(波长为157nm)等。但是可以可选地利用任何其他合适的光刻胶能量311的源，诸如汞蒸气灯、氙灯、碳弧灯等。
图案化掩模309位于光刻胶能量源307和光刻胶207之间以阻挡光刻胶能量311的部分，从而在光刻胶能量311实际入射到光刻胶207上之前形成图案化能量315。在实施例中，图案化掩模309可以包括一系列的层(例如，衬底、吸收层、抗反射涂层、屏蔽层等)以反射、吸收光刻胶能量311的部分或者以其他方式阻挡光刻胶能量311的部分到达不期望被照射的光刻胶207的那些部分。通过以照射的期望的形状形成穿过图案化掩模309的开口而可以在图案化掩模309中形成期望的图案。
光学器件(在图3中通过梯形标记313表示)可以用于当光刻胶能量311离开光刻胶能量源307、被图案化掩模309图案化以及被导向光刻胶207时聚集、扩展、反射或以其他方式控制光刻胶能量311。在实施例中，光刻胶光学器件313包括一个或多个透镜、反射镜、滤色镜、它们的组合等以沿着光刻胶能量311的路径控制光刻胶能量311。此外，虽然光刻胶光学器件313在图3中示出为位于图案化掩模309和光刻胶207之间，但是光刻胶光学器件313的元件(例如，单独的透镜、反射镜等)也可以位于光刻胶能量源307(产生光刻胶能量311)和光刻胶207之间的任何位置处。
在实施例中，将具有光刻胶207的半导体器件200放置在光刻胶支撑板304上。一旦图案已经与半导体器件200对准，光刻胶能量源307就产生期望的光刻胶能量311(例如，光)，光刻胶能量311在到达光刻胶207的途中穿过图案化掩模309和光刻胶光学器件313。入射到光刻胶207的部分上的图案化能量315引起光刻胶207内的PAC的反应。然后PAC吸收图案化能量315的化学反应产物(例如，酸/碱/自由基)与光刻胶聚合物树脂发生反应、从而化学地改变通过图案化掩模309照射的那些部分中的光刻胶207。
在图案化能量315是波长为193nm的光的具体实例中，PAC是光生酸剂，并且将分解的基团是烃结构上的羧酸基团，并且使用交联剂，图案化能量315将入射到光生酸剂上，而光生酸剂将吸收入射的图案化能量315。该吸收引发光生酸剂在光刻胶207内产生质子(例如，H+原子)。当质子撞击烃结构上的羧酸基团时，质子将于羧酸基团发生反应，从而化学地改变羧酸基团并且通常改变光刻胶聚合物树脂的性能。然后羧酸基团将与光刻胶交联剂发生反应以与光刻胶207内的其他光刻胶聚合物树脂交联。
可选择地，可以使用浸没式光刻技术进行光刻胶207的曝光。在这样的技术中，可以将浸没介质(在图3中未单独示出)放置在光刻胶成像设备300(并且具体地，光刻胶光学器件313的最后透镜)和光刻胶207之间。由于该浸没介质在适当的位置，可以通过穿过浸没介质的图案化能量315图案化光刻胶207。
在该实施例中，保护层(也未在图3中单独地示出)可以形成在光刻胶207上方以防止浸没介质与光刻胶207直接接触并且防止浸出或以其他方式负面影响光刻胶207。在实施例中，保护层不溶于浸没介质，从而使得浸没介质将不溶解保护层并且不混合在光刻胶207中，从而使得保护层将不会负面影响光刻胶207。此外，保护层是透明的，从而使得图案化能量315可以穿过保护层而没有阻碍。
在实施例中，保护层包括保护层溶剂内的保护层树脂。用于保护层溶剂的材料至少部分地取决于光刻胶207所选择的组分，因为保护层溶剂不应溶解光刻胶207的材料以避免在保护层的施加和使用期间使光刻胶207退化。在实施例中，保护层溶剂包括醇溶剂、氟化溶剂和烃类溶剂。
可以用于保护层溶剂的材料的具体实例包括甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、正丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-2-丙醇、3-甲基-1-丁醇、异丁醇、叔丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、正己醇、环己醇、1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、2-己醇、2-庚醇、2-辛醇、3-己醇、3-庚醇、3-辛醇、4-辛醇、2-甲基-2-丁醇、3-甲基-1-丁醇、3-甲基-2-丁醇、2-甲基-1-丁醇、2-甲基-1-戊醇、2-甲基-2-戊醇、2-甲基-3-戊醇、3-甲基-1-戊醇、3-甲基-2-戊醇、3-甲基-3-戊醇、4-甲基-1-戊醇、4-甲基-2-戊醇、2,2,3,3,4,4-六氟-1-丁醇、2,2,3,3,4,4,5,5-八氟-1-戊醇、2,2,3,3,4，4,5,5,6,6十氟-1-己醇、2,2,3,3,4,4-六氟-1,5-戊二醇、2,2,3,3,4,4,5,5八氟-1,6-己二醇、2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7十二氟-1,8-二醇、2-氟苯甲醚、2,3-二氟苯甲醚、全氟己烷、全氟庚烷、全氟-2-戊酮、全氟-2-丁基四氢呋喃、全氟四氢呋喃、全氟三丁胺、全氟四戊胺、甲苯、二甲苯和苯甲醚、以及诸如正庚烷、正壬烷、正辛烷、正癸烷、2-甲基庚烷、3-甲基庚烷、3,3-二甲基己烷、2,3,4-三甲基戊烷的脂族烃溶剂、它们的组合等。
保护层树脂可以类似于光刻胶207，包括保护层重复单元。在实施例中，保护层重复单元可以是具有重复烃结构的丙烯酸树脂，重复烃结构具有羧基、脂环式结构、具有一至五个碳原子的烷基、酚基或含氟原子基团。脂环式结构的具体实例包括环己基、金刚烷基、降冰片基、异冰片基、三环癸基、四环十二烷基等。烷基的具体实例包括正丁基、异丁基等。然而，可以可选地利用任何合适的保护层树脂。
保护层组分也可以包括额外的添加剂以辅助诸如粘附、表面流平、涂布等的事情。例如，保护层组分还可以包括保护层表面活性剂，但是也可以添加其他添加剂，并且所有这些添加剂完全旨在包括在实施例的范围内。在实施例中，保护层表面活性剂可以是烷基阳离子表面活性剂、酰胺型季阳离子表面活性剂、酯型季阳离子表面活性剂、氧化胺表面活性剂、甜菜碱表面活性剂、烷氧基化表面活性剂、脂肪酸酯表面活性剂、酰胺表面活性剂、醇表面活性剂、乙二胺表面活性剂或含氟和/或含硅表面活性剂。
可以用于保护层表面活性剂的材料的具体实例包括聚氧乙烯烷基醚，诸如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯十六烷基醚和聚氧乙烯油基醚；聚氧乙烯烷基芳基醚，诸如聚氧乙烯辛基苯酚醚和聚氧乙烯壬基酚醚；聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物；脱水山梨醇脂肪酸酯，诸如脱水山梨醇单月桂酸酯、脱水山梨醇单棕榈酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨醇三油酸酯和脱水山梨醇三硬脂酸酯；和聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇三油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇三硬脂酸酯。
在将保护层施加到光刻胶207之前，首先将保护层树脂和期望的添加剂添加到保护层溶剂以形成保护层组分。然后混合保护层溶剂以确保保护层组分在整个保护层组分中具有一致的浓度。
一旦保护层组分准备好用于施加，就可以将保护层组分施加到光刻胶207上方。在实施例中，可以使用诸如旋涂工艺、浸涂方法、气刀涂布方法、帘式涂布方法、线棒涂布方法、凹版涂布方法、层压方法、挤压涂布方法、它们的组合等的工艺实施施加。在实施例中，保护层可以施加为使得其在光刻胶207的表面上方具有约100nm的厚度。
在已经将保护层组分施加到光刻胶207之后，就可以实施保护层预烘烤以去除保护层溶剂。在实施例中，可以在适合于蒸发保护层溶剂的温度下(诸如介于约40℃和150℃之间)实施保护层预烘烤，但是精确温度取决于保护层组分所选择的材料。实施保护层预烘烤的持续时间为足以固化和干燥保护层组分，诸如介于约10秒至约5分钟之间，诸如约90秒。
一旦已经将保护层放置在光刻胶207上方，就可以将具有光刻胶207和保护层的半导体器件200放置在光刻胶支撑板304上，并且可以将浸没介质放置在保护层和光刻胶光学器件313之间。在实施例中，浸没介质是折射率大于周围空气的折射率的液体，诸如具有大于1的折射率。浸没介质的实例可以包括水、油、甘油、丙三醇、环烷醇等，但是可以可选地利用任何合适的介质。
可以使用例如气刀方法来完成将浸没介质放置在保护层和光刻胶光学器件313之间，其中，新鲜的浸没介质被施加到保护层和光刻胶光学器件313之间的区域并且使用导向保护层的加压气体控制以形成阻挡并且防止浸没介质铺展开。在该实施例中，可以施加、使用和从保护层去除浸没介质以用于回收，从而使得存在用于实际成像工艺的新鲜的浸没介质。
然而，上述气刀方法不是可以使用浸没方法曝光光刻胶207的唯一方法。也可以利用使用浸没介质成像光刻胶207的任何其他合适的方法，诸如使用固体阻挡而不是气体阻挡，或者使用浸没介质而没有保护层，浸没整个衬底201以及光刻胶207和保护层。可以使用通过浸没介质曝光光刻胶207的任何合适的方法，并且所有这些方法完全旨在包括在实施例的范围内。
在已经将光刻胶207暴露于图案化能量315之后，可以使用曝光后烘烤以辅助在曝光期间由图案化能量315入射到PAC上产生的酸/碱/自由基的产生、分散和反应。这样的辅助有助于产生或增强化学反应，该化学反应在光刻胶207内的暴光区303和未暴光区305之间产生化学差异。这些化学差异也引起暴光区303和未暴光区305之间的溶解度的差异。在实施例中，该曝光后烘烤可以在介于约50℃和约160℃之间的温度下进行介于约40秒和约120秒之间的一段时间。
图4A至图4B示出了负性显影剂工作台401的实施例的自顶向下的视图和代表性截面图，其中，负性显影剂工作台401使用旋涂方法施加负性显影剂101。在实施例中，负性显影剂工作台401包括附接至旋转轴405的旋转显影剂卡盘403。具有负性显影剂喷嘴408的负性显影剂分配臂407(位于负性显影剂轨道406上)可操作地连接至第一工艺罐151(例如，通过管道153)，从而使得第一工艺罐151给负性显影剂分配臂407提供新鲜的负性显影剂101。外壳402围绕并且保护负性显影剂工作台401内的各种设备。
在实施例中，将衬底201放置到旋转显影剂卡盘403上并且使用例如旋转显影剂卡盘403下方的真空压力保持在适当的位置。接合旋转轴405，旋转显影剂卡盘403附接至旋转轴405，从而使旋转显影剂卡盘403、衬底201和光刻胶207以介于约500rpm和约3500rpm之间的速度旋转。一旦使光刻胶207以期望的速度旋转，负性显影剂分配臂407就在旋转的光刻胶207上方移动并且开始从负性显影剂喷嘴408分配出负性显影剂101，其中，速率介于约0.5cc/sec和约20cc/sec之间、温度介于约10℃和约50℃之间(诸如约50℃)，持续时间介于约10秒和约60分钟之间，诸如约30分钟。
在浸没式光刻用于曝光光刻胶207并且保护层用于保护光刻胶207免受浸没介质影响的实施例中，负性显影剂101可以选择为不仅去除期望去除的光刻胶207的那些部分，而且可以选择为在相同的显影步骤中去除保护层。可选地，可以在诸如通过与负性显影剂101不同的溶剂的单独的工艺中或甚至蚀刻工艺中去除保护层，以在显影之前从光刻胶207去除保护层。
然而，虽然本文中描述的用于负性显影剂工作台401的旋涂方法和结构是用于在负性显影剂工作台401中显影光刻胶207的一种合适的方法，但是其旨在是说明性的并且不旨在限制实施例。相反，负性显影剂工作台401可以包括用于任何类型的显影工艺的任何结构的任何机制和化学物质，包括浸渍工艺结构、搅拌工艺结构、它们的组合等。用于负性显影剂工作台401的所有这些显影工艺和结构完全旨在包括在实施例的范围内。
图5示出了负性显影剂101施加到光刻胶207上的截面图。在实施例中，负性显影剂101将溶解光刻胶207的未暴露于图案化能量315的未暴光区305。该溶解将留下光刻胶207的已经暴露于图案化能量315的暴光区303，从而将图案化能量315的图案转印至光刻胶207。一旦完成，就可以通过停止分配负性显影剂101同时保持衬底201旋转以去除负性显影剂101以及用例如去离子水实施可选择的冲洗来去除负性显影剂101。
一旦已经显影衬底201和光刻胶207并且已经去除负性显影剂101，第一硬烘烤就可以可选择地用于帮助在显影工艺之后聚合和稳定光刻胶207，并且也辅助改进光刻胶207与下面的层的粘附。在实施例中，可以在具有热板和位于热板内的加热元件的第一硬烘烤工作台(在图5中未单独示出)中实施第一硬烘烤。然而，可以可选地利用任何合适类型的加热工作台，诸如熔炉或蒸汽加热工作台。在第一硬烘烤工作台是热板工作台的实施例中，将具有光刻胶207的衬底201放置在热板上，并且接合加热元件以将光刻胶207的温度提高至介于约70℃至约130℃之间。可以将光刻胶207保持在该温度介于约1分钟至约3分钟。
图6示出，一旦已经显影光刻胶207，光刻胶207就可以用作掩模以图案化中间掩模层205和BARC层203，有效地将图案化能量315的图案转印至中间掩模层205和BARC层203。在实施例中，可以在光刻胶207位于适当的位置的情况下使用例如一个或多个反应离子蚀刻(RIE)实施该转印，其中，使用对中间掩模层205和BARC层203分别具有选择性的蚀刻剂实施该一个或多个反应离子蚀刻(RIE)，但是可以可选地使用任何其他类型的去除工艺。
图7示出，一旦已经将光刻胶207的图案转印至BARC层203，然后就可以将相同图案转印至衬底201以形成用于FinFET器件(例如，FinFET晶体管)的鳍701。在实施例中，可以使用例如具有对衬底201的材料(例如，硅)有选择性的蚀刻剂的反应离子蚀刻而将BARC层203的图案转印至衬底201。该蚀刻可以继续以形成具有介于约5nm和约500nm之间(诸如约100nm)的第一高度H1的鳍701，但是可以可选地利用任何合适的高度。
然而，通过使用未被含有聚乙烯的任何设备加工的负性显影剂101，将不会有聚乙烯浸出到负性显影剂101内。由此，在显影工艺期间将不会存在聚乙烯的颗粒而引起发生缺陷，并且将减少或消除由显影和后续蚀刻工艺内的聚乙烯颗粒引起的缺陷的数量。这导致效率和良品率的增加。
一旦已经在衬底201中形成鳍701，多栅极晶体管就可以由鳍701形成。在实施例中，栅极介电层(未示出)和栅电极层(也未示出)可以沉积在鳍701上方，并且然后图案化栅极介电层和栅电极层以在鳍701的沟道区上方形成栅极电介质和栅电极。然后可以将源极/漏极区注入到鳍701的暴露部分内，可以形成间隔件，并且可以形成至栅电极和源极/漏极区的接触件，以由鳍701形成连接的多栅极FinFET。
图8示出了可以与第二过滤器119联用以帮助确保通过第二过滤器119俘获颗粒并且在半导体制造工艺期间颗粒不遇到衬底201的额外的方法。在一个实施例中，在使用第二过滤器119过滤负性显影剂101之前，可以实施过滤器预清洗。在实施例中，在第二过滤器119用于过滤负性显影剂101之前，可以通过缓冲液801预冲洗第二过滤膜139。通过使用缓冲液801，打断了第二过滤膜139和周围气体(例如，空气)之间的界面，并且去除了邻近第二过滤膜139的气泡，从而降低了第二过滤膜139和随后过滤的负性显影剂101之间的表面能量差。
在实施例中，缓冲液801可以是基于水的水溶液，包括一种或多种缓冲材料。可选地，缓冲液801可以是基于溶剂的溶液，诸如基于有机溶剂的溶液或甚至是基于水的溶液和基于溶剂的溶液的混合溶液，并且也可以包括酸或碱。在具体实施例中，使用后的负性显影剂101(例如，已经用于显影光刻胶并且已经从工艺去除的负性显影剂101)可以用作缓冲液801。然而，可以可选地利用任何合适的溶液。
在实施例中，缓冲液801内的缓冲材料的至少一种具有低于将被过滤的负性显影剂101的表面张力。例如，如果负性显影剂101具有30达因/cm的表面张力，则缓冲液801内的缓冲材料的至少一种可以具有小于约30达因/cm的表面张力。通过利用具有较低的表面张力的缓冲材料，然后缓冲液801内的缓冲材料将能够比负性显影剂101更好地打断气体/过滤膜139的界面。通过打断该界面并且去除沿着该界面定位的气体，缓冲液801内的缓冲材料将降低界面的影响，从而允许负性显影剂101在阻力较小的情况下被过滤。
在具体实施例中，缓冲液801内的缓冲材料的至少一种也将具有比较类似于过滤膜139的表面能量。例如，在实施例中，缓冲材料的至少一种的表面能量和过滤膜139的表面能量之间的差距可以小于约40达因/cm。
在实施例中，缓冲材料可以是具有与过滤膜130类似的表面性能的液体。例如，在第二过滤膜139为疏水性的实施例中，缓冲材料可以是诸如烷烃或烯烃的疏水溶剂。此外，烷烃或烯烃可以包括一个或多个官能团，诸如醇基、醛基、酮基、酯基、胺基、羧酸基、它们的组合等。用于缓冲材料的具体实例包括N-甲基吡咯烷酮(NMP，其具有约41达因/cm的表面张力)、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA，其具有约28达因/cm的表面张力)、环己酮(CHN，其具有约35达因/cm的表面张力)、丙二醇乙醚(PGEE，其具有约27.8达因/cm的表面张力)、γ-丁内酯(GBL，其具有约35.4达因/cm的表面张力)、异丙醇(IPA，其具有约21达因/cm的表面张力)、它们的组合等，下面分别说明它们的结构。
缓冲材料本身可以用作液体。可选地，在缓冲液801是具有有机溶剂的溶液或水溶液的实施例中，缓冲材料在缓冲液801内的浓度可以介于约0.01wt％和约40wt％之间，诸如约1wt％。然而，可以可选地使用任何合适的浓度。
此外，缓冲液801可以包括表面活性剂。例如，缓冲液801也可以包括表面活性剂以帮助提高缓冲液801涂布第二过滤膜139的表面的能力。在实施例中，表面活性剂可以包括非离子表面活性剂、具有含氟脂肪族基团的聚合物、含有至少一个氟原子和/或至少一个硅原子的表面活性剂、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物、脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯。
可以用作表面活性剂的材料的具体实例包括聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧乙烯辛基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚、脱水山梨糖醇单月桂酸酯、脱水山梨醇单棕榈酸酯、脱水山梨醇单硬脂酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨醇三油酸酯、脱水山梨醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇三硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯硬脂基醚和聚氧乙烯十六烷基醚；含氟阳离子表面活性剂、含氟非离子表面活性剂、含氟阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂和阴离子表面活性剂、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯十六烷基醚、它们的组合等。
在实施例中，在使用第二过滤器119过滤负性显影剂101之前，缓冲液801可以以多种方式接触至过滤膜139。在第一实施例中，可以将缓冲液801泵至、倒至、注入至或以其他方式插入至第二过滤池135内，在第二过滤池135中，缓冲液801将与第二过滤膜139物理接触。一旦缓冲液801已经润湿第二过滤膜139，缓冲液801就可以与第二过滤膜139接触直到准备使用第二过滤器119，以防止第二过滤膜139干燥并且防止气体/过滤膜139的界面重新出现。为了最小化外部干扰，在用缓冲液801填充第二过滤池135之后，可以密封第二入口141和第二出口143。
在实施例中，可以在将安装并使用第二过滤器119的制造场所实施该接触方法。例如，一旦已经从供应商接收第二过滤器119，接收第二过滤器119的用户就可以在安装第二过滤器119之前通过用缓冲液801填充第二过滤池135并且然后将缓冲液801密封在第二过滤池135内来实施预冲洗。缓冲液801可以留在第二过滤池135中(第二入口141和第二出口143被密封)，直到准备安装第二过滤器119，诸如在维护周转期间或其他合适的安装时间。
可选地，代替用户通过将缓冲液801密封在第二过滤池135内来实施预冲洗，第二过滤器119的制造商可以实施预冲洗。在该实施例中，在制造、清洗和干燥第二过滤器119之后，制造商可以实施如上所述的预冲洗，并且通过密封第二入口141和第二出口143而将缓冲液801留在第二过滤器119中。然后，在缓冲液801仍密封在第二过滤器119内的情况下，制造商可以将仍为湿的第二过滤器119运输给用户，其中，用户可以储存第二过滤器119以及密封的缓冲液801，直到用户准备安装第二过滤器119。
在另一可选实施例中，在安装第二过滤器119之前或之后，作为清洗工艺的部分，可以将缓冲液801泵入第二过滤器119。在这样的实施例中，不是将缓冲液801密封在第二过滤器119内直到准备安装和使用第二过滤器119，而是将缓冲液801以介于约5ml/min和约1500ml/min的速率泵入第二过滤器119，持续时间介于约5分钟和约15小时之间，诸如约2小时。以这种方式，缓冲液801不需要保留在第二过滤器119内，并且不需要密封第二过滤器119。
若需要，多种缓冲液801可以用于一系列预冲洗步骤。例如，表面能量小于第二过滤膜139的表面能量40达因/cm(由此存在小于40达因/cm的表面能量差距)的第一缓冲液801可以用于最初破坏气体/过滤膜139的界面。一旦完成破坏界面，具有更接近负性显影剂101的表面能量性能的第二缓冲液801可以用于逐渐缩小负性显影剂101的表面能量和第二过滤膜139的表面能量之间的差。
例如，在第二过滤膜139是疏水材料的具体实施例中，疏水溶剂最初用作缓冲液801。一旦已经使用疏水溶剂，就可以使用亲水的第二缓冲液801。在具体实施例中，该第二缓冲液801可以是上面讨论的另一种缓冲液801，或者可选地可以是将不用于制造但是可以用于在制造工艺期间且在使用第二过滤器119之前稳定第二过滤器119的初始量的负性显影剂101。
在又另一实施例中，一系列缓冲液801可以纳入用于第二过滤器119的清洗工艺。在实施例中，清洗工艺可以包括各种清洗溶液，诸如表面活性剂溶液、水冲洗以及一系列缓冲液801。在具体实施例中，清洗工艺可以存在五个步骤，包括初始冲洗步骤、清洗溶液步骤、第二冲洗步骤以清除清洗溶液、以及连续的两种缓冲液801。然而，可以根据需要以及可以基于溶液的清洗效率改变这些步骤的精确顺序。
此外，可以利用具有静电效应的清洗溶液。在具体实施例中，清洗工艺可以利用pH小于约7的酸性溶液用于聚四氟乙烯第二过滤膜139。可选地，可以使用pH大于约7的碱性溶液用于聚四氟乙烯第二过滤膜139。通过使用酸性或碱性溶液(基于第二过滤膜139)，这样的溶液的静电效应可以有助于更好地清洗第二过滤器119内的第二过滤膜139。
最后，额外的物理力可以用于辅助清洗第二过滤器119。在实施例中，较高的物理能量可以提供给清洗液以辅助清洗第二过滤膜139。在实施例中，在进入第二过滤器119之前，可以加热缓冲液801。例如，电阻加热器可以用于在储存罐(图8中未示出)或可选地在围绕管道的内嵌加热器中提供额外的热量以将缓冲液801加热至介于约25℃和约60℃之间的温度，诸如约28℃。
可选地，可以将额外的动量添加到缓冲液801以辅助清洗工艺。在实施例中，在已经将缓冲液801添加到第二过滤器119之后，可以利用超声清洗工艺以辅助清洗工艺。可选地，可以利用离心机以将额外的动量施加给缓冲液801，以辅助打破气体/第二过滤膜139的界面。
最后，物理剪切力也可以用于帮助清洗第二过滤器。在实施例中，可以在缓冲液801进入第二过滤器119之前将缓冲液801加压至高压。例如，可以加压缓冲液801。通过提供较高的压力，缓冲液801可以物理地被迫打破气体/第二过滤膜139的界面。
在另一实施例中，缓冲液801可以以不同的方向泵入第二过滤器119。例如，在一个方向上，缓冲液801可以通过第二入口141被泵入第二过滤器119。在已经通过第二入口141泵入缓冲液801之后，第二泵可以附接至第二出口143，并且缓冲液801的另一部分可以通过第二出口143被泵入第二过滤器119。通过使用双向冲洗法，缓冲液801从两个方向与第二过滤膜139接触，从而在实际使用之前进一步辅助清洗第二过滤膜139。
通过利用上述清洗方法以及在负性显影剂101的制造、过滤和使用内没有聚乙烯，在半导体制造工艺中使用负性显影剂101之前，可以从负性显影剂101中有效地去除颗粒。由此，在图案化光刻胶207时，较少的颗粒沉积在光刻胶207上，光刻胶207将能够更好地提供期望的掩蔽性能，从而当尺寸按比例缩小时(包括缩小至10μm工艺节点或更小)导致更少的缺陷和更高的良品率。
根据实施例，提供了一种过滤工艺流体的方法，包括将负性显影剂引入至过滤膜，其中，过滤膜包括第一氟基聚合物。通过过滤膜过滤负性显影剂。
根据另一实施例，提供了一种过滤工艺流体的方法，包括用第一过滤器过滤负性显影剂以形成滤过的负性显影剂，其中，第一过滤器包括第一氟基聚合物。将滤过的负性显影剂转移至第一工艺单元。
根据又另一实施例，提供了一种过滤工艺流体的方法，包括安装过滤器，其中，过滤器包括氟基聚合物膜。通过过滤器过滤负性显影剂以形成滤过的负性显影剂，并且将滤过的负性显影剂分配到曝光后的光刻胶上以形成图案化光刻胶。
上面概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本发明的方面。本领域技术人员应该理解，他们可以容易地使用本发明作为基础来设计或修改用于实施与在此所介绍实施例相同的目的和/或实现相同优势的其他工艺和结构。本领域技术人员也应该意识到，这种等同构造并不背离本发明的精神和范围，并且在不背离本发明的精神和范围的情况下，在此他们可以做出多种变化、替换以及改变。

Claims (10)

1.一种过滤工艺流体的方法，所述方法包括：
将负性显影剂引入至过滤膜，其中，所述过滤膜包括第一氟基聚合物；以及
通过所述过滤膜过滤所述负性显影剂。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：
将所述负性显影剂储存在第一工艺罐中，其中，所述第一工艺罐包括第二氟基聚合物；以及
将所述负性显影剂通过管道移动至工艺单元，其中，所述管道包括第三氟基聚合物。
3.根据权利要求2所述的方法，还包括：
用所述负性显影剂显影光刻胶；以及
将所述光刻胶用作掩模以由衬底形成鳍。
4.根据权利要求2所述的方法，还包括：
在通过所述过滤膜过滤所述负性显影剂之前，润湿所述过滤膜。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述第一氟基聚合物包括聚四氟乙烯、全氟烷氧基、氟化乙烯丙烯、乙烯-四氟乙烯共聚物或聚(偏二氟乙烯)。
6.根据权利要求2所述的方法，其中，过滤器位于所述工艺单元内。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述方法的整个过程中，所述负性显影剂不与高密度聚乙烯接触。
8.一种过滤工艺流体的方法，所述方法包括：
用第一过滤器过滤负性显影剂以形成滤过的负性显影剂，其中，所述第一过滤器包括第一氟基聚合物；以及
将所述滤过的负性显影剂转移至第一工艺单元。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：
在所述第一工艺单元内用所述负性显影剂显影光刻胶以形成显影的光刻胶；
去除位于所述显影的光刻胶下面的衬底的部分以形成鳍；以及
由所述鳍形成多个FinFET。
10.一种过滤工艺流体的方法，所述方法包括：
安装过滤器，其中，所述过滤器包括氟基聚合物膜；
通过所述过滤器过滤负性显影剂以形成滤过的负性显影剂；以及
将所述滤过的负性显影剂分配到曝光后的光刻胶上以形成图案化光刻胶。
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