CN104752171B - 间隙填充材料及方法 - Google Patents

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Abstract

根据实施例，底部抗反射层包括将聚合物树脂的表面能改变至更接近匹配下面的材料的表面能的表面能改性基团，从而帮助在结构之间填充间隙。可以使用表面能改性基团或通过使用无机结构改变聚合物树脂的表面能。本发明还涉及间隙填充材料及方法。

Description

间隙填充材料及方法
优先权声明和交叉引用
本申请要求于2013年12月30日提交的标题为“Gap Filling Materials,”的美国临时专利申请第61/921,853号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及间隙填充材料及方法。
背景技术
为响应消费者的需求，消费器件变得越来越小，这些器件的单独的组件也需要减小其尺寸。器件(诸如手机、平板电脑等)的主要组件的半导体器件已经被迫变得越来越小，在也减小半导体器件内的单独的器件(例如，晶体管、电阻器、电容器等)的尺寸上具有相应的压力。
在半导体器件的制造工艺中使用的一个使能技术是使用光刻材料。将这些材料应用至表面，然后将其暴露于能使其自身图案化能量下。这种曝光改变了光刻材料的暴露区域的化学和物理性质。光刻材料的未暴露区未改变，利用这种改变可以去除一个区域而不去除其他区域。
然而，随着单个器件的尺寸已经减小，用于光刻处理的工艺窗口变得越来越紧凑。同样，在诸如使用抗反射层以防止不期望的撞击光线的反射的光刻处理领域的进步已成为必须以保持按比例缩小器件的能力，并且需要进一步的改进以满足期望的设计标准，从而保持组件朝着越来越小的方向发展。
发明内容
为解决现有技术中的问题，本发明提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括在衬底上放置底部抗反射图层，其中，所述底部抗反射涂层包括表面能改性单体。
在上述方法中，其中，所述表面能改性单体提高了所述底部抗反射涂层内的聚合物树脂的表面能。
在上述方法中，其中，所述表面能改性单体提高了所述底部抗反射涂层内的聚合物树脂的表面能；其中，所述表面能改性单体包括丙烯酸单体。
在上述方法中，其中，所述表面能改性单体提高了所述底部抗反射涂层内的聚合物树脂的表面能；其中，所述表面能改性单体包括甲基丙烯酸单体。
在上述方法中，其中，所述表面能改性单体提高了所述底部抗反射涂层内的聚合物树脂的表面能；其中，所述表面能改性单体包括羟基苯乙烯单体。
在上述方法中，其中，所述表面能改性单体降低了所述底部抗反射涂层内的聚合物树脂的表面能。
在上述方法中，其中，所述表面能改性单体降低了所述底部抗反射涂层内的聚合物树脂的表面能；其中，所述表面能改性单体具有下列结构中的一种：
根据本发明的另一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：将底部抗反射涂层放置在衬底的开口内，其中，所述底部抗反射涂层包括聚合物树脂，所述聚合物树脂包括：发色团单元；交联单元；以及表面能改性单元；将光刻胶放置在所述底部抗反射涂层上方；图案化所述光刻胶以曝光所述底部抗反射涂层的至少一部分；以及将所述光刻胶用作掩模图案化所述底部抗反射涂层。
在上述方法中，其中，所述表面能改性单元包括羟基基团、羧基基团、胺基基团或酰胺基团中的一种。
在上述方法中，其中，所述表面能改性单元包括丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体和羟基苯乙烯单体中的至少一种。
在上述方法中，其中，所述表面能改性单元具有下列结构中的一种：
在上述方法中，其中，所述表面能改性单元将所述聚合物树脂的第一表面能朝向所述衬底的第二表面能改变，从而使得毛细力将移动所述底部抗反射涂层。
在上述方法中，其中，所述开口具有小于约20nm的宽度。
在上述方法中，其中，所述开口具有在第一侧上的第一鳍和在第二侧壁上的第二鳍。
根据本发明的又一个方面，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：将第一材料应用到衬底内的开口内，其中，所述第一材料包括聚合物树脂，所述聚合物树脂包括：发色团单元；交联单元；以及表面能改性单元，其中，所述发色团单元、所述交联单元和所述表面能改性单元中的至少一个是无机基团。
在上述方法中，其中，所述无机基团包括硅。
在上述方法中，其中，所述无机基团包括硅；其中，所述表面能改性单元具有以下结构：
在上述方法中，其中，所述无机基团包括硅；其中，所述表面能改性单元具有以下结构：
其中，R1是具有1至6个碳原子的烷基。
在上述方法中，其中，所述无机基团包括硅；其中，所述表面能改性单元具有以下结构：
在上述方法中，其中，所述交联单元具有以下结构：
其中，R1包括烷基基团，其中，所述烷基基团可以具有直线型结构、支链型结构或环状结构。
附图说明
当结合参考附图进行阅读时，根据下面地详细描述可以最佳地理解本发明的各个方面。应该注意，根据工业中的标准实践，各个部件未按比例绘出。事实上，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1示出了根据一些实施例的衬底上的底部抗反射层的放置；
图2示出了根据一些实施例的用于底部抗反射层内的聚合物树脂的结构；
图3示出了根据一些实施例的底部抗反射涂层的烘烤；
图4示出了根据一些实施例的底部抗反射层上的光刻胶的放置和曝光；
图5示出了根据一些实施例的光刻胶的显影；
图6示出了根据一些实施例的底部抗反射层的曝光部分的去除；
图7示出了根据一些实施例的聚合物树脂的无机结构；
图8A和图8B示出了根据一些实施例的与底部抗反射层一起的中间掩模层的使用。
具体实施方式
以下公开内容提供了许多用于实施所提供主题的不同特征的不同实施例或实例。以下描述组件和配置的具体实例以简化本发明。当然，这仅仅是实例，并不旨在限制。例如，在以下描述中，第一部件形成在第二部件上方或上可以包括第一部件和第二部件直接接触形成的实施例，并且也可以包括额外的部件可以形成在第一部件和第二部件之间，从而使得第一部件和第二部件可以不直接接触的实施例。本发明可在各个实例中重复参照标号和/或字符。这种重复是为了简明和清楚的目的，而且其本身不指示所述各种实施例和/或结构之间的关系。
现参考图1，其示出了半导体器件100，其具有衬底101、形成在衬底101上方的鳍103和应用在鳍103和衬底101上方的涂覆材料105。衬底101可以包括掺杂或非掺杂的体硅、绝缘体上硅(SOI)衬底的有源层、金属氧化物、金属氮化物、SiN等。通常SOI衬底包括半导体材料的层，诸如硅、锗、硅锗、SOI、绝缘体上硅锗(SGOI)或它们的组合。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。
鳍103将作为用于FinFET或例如16nm FinFET工艺中的多重栅极晶体管(未在图1中单独示出)的最终的结构的鳍结构。在实施例中，鳍103可以由衬底101的材料形成，并且同样地也可以包括掺杂或未掺杂的体硅或为SOI衬底的有源层。可以通过以下步骤形成鳍103：首先在衬底101上方应用掩模材料，图案化掩模材料，并且然后将掩模材料用作掩模以蚀刻至衬底101内，从而由衬底101的材料形成鳍103。在实施例中，鳍103可以通过在约1nm和约100nm之间的第一间隔D1彼此间隔开，诸如约20nm，尽管可以可选地利用任何合适的距离，诸如小于约10nm。
然而，使用衬底101的材料以形成鳍103仅是一种可以用于形成鳍103的示例性方法。可选地，可以通过以下步骤形成鳍103：首先在衬底101上方沉积诸如硅、硅锗等的半导体材料，并且然后掩蔽并蚀刻半导体材料以在衬底101上方形成鳍103。在又一个可选例中，可以通过掩蔽衬底101并使用例如外延生长工艺以在衬底101上生长鳍103，从而形成鳍103。可以可选地利用这些以及任何其他合适的用于形成鳍103的方法，并且全部这些方法旨在完全包括在实施例的范围内。
可选地，衬底101可以是非半导体材料并且可以具有在衬底101上方形成的不同的部件(例如，替代鳍103的开口)。例如，衬底101可以是金属氧化物，诸如氧化铪或氧化铝；或金属氮化物，诸如氮化钛或氮化钽，并且在它们上方具有紧密间隔的部件或开口。可以可选地利用这些或全部其他合适的衬底材料，并且全部这些材料旨在完全包括在实施例的范围内。
对于光刻胶401的应用，在制备过程中将涂覆材料105应用于鳍103上方并且填充鳍103之间的区域(未在图1中示出，但在图4中示出并在下文结合图4描述)。在实施例中，涂覆材料105是底部抗反射涂层，如其名字的含义，其起到了在曝光光刻胶401的过程中防止能量(例如，光)不受控且不期望地反射回覆盖光刻胶401内的作用，从而防止反射光在光刻胶401的不期望的区域中引起反应。此外，涂覆材料105可以用于在衬底101和鳍103上方提供平坦表面，帮助减小能量倾斜地撞击的负面影响。
然而，本领域普通技术人员应该认识到，作为BARC层的涂覆材料105是仅是一个示例性实施例，且其不旨在限制涂覆材料105的使用。相反，可以使用涂覆材料105的其他能力，诸如用于间隙填充物，减小化学机械抛光工艺、蚀刻工艺、注入工艺的冲击的材料的影响，或者甚至作为光刻胶。涂覆材料105可以用于任何合适的目的，并且全部这些目的旨在完全包括在实施例的范围内。
在涂覆材料105是BARC层的实施例中，涂覆材料105包括聚合物树脂200，并且可以可选择地包括催化剂和交联剂。在分散之前，将涂覆材料105的这些元素放置于BARC溶剂内，其实现了更容易地分散到鳍103上。一旦分散到溶剂内，可以烘烤或UV辐射涂覆材料105以驱除溶剂，留下聚合物树脂200、催化剂和交联剂。
图2示出了涂覆材料105的聚合物树脂200的实施例。在实施例中，聚合物树脂200包括多个重复单元，诸如表面能改性单体201(具有表面能改性基团202)、可选择的发色团单体203(对于当涂覆材料105用作BARC层时，具有发色团基团204)以及可选择的交联单体205(具有交联剂基团206)。利用表面能改性单体201以使涂覆材料105的表面能尝试并匹配衬底101和鳍103(例如，硅)的表面能。通过匹配表面能，毛细力可以用于增强涂覆材料105的间隙填充性能。
在一个实施例中，表面能改性单体201可以用于增加涂覆材料105的表面能。在这个实施例中，为提高涂覆材料105的表面能，表面能改性单体201内的表面能改性基团202包括一个或多个羟基基团，羧基基团，胺基基团或酰胺基基团。在特定实施例中，表面能改性单体201可以具有诸如以下的结构：
其中，R1和R2基团共同形成表面能改性基团202，并且其中，R1是具有附接至碳氢化合物的氢的烷基基团，并且其中R1可以具有直线型、支链或环状结构。R1内的烷基基团也可以包括杂原子，诸如含氮原子或氧原子。R2可以包括羟基基团、羧基基团、胺基基团或酰胺基基团中的至少一种。
在特定实施例中，表面能改性单体201可以包括丙烯酸单体，甲基丙烯酸单体，羟基苯乙烯单体或从丙烯酸2-羟乙酯衍生的单体，它们中的一些具有允许其作为表面能改性单体201、发色团单体203和交联单体205的特性。例如，在表面能改性基团202是羟基苯乙烯单体的实施例中，表面能改性单体201可以具有以下结构：
在表面能改性单体201是丙烯酸单体的实施例中，表面能改性单体201可以具有以下结构：
在表面能改性基团202是从丙烯酸2-羟乙酯衍生的单体的实施例中，表面能改性单体201可以具有以下结构：
然而，本领域普通技术人员应该认识到，用于提高涂覆材料105的表面能所描述的明确的结构和实例旨在是说明性的，且不旨在限制。相反，可以可选地利用能够提高涂覆材料105表面能的任何合适的单体内的任何合适的官能团。这些均完全旨在包括在实施例的范围内。
可选地，表面能改性单体201可以用于降低涂覆材料105的表面能。在这些实施例中，为了降低涂覆材料105的表面能，表面能改性单体201内的表面能改性基团202包括烷基基团、氟基基团或苄基基团中的一种或多种。在特定实施例里，表面能改性基团202可以包括线型、支链型或环状烷基或氟基基团。
在特定实施例中，表面能改性单体201可以具有诸如以下的结构：
其中R3和R4基团共同形成表面能改性基团202，并且其中，R3是具有附接至碳氢化合物的氢的烷基基团，并且其中，R3可以是直线型、支链型或环状结构。R3内的烷基基团也可以包括杂原子，诸如含氮原子或氧原子。然而，在这个实施例中，R4可以包括烷基基团、氟基基团或苄基基团中的至少一种，并且可以包括线型、支链型或环状烷基或氟基基团。例如，在一些实施例中，具有表面能改性单体201的聚合物树脂200可以具有下列结构：
通过利用表面能改性单体201，可以改变聚合物树脂200以及诸如涂覆材料105的表面能，从而使得其更接近衬底101和鳍103的表面能。通过调整表面能，实际上通过毛细力将涂覆材料105(而不是通过下面的材料被排斥)拉入结构之间的小开口内。这帮助涂覆材料105填充这些间隙而不产生空隙。例如，在实施例中，可以将聚合物树脂200的表面能带到下面的材料(诸如鳍103或衬底101)的表面能的约20dyne/m2内。
在实施例中，发色团单体203可以包括发色团基团204，诸如乙烯基化合物，其包含取代的和未取代的苯基，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，诸如吡咯烷基、吡喃基、哌啶基、吖啶基、喹啉基的取代的和未取代的含有诸如氧、氮、硫或它们的组合的杂原子的杂环。这些单元中的取代基可以是任何羟基基团并且可以进一步包括诸如氧、氮、硫或它们的组合的杂原子，诸如亚烷基、酯、醚或它们的组合等，其中，碳原子的数目在1和12之间。
在特定实施例中，发色团基团204包括苯乙烯、苯基基团、萘基基团、蒽基基团、菲基基团、羟基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、苯甲酸乙烯酯、4-叔丁基苯甲酸乙烯酯、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-苯氧基丙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、9-蒽甲基甲基丙烯酸酯、9-乙烯基蒽基、2-乙烯基萘基，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-乙酰基氨基苯基)偶氮-4-羟基苯乙烯、3-(4-乙氧基羰基苯基)偶氮-乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯、3-(4-羟苯基)偶氮乙酰乙酸基基甲基丙烯酸乙酯、3-(4-磺苯基)偶氮乙酰乙酸基甲基丙烯酸乙酯的四氢化铵硫酸盐、它们的组合等。然而，可以可选地使用任何具有发色团基团204的单体以吸收撞击的光，并防止光的反射，并且全部这些单体均包括在实施例的范围内。
在发色团基团204包括苯的实施例中，发色团基团204可以具有以下结构：
在发色团基团204包括蒽的实施例中，发色团基团204可以具有以下结构：
在发色团基团204包括菲的实施例中，发色团基团204可以具有以下结构：
然而，并非仅可以利用上述发色团基团203，也可以可选地使用任何合适的发色团基团203，诸如发明人为Yoon等，题目为“Hardmask Composition Having AntireflectiveProperties and Method of Patterning Material on Substrate Using the Same”的美国专利第8,445,187中所描述的基团，其全部内容结合与此作为参考。全部这些发色团基团旨在完全包括在实施例的范围内。
可以使用交联单体205以将单体与聚合物树脂200内的其他聚合物交联，从而改变涂覆材料105的溶解度，并且可以可选择地具有酸不稳定基团。在特定实施例中，交联单体205可以包括碳氢链，其也包括例如交联基团206，诸如羟基基团、羧酸基团、羧酸酯基团、环氧基基团、尿烷基团、酰胺基基团、缩水甘油醚基团、烷基氧化物基团、烯烃基团、炔基基团、三氮烯基团、它们的组合等。可以利用的交联单体205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)，通过下列单体中的至少一个的聚合作用获得的均聚物和/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(苯四甲酸二酐-乙二醇-环氧丙烷)。
在特定实施例中，交联单体205可以具有下列结构：
其中，R5包括具有附接至碳氢结构的氢的烷基基团，其中，烷基基团可以是线型、支链型或环型结构。此外，烷基基团也可以包括杂原子，诸如包括氮原子或氧原子或氟原子、甚至氟化烷基。
在可选实施例中，交联单体205可以具有以下结构：
其中R5与前文中描述的相同，且R6表示氢原子或具有1至10个碳原子的烷基基团，并且n表示从2至6之间的整数，并且其中X是可选的交联单元或间隔，其具有2和8之间的碳原子，诸如链烷单元。
然而，并非仅可以利用上述交联基团205，可以可选地使用任何合适的交联基团205，诸如发明人为Horiguchi等，标题为“Resist Underlayer Film Forming CompositionContaining Liquid Additive”的美国专利申请公开号为2009/0311624中描述的基团，发明人为Guerrero等，标题为“Anti-Reflective Coatings Using Vinyl EtherCrosslinkers”的美国专利申请公开号为2007/0207406中描述的基团，以及作者为Lau,Aldrich N.K.和Lanchi P.在大分子1992，25，7294-7299中题目为”New Thermal Cross-Linkers Based on Triazene:Cross-Linking of Fluorinated Polyimides andAromatic Polymers”的文献中描述的基团，上述这些文献均全部结合与此作为参考。全部这些交联基团205旨在完全包括在实施例的范围内。
此外，本领域普通技术人员也应该理解，可以聚合以形成用于涂覆材料105的聚合物树脂200的前文描述的各种单体旨在是说明性的并旨在以任何形式限制实施例。相反，也可以利用表现出本文描述的单体的期望的功能的任何合适的单体或单体的组合。全部这些单体旨在完全包括在实施例的范围内。
在实施例中，表面能改性单体201可以具有聚合物树脂200内的约1％和约100％之间的载荷，诸如约90％。同时，发色团单体203可以具有聚合物树脂200的约0％和约100％之间的载荷(诸如当表面能改性单体201也可以用作发色团单体203时)，诸如约5％，并且交联单体205可以具有约0％和约100％之间的载荷(诸如当表面能改性单体201也可以作为交联剂单体205时)，诸如约5％。然而，这些描述仅旨在示出可以使用的聚合物树脂200的各种单体之间的任何合适的载荷，并且全部这些载荷旨在均完全包括在实施例的范围内。
催化剂是用于产生化学活性物质并在聚合物树脂200内引发聚合物之间的交联反应的化合物，并且可以是例如热酸发生剂(thermal acid generator)、光酸发生剂(photoacid generator)或光碱发生剂(photobase generator)，它们的合适的组合等。在催化剂是热酸发生剂的实施例中，当对涂覆材料105应用足够的热时，催化剂将产生酸。热酸发生剂的具体实例包括丁烷磺酸，三氟甲烷磺酸，纳米氟丁烷磺酸，硝基苄基甲苯磺酸盐，诸如2-硝基苄基甲苯磺酸盐，2,4-二硝基苄基甲苯磺酸盐，2,6-二硝基苄基甲苯磺酸盐，4-硝基苄基甲苯磺酸盐；苯磺酸类盐，诸如2-三氟甲基-6-硝基苄基4-氯苯磺酸盐、2-三氟甲基-6-硝基苄基4-硝基苯磺酸盐；酚类磺酸酯，诸如4-甲氧基苯基磺酸苯酯；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。
在催化剂是光酸发生剂的实施例中，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、酰亚胺磺酸盐、肟磺酸盐、重氮二砜、二砜，邻硝基苄酯磺酸盐、磺化酯类、光晕生成的磺酰二甲酰亚胺、二偶氮二砜、α-氰基氧铵磺酸盐、酰亚胺磺酸盐、酮二偶氮砜、磺酰二偶氮酯、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。
可以使用的光酸发生剂的特定实例包括α-(三氟甲基磺酰氧基)-二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二碳-酰亚胺(MDT)，N-羟基萘二甲酰亚胺(DDSN)，苯偶姻甲苯磺酸盐，叔丁基苯基α-(对甲苯磺酰氧基)-乙酸盐和叔丁基α-(对甲苯磺酰氧基)-乙酸盐，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-樟脑磺酰氧萘酰亚胺，N-五氟苯基磺酰氧萘酰亚胺，诸如二芳基碘鎓(烷基或芳基)磺酸盐和双-(二叔丁基苯基)碘鎓龙脑基磺酸盐的离子碘鎓磺酸盐，诸如全氟戊烷磺酸盐、全氟辛烷磺酸盐、全氟甲烷磺酸盐的全氟烷基磺酸盐，诸如三苯基锍三氟甲磺酸或双-(叔丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸的芳基(例如，苯基或苄基)三氟甲磺酸，连苯三酚衍生物(例如，连苯三酚的三甲磺酸盐)，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，催化剂可以是光碱发生剂。在这些实施例中，光碱发生剂可以包括二硫代氨基甲酸季铵盐、α氨基酮类、包括诸如二苯并酰苯肟环己烷二脲烷的分子的肟脲烷、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。
在特定实施例中，催化剂可以利用胺，其将抑制例如酸性官能团的酸性。由此，将通过去除胺来产生酸，诸如在例如烘烤工艺(参见下文的例如图3)过程中蒸发胺。在这些实施例中，催化剂可以具有以下结构：
然而，并非仅可以利用上述催化剂，可以可选地使用发明人为Houlihan等的标题为“Bottom Antireflective Coating Compositions”的美国专利申请第8,088,548中描述的催化剂，其全部内容结合与此作为参考。全部这些催化剂旨在均完全包括在实施例的范围内。
也可以将交联剂加入到涂覆材料105。在曝光之后，涂覆材料105中中交联剂与聚合物树脂200内的聚合物反应，帮助增加光刻胶的交联密度，其帮助改进光刻胶图案和对干蚀刻的耐受性。在实施例中，交联剂可以是三聚氰胺基试剂，脲基试剂，乙烯脲基试剂，丙基脲基试剂，甘脲基试剂，具有羟基基团、羟烷基基团或它们的组合的脂环烃，脂环烃的含氧衍生物，甘脲化合物，醚化氨基树脂，聚醚多元醇，聚缩水甘油醚，乙烯基醚，三嗪，烯烃和炔烃，它们的组合等。
可以用作交联剂的材料的特定实例包括三聚氰胺，乙酰胍胺，苯并胍胺，脲，乙烯脲，或者具有甲醛的甘脲，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-羟基甲基降冰片烷，2-羟基-5,6-双(羟甲基)降冰片烷，环己烷二甲醇，3,4,8(或9)-三羟基三环癸烷，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-甲氧基甲基三聚氰胺或N-丁氧基甲基三聚氰胺。此外，通过甲醛或甲醛与具有胺基基团化合物的低级醇反应获得的化合物，诸如三聚氰胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、脲、乙烯脲和甘脲，以及使用羟甲基基团或低级烷氧基甲基基团取代氨基基团中的氢原子获得的化合物，实例为六甲氧基甲基三聚氰胺、二甲氧基甲基脲、二甲氧基甲基二甲氧基乙烯脲、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甲基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、苯酚三羟甲基甲烷三(3-氯-2-羟丙基)醚、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。
额外地，本领域普通技术人员将会认识到，上文列举的可以在聚合物树脂200、催化剂和交联剂内使用的与结构和基团有关的精确的实例旨在是说明性的并不旨在列举可用于形成聚合物树脂200、催化剂和交联剂的所有可能的结构或基团。任何合适的替代结构和任何合适的替代基团可用于形成聚合物树脂200、催化剂和交联剂，并且所有这些结构和基团旨在完全包括在本实施例的范围内。
可以将涂覆材料105的单独的组分放置到BARC溶剂内以帮助混合和放置涂覆材料105。为了帮助混合和放置涂覆材料105，至少部分基于选择用于涂覆材料105的聚合物树脂200以及催化剂和交联剂的材料和单体来选择溶剂。具体地，选择BARC溶剂使得聚合物树脂200、催化剂和交联剂可以均匀地溶解到BARC溶剂内并且分配到衬底101和鳍103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、芳香烃、酯、丙酸酯、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、含有环的单酮化合物、亚烷基碳酸酯、烷基烷氧基乙酸酯、烷基丙酮酸酯、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、丙二醇乙基醚(PGEE)、甲基异丁基甲醇(MIBC)、异丙醇(IPA)、甲基正戊基酮(MAK)、乳酸乙酯(EL)、4-羟-4-甲基-2-戊酮、四氢呋喃、甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇单乙醚、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、二甘醇单乙醚、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、2-羟基-2-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、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、丙二醇单丙基甲基醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯、丙二醇单乙醚丙酸酯、丙二醇甲醚丙酸脂、丙二醇乙醚乙酸酯、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、3-三甲基环庚酮、碳酸亚丙烯脂、碳酸亚乙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、乙酸-2-甲氧基乙酯、乙酸-2-乙氧基乙酯、乙酸-2-(2-乙氧基乙氧基)乙酯、乙酸-3-甲氧基3-甲基丁酯、乙酸-1-甲氧基-2-丙酯、二丙二醇、单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单戊醚、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、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、N-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、丙酸乙酯和乙氧基丙酸乙酯、甲乙酮、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)、亚甲基溶纤剂、丁基乙酸酯、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，本领域普通技术人员将会认识到，上文列举和描述的作为可以被涂覆材料105的溶剂组分利用的材料的实例的材料仅仅是说明性的并且不旨在限制该实施例。相反，可以可选地利用可以溶解聚合物树脂200、催化剂和交联剂的任何合适的材料以帮助混合和应用涂覆材料105。所有这些材料均完全旨在包括在本实施例的范围内。
另外，如何需要，也可以将其他组分加入到用于涂覆材料105的材料内。例如，在实施例中，可以可选地利用单体染料、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加入到用于涂覆材料105的材料内，并且所有这些材料均旨在完全包括在本发明的范围内。
在实施例中，将聚合物树脂200、催化剂、交联剂以及任何期望的添加剂或其他试剂加入到BARC溶剂内以形成用于涂覆材料105的材料。聚合物树脂200可以具有在约0.1％和约30％之间的浓度，诸如约10％，催化剂可以具有在约0.1％和约30％之间的浓度，诸如约5％，并且交联剂可以具有在约10％和约20％之间的浓度，诸如约5％。
一旦加入，则混合该混合物以实现在整个涂覆材料105的材料中的均匀且恒定的组成，从而确保不存在由用于涂覆材料105的材料的非均匀混合或非恒定组成导致的缺陷。一旦混合在一起，则用于涂覆材料105的材料可以在使用前存储或立即使用。
现返回图1，一旦已制备好用于涂覆材料105的材料，可以通过首先将用于涂覆材料105的材料应用到衬底101和鳍103上来利用涂覆材料105的材料。可以将用于涂覆材料105的材料应用于衬底101和鳍103，从而用于涂覆材料105的材料涂覆衬底101和鳍103的上部暴露表面，并且可以使用诸如旋涂工艺、浸涂法、气刀涂布法、帘式涂布法、线棒涂布法、凹版涂布法、层压法、挤压涂布方法、这些的组合等的工艺来应用用于涂覆材料105的材料。在实施例中，可以应用用于涂覆材料105的材料，从而使得其在鳍103的顶部上方具有在约10nm和约1μm之间的厚度，诸如约300nm。
此外，通过将涂覆材料105内的聚合物树脂200的表面能与下面的结构(例如，由硅制成的鳍103)的材料匹配，毛细管作用可以用于将聚合物树脂200吸入到开口内而更好地填充下面的材料中的结构之间的开口(例如，鳍103之间的开口)。由此，可以实现更均匀的填充，并且可以减少或消除空隙或气泡。此外，如果形成了任何气泡，它们的尺寸可能会被保持为最小，诸如被保持为低于约5nm。
图3示出了涂覆材料105的预烘烤(在图3中通过标记为301的波浪线表示)。在实施例中，一旦已经将涂覆材料105应用到衬底101和鳍103，则实施涂覆材料105的预烘烤以引发聚合物树脂200内的聚合物和交联剂之间的交联反应，以及在应用光刻胶401之前干燥涂覆材料105。涂覆材料105的固化和干燥除去部分的BARC溶剂组分，但是留下聚合物、催化剂、交联剂和其他添加剂。在实施例中，在适合于蒸发BARC溶剂和引发交联反应的温度下实施预烘烤301，诸如约70℃和300℃之间的温度，但是精确的温度取决于选择用于涂覆材料105的材料。实施烘烤301的持续时间为足以固化和干燥涂覆材料105，诸如在约10秒至约10分钟之间，诸如约90秒。
图4至图5示出了涂覆材料105上方的光刻胶401的应用、曝光和显影。在实施例中，光刻胶401包括位于光刻胶溶液中的光刻胶聚合物树脂以及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包括碳氢结构(诸如脂环族碳氢结构)，该碳氢结构包括当与酸、碱或由PAC生成的自由基混合时将会分解(例如，酸不稳定基团)或反应的一种或多种基团(如下文进一步的描述)。在实施例中，碳氢结构包括形成光刻胶聚合物树脂的骨架主链的重复单元。这种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、这些的组合等。
用于碳氢结构的重复单元可以利用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、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸乙酰氧乙基酯、丙烯酸苯酯、2-羟乙基丙烯酸酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-乙氧基乙酯、丙烯酸2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、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、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、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。乙烯酯的实例包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯、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、苯基丙烯酰胺、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，碳氢结构的重复单元也可以具有单环或多环取代的碳氢结构，或单环或多环碳氢结构可以是重复单元，以形成脂环族碳氢结构。可以使用的单环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，三环癸烷、四环十二烷等。
在PAC是光酸发生剂的实施例中，将分解的基团(也称为离去基团)，即酸不稳定基团，附接酯碳氢结构，从而使得在曝光过程其将与PAC产生的酸/碱/自由基反应。在实施例中，将降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)亚甲基基团、(烷基磺酰基)(烷基羰基)酰亚胺基基团、双(烷基羰基)亚甲基基团、双(烷基羰基)酰亚胺基基团、双(烷基磺酰基alkylsylfonyl)亚甲基基团、双(烷基磺酰基)酰亚胺基基团、三(烷基羰基)亚甲基基团、三(烷基磺酰基)亚甲基基团、它们的组合等。用于氟化醇的可以利用的具体基团包括氟化羟烷基基团，诸如六氟异丙醇基基团。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连接至碳氢结构、有助于改进可聚合树脂的各种性能的其他基团。例如，包含到碳氢结构的内酯基团帮助降低光刻胶401显影后的线边缘粗糙度的量，从而有助于减少在显影过程中发生的缺陷的数量。在实施例中，内酯基团可以包括具有五元至七元的环，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帮助提高光刻胶401与下面的结构(例如，涂覆材料105)的粘附性的基团。在实施例中，极性基团可以用来帮助提高粘附性，并且在本实施例中可以使用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，光刻胶聚合物树脂可以进一步包括也不含将降解的基团的一个或多个脂环族碳氢结构。在实施例中，不含将降解的基团的碳氢结构可以包括诸如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401也包括一个或多个PAC。PAC可以是诸如光酸发生剂、光碱发生剂、自由基发生剂等的感光组分，并且PAC可以是阳性的或阴性的。在PAC是光酸发生剂的实施例中，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、酰亚胺磺酸盐、肟磺酸盐、重氮二砜、二砜、邻硝基苄基磺酸酯、磺化酯、光晕产生的磺酰氧基二甲酰亚胺、重氮二砜、α-氰基氧基胺(cyanooxyamine)磺酸盐、酰亚基磺酸盐、酮重氮砜、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。
可以使用的光酸发生剂的具体实例包括α-(三氟甲基磺酰氧基)-二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二碳-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)乙酸甲酯和叔丁基α-(对甲苯磺酰氧基)乙酸酯，三芳基锍和二芳基碘鎓六氟锑酸盐，六氟砷酸盐，三氟甲烷磺酸盐，全氟辛烷磺酸碘鎓，N-樟脑磺酰氧基萘亚胺，N-五氟苯基磺酰氧基萘亚胺，诸如二芳基碘鎓(烷基或芳基)磺酸盐和双(二叔丁基苯基)碘鎓樟脑磺酸盐的离子碘鎓磺酸盐，诸如全氟戊烷磺酸盐、全氟辛烷磺酸盐、全氟甲烷磺酸盐的全氟烷基磺酸盐，诸如三苯基锍三氟甲烷磺酸酯或双(叔丁基苯基)碘鎓三氟甲烷磺酸酯的芳基(例如，苯基或苄基)三氟甲磺酸酯；邻苯三酚衍生物(例如，邻苯三酚的三甲磺酸盐)，羟基酰亚胺的三氟甲烷磺酸酯，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是自由基发生剂的实施例中，PAC可以包括N-苯基甘氨酸；芳族酮，诸如二苯甲酮、N,N'-四甲基-4,4'-二氨基苯甲酮、N,N'-四乙基-4,4'-二氨基苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲氨基苯甲酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基苯甲酮、p,p'-双(二甲基氨基)苯甲酮、p,p'-双(二乙基氨基)苯甲酮，蒽醌，2-乙基蒽醌，萘醌和菲醌，诸如苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、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-t-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使光碱发生剂的实施例中，PAC可以包括二硫代氨基甲酸季铵盐、α氨基酮、包括诸如二苯并酰苯肟环己烷二脲烷的分子的肟脲烷、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。然而本领域普通技术人员应该认识到，本文中列出的化学化合物仅旨在作为PAC的示例性实例，且并不旨在将实施例仅限制于具体描述的这些PAC。相反，可以可选地利用任何合适的PAC并且全部这些PAC旨在均完全包括在本发明的实施例的范围内。
可以将光刻胶401的单独的组分放置于光刻胶溶剂内以帮助混合和放置光刻胶401。为了帮助混合和放置光刻胶401，至少部分基于选择用于光刻胶聚合物树脂以及PAC的材料来选择光刻胶溶剂。具体地，选择光刻胶溶剂使得光刻胶聚合物树脂以及PAC可以均匀地溶解到光刻胶溶剂内并且分配到涂覆材料105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、芳香烃、酯、丙酸酯、乳酸盐、乳酸酯、亚烷基二醇单烷基醚、烷基乳酸盐、烷基烷氧基丙酸酯、环内酯、含有环的单酮化合物、亚烷基碳酸酯、烷基烷氧基乙酸酯、烷基丙酮酸酯、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。
可以用作用于光刻胶401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、二甘醇单乙醚、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、2-羟基-2-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、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、丙二醇单丙基甲基醚乙酸酯、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、2,2-二乙基环己酮、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、丙烯碳酸酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯、乙酸-2-甲氧基乙基酯、乙酸-2-乙氧基乙基酯、乙酸-2-(2-乙氧基乙氧基)乙基酯、乙酸-3-甲氧基-3-甲基丁基酯、乙酸-1-甲氧基-2-丙基酯、二丙二醇、单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单苯醚、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、N-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、甲基丙酸酯、乙基丙酸酯和乙基乙氧基丙酸酯、甲乙酮、环己酮、2-庚酮、二氧化碳、环戊酮、环己酮、3-乙氧基丙烯酸乙酯、乳酸乙酯、丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)、亚甲基溶纤剂、丁基乙酸酯、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会认识到，上文列举和描述的作为可以用于光刻胶401的光刻胶溶剂组分的材料的实例的材料仅仅是说明性的并且不旨在限制该实施例。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应用光刻胶401。所有这些材料旨在完全包括在本实施例的范围内。
此外，虽然单独的上述材料可以用作用于光刻胶401的光刻胶溶剂，在可选实施例中，可以利用一种以上的述材料。例如，光刻胶溶剂可以包括两种以上的所述材料的组合混合物。所有这样的组合旨在完全包括在本实施例的范围内。
可选择地，光刻胶交联剂也可以加入到光刻胶401中。在曝光之后，光刻胶401内的光刻胶交联剂与光刻胶聚合物树脂发生反应，以帮助增大光刻胶的交联密度，从而帮助改进光刻胶图案和对干蚀刻的抗性。在实施例中，光刻胶交联剂可以是三聚氰胺基试剂，脲基试剂，乙烯脲基试剂，丙基脲基试剂，甘脲基试剂，具有羟基、羟烷基基团或它们的组合的脂环烃，脂环烃的含氧衍生物，甘脲化合物，醚化氨基树脂，它们的组合等。
可以用于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，乙烯脲，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基脲，四甲氧基甲基甘脲，以及四丁氧基甲基甘脲，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-羟基甲基降冰片烷，2-羟基-5,6-双(羟甲基)降冰片烷，环己烷二甲醇，3,4,8-(或9)-三羟基三环癸烷，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-甲氧基甲基三聚氰胺或N-丁氧基甲基三聚氰胺。此外，通过甲醛或甲醛与具有胺基基团化合物的低级醇反应获得的化合物，诸如三聚氰胺、乙酰胍胺、苯并胍胺、脲、乙烯脲和甘脲，以及使用羟甲基基团或低级烷氧基甲基基团取代氨基基团中的氢原子获得的化合物，实例为六甲氧基甲基三聚氰胺、二甲氧基甲基脲、二甲氧基甲基二甲氧基乙烯脲、四甲氧基甲基甘脲和四丁氧基甘脲、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甲基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、苯酚三羟甲基甲烷三(3-氯-2-羟丙基)醚、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401也可以包括将帮助光刻胶401获得最高分辨率的多种其他添加剂。例如，光刻胶401也可以包括表面活性剂以帮助改善光刻胶401的涂覆在其应用在的表面上能力。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、脱水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇脂肪酸酯。
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、聚氧乙烯壬基苯酚醚、脱水山梨糖醇单月桂酸酯、脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇三油酸酯、脱水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇三硬脂酸酯、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、聚氧乙烯硬脂酸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。
可以加入到光刻胶401的其他添加剂是淬灭剂，可以利用淬灭剂以抑制产生的酸/碱/自由基在光刻胶内的扩散，从而帮助光致抗蚀图配置以及改进光刻胶401随时间的稳定性。在实施例中，淬灭剂是胺，诸如次级脂肪胺或三级脂肪胺等。可以使用的氨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、烷醇胺、它们的组合等。
可选地，有机酸可以用作淬灭剂。可以利用的有机酸的具体实施例包括丙二酸；柠檬酸；苹果酸；琥珀酸；苯甲酸；水杨酸；磷含氧酸和其衍生物，诸如磷酸及其衍生物(诸如它的酯)，诸如磷酸、磷酸二正丁酯和磷酸二苯酯；膦酸及其衍生物(诸如它的酯)，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(诸如它的酯)，包括次膦酸和苯基次膦酸。
可以加入光刻胶401的另一种添加剂是稳定剂，其帮助防止在光刻胶401的曝光过程中产生的酸的不期望地扩散。在实施例中，稳定剂可以包括含氮化合物(诸如脂肪族伯、仲和叔胺)，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，诸如重氮双环十一烯、胍、酰亚胺、酰胺的亚胺等。可选地，铵盐也可以用于稳定剂，其包括铵，伯、仲、叔和季烷基-和芳基铵盐的醇盐(包括氢氧化物、酚盐、羧酸盐、芳基和烷基磺酸盐、磺酰胺)，以及其他。也可以采用其他阳离子含氮化合物，包括吡啶盐和具有诸如醇盐的阴离子的其他杂环含氮化合物(包括氢氧化物、酚盐、羧酸盐、芳基和烷基磺酸酯、磺酰胺等)。
可以加入光刻胶401的又一种添加剂可以是分解抑制剂，以帮助在显影过程中控制光刻胶401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)、叔丁基脱氧胆酸盐(VII)、叔丁基石胆酸盐(Ⅷ)、和叔丁基-3-α乙酰石胆酸盐(Ⅸ)。
可以加入到光刻胶401的另一种添加剂可以是塑化剂。塑化剂可以用于减小光刻胶401和下面的层(例如，涂覆材料105)之间的分层和破裂，并且可以包括单聚、低聚和高聚增塑剂，诸如低聚聚乙二醇醚、环脂族酯和非酸反应性甾族衍生的材料。可以用于塑化剂使用的材料的具体实例包括邻苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸双十二烷基酯、三甘醇二辛酸酯、邻苯二甲酸二甲基乙二醇酯、磷酸三甲苯酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、三乙酰基甘油酯等。
可以加入的又一种添加剂包括着色剂，其帮助观察者检查光刻胶401并找到需要在进一步的工艺之前进行补救的任何缺陷。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粒有机颜料。可以用于着色剂的材料的具体实例包括结晶紫，甲基紫，乙基紫，油蓝#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)若丹明6G(C.I.45160)，二苯甲酮化合物(诸如2,4-二羟基二苯甲酮和2,2',4,4'-四羟基二苯甲酮)，水杨酸化合物(诸如水杨酸苯酯和4-叔丁基苯基水杨酸酯)，苯基丙烯酸酯化合物(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)，苯并三唑化合物(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)，香豆素类化合物(诸如4-甲基-7-二乙基氨基-1-苯并吡喃-2-酮)，噻吨酮化合物(诸如二乙基噻吨酮)，芪化合物，萘二甲酸化合物，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，激光染料(诸如若丹明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红620，吡咯亚甲基580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。
粘合添加剂也可以加入到光刻胶401中，以在光刻胶401应用到下面的层(例如，涂覆材料105)之后促进光刻胶401与下面的层的粘合。在实施例中，粘合添加剂包括具有至少一个活性取代基的硅烷化合物，活性取代基诸如羧基基团、甲基丙烯酰基基团、异氰酸酯基基团和/或环氧基基团。粘合化合物的具体实例包括三甲氧基甲硅烷苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸基丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙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、氮的杂环化合物、尿素、硫脲、有机磷化合物、8-羟基喹啉、4-羟基喋啶及其衍生物、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-环氧丙基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙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-甲基丙烯酰丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、它们的组合等。
表面流平剂可以额外地加入到光刻胶401中以帮助光刻胶401的顶面流平，从而使得撞击光将不会通过不平整的表面而发生不利的改变。在实施例中，表面流平剂可以包括氟代脂肪族酯、羟基终止的氟化聚醚、氟化的乙二醇的聚合物、有机硅、丙烯酸类聚合物的流平剂、它们的组合等。
在实施例中，将光刻胶聚合物树脂和PAC，以及任何所需的添加剂或其他试剂加入到光刻胶溶剂中以应用。一旦加入，然后将混合物混合以实现在整个光刻胶401中的均匀组成，从而确保不存在由光刻胶401的非均匀混合或非恒定组成导致的缺陷。一旦混合在一起，光刻胶401可以在使用前存储或立即使用。
一旦准备好，可以通过首先将光刻胶401应用到涂覆材料105上来利用光刻胶401。可以将光刻胶401应用于涂覆材料105，从而使得光刻胶401涂覆该涂覆材料105的上部暴露表面，并且可以使用诸如旋涂工艺、浸涂法、气刀涂布法、帘式涂布法、线棒涂布法、凹版涂布法、层压法、挤压涂布方法、这些的组合等的工艺来应用光刻胶401。在实施例中，可以应用光刻胶401，从而使得其在涂覆材料105的表面上方具有在约10nm和约300nm之间的厚度，诸如约150nm。
一旦已将光刻胶401应用至半导体衬底，则实施光刻胶401的预烘烤以在曝光之前固化和干燥光刻胶401，从而完成光刻胶401的应用。光刻胶401的固化和干燥除去光刻胶溶剂组分，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，在适合于蒸发光刻胶溶剂的温度下实施预烘烤，诸如约40℃和150℃之间的温度，但是精确的温度取决于选择用于光刻胶401的材料。实施预烘烤的持续时间为足以固化和干燥光刻胶401，诸如在约10秒至约5分钟之间，诸如约90秒。
一旦应用，则可以曝光光刻胶401以在光刻胶401内形成曝光区域405和未曝光区域403。在实施例中，可以通过将衬底101和光刻胶404(固化和干燥后)放置于用于曝光的光刻胶成像器件400内引发曝光。光刻胶成像器件400可以包括光刻胶支撑板404、光刻胶能量源407、位于支撑板404和光刻胶能量源407之间的图案化掩模409，以及光刻胶光学器件413。在实施例中，光刻胶支撑板404是可以放置半导体器件100和光刻胶401或可以与半导体器件100和光刻胶401附接的表面，并且光刻胶支撑板404在光刻胶401的曝光期间可以对衬底101提供支撑和控制。此外，光刻胶支撑板404可以沿着一个或多个轴移动，以及向衬底101和光刻胶401提供任何所需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407向光刻胶401供应诸如光的光刻胶能量411，以诱导PAC的反应，其又与光刻胶聚合物树脂反应使光刻胶能量411所撞击的光刻胶401的那些部分发生化学变化。在实施例中，光刻胶能量411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)、紫外线辐射、远紫外线辐射、X射线、电子束等。光刻胶能量源407可以是电磁辐射源，并且可以是KrF准分子激光(具有248nm的波长)，ArF准分子激光(具有193nm的波长)，F2准分子激光(具有157nm的波长)等，但是可以可选地利用诸如汞蒸气灯、氙灯、碳弧灯等的光刻胶能量411的任何其他合适的源。可以使用任何曝光波长，诸如在10nm和450nm之间，并且所有这些曝光波长旨在包括在本实施例的范围内。
图案化掩模409位于光刻胶能量源407和光刻胶401之间，以阻挡光刻胶能量411的部分以在光刻胶能量411实际撞击在光刻胶401上之前形成图案化能量415。在实施例中，图案化掩模409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、吸收或阻挡光刻胶能量411的部分到达那些不期望被照射的光刻胶401的部分。通过形成穿过图案化掩模409的有期望的照明形状的开口而在图案化掩模409中形成期望的图案。
光学器件(在图4中通过标记为413的梯形表示)可用于当光刻胶能量411离开光刻胶能量源407时，聚集、扩大、反射、或控制光刻胶能量411，光刻胶能量411被图案化掩模409图案化并且被导向光刻胶401。在实施例中，光刻胶光学器件413包括一个或多个透镜、反射镜、滤光片(filters)、它们的组合等以沿其路径控制光刻胶能量411。可选地，虽然光刻胶光学器件413在图4中示出为位于图案化掩模409和光刻胶401之间，但是光刻胶光学器件413的元件(例如，单个透镜、反射镜等)也可以位于光刻胶能量源407(在该处产生光刻胶能量411)和光刻胶401之间的任何位置。
在实施例中，将具有光刻胶401的半导体器件100放置在光刻胶支撑板404上。一旦图案已与半导体器件100对准，则光刻胶能量源407产生期望的光刻胶能量411(例如，光)，该光刻胶能量411在其至光刻胶401的途中穿过图案化掩模409和光刻胶光学器件413。撞击在光刻胶401的部分上的图案化能量415诱导光刻胶401内的PAC的反应。PAC吸收图案化能量415的化学反应产物(例如，酸/碱/自由基)与光刻胶聚合物树脂反应，从而化学改变通过图案化掩模409被照射的光刻胶401的那些部分。
在图案化能量415是193nm波长的光的具体实例中，PAC是光酸发生剂，并且将降解的基团是碳氢结构上的羧酸基团，且使用交联剂，图案化的能量415将撞击到光酸发生剂上且光酸发生剂将吸收撞击的图案化的能量415。这种吸收引起光酸发生剂在光刻胶401内产生质子(例如，H+原子)。当质子碰撞碳氢结构上的羧酸基团时，质子将与羧酸基团发生反应，化学地改变羧酸基团并整体改变光刻胶聚合物树脂的性质。然后羧酸基团将与光刻胶交联剂发生反应以与光刻胶401内的其他光刻胶聚合物树脂进行交联。
可选择地，使用浸没式光刻技术可发生光刻胶401的曝光。在这种技术中，浸没介质(在图4中未单独示出)可以放置于光刻胶成像器件400和光刻胶401之间(并且具体地，位于光刻胶光学器件413的最后一个透镜和光刻胶401之间)。当这种浸没介质放置于合适的地方之后，光刻胶401可以通过穿过浸没介质的图案化能量415被图案化。
在这个实施例中，保护层(在图4中也未单独示出)可以形成在光刻胶401上方以防止浸没介质与光刻胶401直接接触以浸出或不利影响光刻胶401。在实施例中，保护层在浸没介质内不溶解，从而使得浸没介质不会溶解保护层并且与光刻胶401不可混溶，从而保护层将不会不利地影响光刻胶401。此外，保护层是透明的，从而图案化能量415可以无阻碍地穿过保护层
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选择用于光刻胶401的组分，这是因为保护层溶剂不应当溶解光刻胶401的材料，从而避免在保护层的应用和使用期间光刻胶401的降解。在实施例中，保护层溶剂包括醇类(alcohol)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-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脂肪族烃溶剂(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、它们的组合等)。
保护层树脂可以类似于光刻胶401，其包括保护层重复单元。在实施例中，保护层重复单元可以是丙烯酸树脂，其重复碳氢结构具有羧基基团、脂环族结构、具有一至五个碳原子的烷基基团、酚基基团或含氟原子基团。脂环族结构的具体实例包括环己基基团、金刚烷基基团、降冰片基基团、异冰片基基团、三环癸基基团、四环十二基基团等。烷基基团的具体实例包括正丁基基团、异丁基基团等。然而，可以可选地利用任何合适的保护层树脂。
保护层组合物也可以包括额外的添加剂以帮助粘合、表面流平、涂覆等。例如，保护层组合物可以进一步包括保护层表面活性剂，也可以加入其它添加剂，并且全部这些添加剂旨在完全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、或含氟表面活性剂和/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苯酚醚；聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌段共聚物；脱水山梨糖醇脂肪酸酯，诸如脱水山梨糖醇单月桂酸酯、脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、脱水山梨糖醇单油酸酯、脱水山梨糖醇三油酸酯和脱水山梨糖醇三硬脂酸酯；以及聚氧乙烯脱水山梨糖醇单月桂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇单硬脂酸酯、聚氧乙烯脱水山梨糖醇三油酸酯和聚氧乙烯脱水山梨糖醇三硬脂酸酯。
在将保护层应用到光刻胶401上之前，首先将保护层树脂和期望的添加剂加入到保护层溶剂中以形成保护层组合物。然后混合保护层溶剂以确保保护层组合物在整个保护层组合物中均具有一致的浓度。
一旦准备好用于应用的保护层组合物，则可以在光刻胶401上方应用保护层组合物。在实施例中，可以使用诸如旋涂工艺、浸涂法、气刀涂布法、帘式涂布法、线棒涂布法、凹版涂布法、层压法、挤压涂布方法、这些的组合等的工艺来实施该应用。在实施例中，可以应用保护层组合物，从而使得其在光刻胶401的表面上方具有约100nm的厚度。
在将保护层组合物应用至光刻胶401之后，则可以实施保护层预烘烤以除去保护层溶剂。在实施例中，可以在适合于蒸发保护层溶剂的温度下实施保护层预烘烤，诸如约40℃和150℃之间的温度，但是精确的温度取决于选择用于保护层组合物的材料。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合物，诸如在约10秒至约5分钟之间，诸如约90秒。
一旦已将保护层放置在光刻胶401上方，则将具有光刻胶401和保护层的半导体器件100放置在光刻胶支撑板404上，并且可以将浸没介质放置在保护层和光刻胶光学器件413之间。在实施例中，浸没介质是具有折射率大于周围大气的折射率的液体，诸如具有大于1的折射率。浸没介质的实例可以包括水、油、丙二醇、丙三醇、环烷醇等，但是可以可选地利用任何合适的介质。
使用例如气刀方法来完成浸没介质在保护层和光刻胶光学器件413之间的放置，从而新浸没介质被应用到保护层和光刻胶光学器件413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件并且防止浸没介质扩散。在该实施例中，可以应用、使用浸没介质，并且从保护层去除浸没介质以回收利用，从而存在用于实际成像工艺的新浸没介质。
然而，上述气刀方法不是唯一的方法，通过该方法，使用浸没介质可以曝光光刻胶401。也可以利用使用浸没介质用于成像光刻胶401的任何其他合适的方法，诸如使用固体阻挡件代替气体阻挡件或在没有保护层的情况下使用浸没介质浸没整个衬底以及光刻胶401和保护层。可以使用通过浸没介质曝光光刻胶401的任何合适的方法，并且所有这些方法旨在完全包括在本实施例的范围内。
在光刻胶401已经曝光于图案化的能量415之后，可以使用后曝光烘烤以帮助在曝光过程中在PAC上由于图案化的能量415的撞击而产生的酸/碱/自由基的产生、分散和反应。这种帮助有助于产生或增强化学反应，该化学反应产生光刻胶401内的暴露区域405和未暴露区域403之间的化学差异。这种化学差异也引起暴露区域405和未暴露区域403之间的溶解度的差异。在实施例中，后曝光烘烤工艺可以在约40℃和约200℃之间的温度下进行，且持续时间在约10秒和约10分钟之间。
此外，上述的光刻胶成像器件400也仅旨在是说明性的并且不旨在限制。相反，可以可选地利用诸如电子束成像系统的任何合适的成像器件。所有这些成像系旨在完全包括在本实施例的范围内。
图5示出了在光刻胶401已经曝光之后的使用显影剂501对光刻胶401的显影。在已经曝光光刻胶401并已经进行后曝光烘烤之后，可以根据光刻胶401的期望的图案使用正性显影剂或负性显影剂显影光刻胶401。在期望去除光刻胶401的暴露区域405以形成正性的实施例中，可以利用诸如碱性水溶液的正性显影剂以去除由图案化的能量415曝光并通过化学反应具有溶解度改变和变化的光刻胶401的那些部分。这种碱性水溶液可以包括四甲基氢氧化铵(TMAH，诸如2.38％的TMAH)、四丁基氢氧化铵、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水、单甲胺、二甲胺、三甲胺、单乙胺、二乙胺、三乙胺、单异丙胺、二异丙胺、三异丙胺、单丁胺、二丁胺、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲氨基乙醇、二乙氨基乙醇、氨、苛性钠、苛性钾、偏硅酸钠、偏硅酸钾、碳酸钠、氢氧化四乙铵、它们的组合等。
如果需要负性显影剂，可以利用有机溶剂或临界流体以去除未由能量曝光的同样保持其原始溶解度的光刻胶401的那些部分。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。可以使用的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、二丙醚、二丁醚、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，本领域普通技术人员将认识到，上述的正性显影剂和负性显影剂仅旨在是说明性的并且不旨在将本实施例限制于仅上述列举的显影剂。相反，可以可选地利用任何合适类型的显影剂(包括酸或甚至水显影剂)，该显影剂可用于选择性地去除与光刻胶401的另一部分具有不同性能(例如，溶解度)的光刻胶401的一部分，并且所有这些显影剂旨在完全包括在本实施例的范围内。
在利用浸没式光刻曝光光刻胶401和利用保护层来保护光刻胶401不受浸没介质的影响的实施例中，显影剂501可以选择为不仅去除期望去除的光刻胶401的那些部分，也可选择为在同一显影步骤中去除保护层。可选地，可以在不同的步骤中去除保护层，诸如通过与显影剂501不同的溶剂或甚至在显影之前通过蚀刻工艺以从光刻胶401去除保护层。
图5示出了使用例如旋涂工艺将显影剂501应用至光刻胶401。在该工艺中，在半导体器件100(以及光刻胶401)旋转的同时，从光刻胶401之上对光刻胶401应用显影剂501。在实施例中，可以以在约100c.c./min和约2000c.c./min之间的流量下供应显影剂501，诸如约600c.c./min，同时，半导体器件100以在约300rpm和约3000rpm之间的速度下旋转，诸如约2000rpm。在实施例中，显影剂501可处于在约10℃和约80℃之间的温度下(诸如约50℃)，并且显影可以持续约1分钟至约60分钟之间，诸如约30分钟。
然而，虽然本文中描述的旋涂方法是在曝光之后用于显影光刻胶401的一种合适的方法，但是，其旨在是说明性的而不旨在限制本实施例。相反，可以可选地使用用于显影的任何合适的方法，包括浸工艺、熔池(puddle)工艺和喷射工艺。所有这些显影工艺旨在完全包括在本实施例的范围内。
图5示出了在使用负性显影剂来去除光刻胶401的未曝光区域的实施例中的显影工艺的截面图。如图所示，显影剂501被应用至光刻胶401并且溶解光刻胶401的未曝光区域403。该光刻胶401的未曝光区域403的溶解和去除(以图案化能量415的形状图案化光刻胶401)在光刻胶401内留下了开口，从而将图案化掩模409的图案转印至光刻胶401。
图6示出了在已经图案化光刻胶401之后，可以将图案转印至涂覆材料105。在涂覆材料105保持未被显影剂501溶解的实施例中，可以利用光刻胶401(现在为图案化的)作为掩模层使用蚀刻工艺去除涂覆材料105。蚀刻工艺可以是利用诸如氧、氮、氢、氨、六氟化硫、二氟甲烷、三氟化氮、三氟化氯、氯气、一氧化碳、二氧化碳、氦、二氯化硼、氩、氟、三氟甲烷、四氟甲烷、全氟环丁烷、全氟丙烷、它们的组合等的蚀刻剂的干蚀刻工艺。然而，也可以可选地使用诸如湿蚀刻的任何其他合适的蚀刻工艺以及任何其他合适的蚀刻剂。
此外，涂覆材料105可以具有与衬底101和鳍103不同的蚀刻速率。在特定的实施例中，在衬底101和涂覆材料105之间的蚀刻选择性大于1。这允许涂覆材料105与衬底101或鳍103分开地图案化。
可选地，在涂覆材料105包括可以反应以解交联涂覆材料105中的交联聚合物并且改变涂覆材料105的溶解度的酸不稳定基团的实施例中，在通过显影剂501的显影工艺期间，可以图案化涂覆材料105。具体地，在曝光期间，光酸发生剂可以在涂覆材料105中产生酸，其将发挥打破交联键和改变涂覆材料105的溶解度的作用。然后，在正性显影工艺中，正性显影剂可以用于去除已经曝光的光刻胶401以及在同一工艺中去除涂覆材料105。可以利用具有任何合适数目的步骤的任何合适的图案化工艺以图案化和去除光刻胶401和涂覆材料105，并且所有这些工艺和步骤旨在完全包括在本实施例的范围内。
通过使用上述的涂覆材料105，涂覆材料105可以更好地填充紧密间隔的结构(诸如鳍103)之间的间隙。通过提供更好的间隙填充，可以实现来自不适当填充的更少的缺陷，从而改进半导体器件的制造期间的效率和产量。
图7示出了BARC层103内的聚合物树脂200的可选实施例。在该实施例中，虽然聚合物树脂200仍包括表面能改性单体201(具有表面能改性基团202)、发色团单体203(具有发色团基团204)和交联单体205(具有交联基团206)，但是表面能改性单体201、发色团单体203和交联单体205中的至少一个包括无机组分。
在如图7所示的一个具体实施例中，无机组分可以包括硅原子并且表面能改性基团202可以键合至表面能改性单体201内的硅原子。可选地，发色团基团204可以键合至发色团单体203内的无机组分，或者交联基团206可以键合至交联单体205内的无机组分。在任何的表面能改性单体201、发色团单体203或交联单体内具有任何合适的无机组分的组合。
通过利用单体内的无机材料，可以改变涂覆材料105的表面能。额外地，如果涂覆材料105的表面能被改变，从而使得涂覆材料105的表面能类似于下面的材料(例如，衬底101和鳍103)的表面能，则毛细力可用于将涂覆材料105拉至结构(诸如鳍103)之间的小空间内。然后这将帮助填充间隙和防止由涂覆材料105的不均匀填充产生的缺陷。
在一个实施例中，具有表面能改性基团202的表面能改性单体201可以用于增加涂覆材料105的表面能。在这个实施例中，为了提高涂覆材料105的表面能，表面能改性基团202包括羟基基团、羧基基团、胺基基团或酰胺基基团中的一种或多种。在具体实施例中，表面能改性单体201可以具有诸如以下的结构：
其中，R6和R7共同组成了表面能改性基团202，并且其中R6是具有附接至碳氢化合物的氢的烷基基团，并且其中R6可以是直线型、支链型或环状结构。R6内的烷基基团也可以包括杂原子，诸如含有氮原子或氧原子。R7可以包括羟基基团、胺基基团或氨基基团中的至少一种。
在具体实施例中，表面能该改性单体201可以包括丙烯酸基团、甲基丙烯酸基团或羟基苯乙烯基团。在表面能改性单体201包括硅且表面能改性基团202是羟基苯乙烯的实施例中，表面能改性单体201可以具有下列结构：
在表面能改性单体201包括硅且表面能改性基团202是羟基基团的实施例中，表面能改性单体201可以具有下列结构：
在表面能改性单体201包括硅且表面能改性基团202是甲基丙烯酸基团的实施例中，表面能改性单体201可以具有下列结构：
其中R8是具有一至六个碳的且具有直线性、支链或环状结构的烷基基团、苯酚基团，其中，硅原子附接至氧原子或可以降解的基团。
在表面能改性单体201包括硅且表面能改性基团202是丙烯酸单体的实施例中，表面能改性单体201可以具有下列结构：
其中R8是具有一至六个碳的且具有线性支链或环状结构的烷基基团、苯酚基团，其中，硅原子附接至氧原子或可以降解的基团。
然而，本领域普通技术人员应该理解，用于提高涂覆材料105的表面能所描述明确的结构和实例旨在是说明性的，且不旨在限制。相反，可以可选地利用能够提高涂覆材料105表面能的任何合适的官能团。这些旨在均完全包括在实施例的范围内。
可选地，具有无机组分的表面能改性单体201可以用于降低涂覆材料105的表面能。在这些实施例中，为了降低涂覆材料105的表面能，表面能改性单体201中的表面能改性基团202包括烷基基团、氟基基团或苄基基团中的一种或多种。在特定实施例里，表面能改性单体201可以包括线型、支链型或环状烷基或氟官能团。
在具体实施例中，表面能改性单体201可以具有诸如以下的结构：
其中R9和R10共同形成表面能改性基团202，并且其中R9是具有附接至碳氢化合物的氢的烷基基团，并且其中R9可以是直线型、支链型或环状结构。R9内的烷基基团也可以包括杂原子，诸如含有氮原子或氧原子。然而，在这个实施例中，R10可以包括烷基基团、氟基基团或苄基基团中的至少一种，并且可以包括线型、支链型或环状烷基或氟基基团。例如，在一些实施例中，表面能改性单体201可以具有下列结构中的一种：
其中，R11是具有一个至六个碳原子的烷基。
此外，在这个实施例中，无机元素(例如，硅)并不限于仅存在于聚合物的主链上。相反，无机元素可以位于聚合物树脂200内的任何位置。作为一个实例，交联单体205可以由无机官能团形成，诸如乙氧基硅或甲氧基硅，也可以利用任何其他合适的交联材料。
在具体实施例中，交联单体205可以具有以下结构：
其中，R12包括具有附接至碳氢化合物的氢的烷基基团，其中，烷基基团可以是直线型、支链型或环状结构。Me是甲基基团，并且R13是具有一至六个之间的碳的烷基基团。此外，烷基基团也可以包括杂原子，诸如包括氮原子或氧原子或氟原子，或者甚至是烷基氟化物。
然而，本领域普通技术人员应该认识到，前文描述的明确的结构仅旨在是说明性的，且不旨在限制实施例。相反，可以可选地使用具有无机组分的用于改变聚合物树脂的表面能的任何合适的基团，诸如发明人为Kim等，标题为“Silicon-based HardmaskComposition and Process of Producing Semiconductor Integrated Circuit DeviceUsing the Same”的美国专利申请第8,524,851号中描述的基团，其全部内容结合于此作为参考。全部这些基团旨在均完全包括在实施例的范围内。
在具有无机组分的这个实施例中，表面能改性单体201可以具有聚合物树脂200内的约1％和约100％之间的载荷，诸如约80％。同时，发色团单体203可以具有聚合物树脂200内的在约0％和约100％之间的载荷，诸如约5％，并且并且交联单体205可以具有的载荷在约0％和约100％之间，诸如约5％。然而，这些描述仅旨在示出可以使用的聚合物树脂200各种单体之间的任何合适的载荷，并且全部这些载荷旨在均完全包括在实施例的范围内。
图8A和图8B示出了另一实施例，其中，涂覆材料105和硬掩模层801用作下层而不是简单地用作抗反射涂层。在该实施例中，可以根据以上结合图1进行的描述来形成涂覆材料105。然而，一旦形成涂覆材料105，则在涂覆材料105上形成硬掩模层801，而不是将光刻胶401直接放置在涂覆材料105上。
在实施例中，硬掩模层801可以是硬掩模材料，诸如氮化硅、氧化物、氮氧化物、碳化硅、这些的组合等。可以通过诸如化学汽相沉积(CVD)的工艺形成用于硬掩模层801的硬掩模材料，但是可以可选地利用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、甚至形成氧化硅之后氮化的其他工艺。可以利用形成或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旨在完全包括在本实施例的范围内。硬掩模层801可以形成为厚度在约和约之间，诸如约
一旦已形成用于硬掩模层801的硬掩模材料的层，则可以在用于硬掩模层801的硬掩模材料上方放置和图案化光刻胶401。在用于硬掩模层801的硬掩模材料上方的光刻胶401的放置和光刻胶401的图案化可以类似于以上结合图4所述的光刻胶401的放置和光刻胶的显影。例如，可以使用旋涂工艺放置光刻胶401、使用光刻胶成像器件400照射以及然后使用显影剂501来显影。
图8B示出了一旦光刻胶401已经被图案化成期望的图案，则可以将光刻胶401用作掩模以图案化硬掩模层801的硬掩模材料。例如，可以使用诸如反应离子蚀刻(RIE)的各向异性蚀刻工艺将光刻胶401的图案转印至硬掩模层801，由此，可以在干蚀刻中利用诸如CF4-O2的合适的蚀刻剂的离子以去除通过图案化光刻胶401暴露的硬掩模层801的部分。然而，可以可选地使用诸如CHF2/O2、CH2F2、CH3F等的任何其他合适的蚀刻剂，以及任何其他合适的去除方法。
图8B示出了在光刻胶401的图案已经转印至硬掩模层801之后，硬掩模层801可以用于将光刻胶401的图案转印至涂覆材料105。在实施例中，可以利用光刻胶401和硬掩模层801(现在为图案化的)作为掩模层，使用蚀刻工艺去除涂覆材料105。蚀刻工艺可以是利用诸如氧、氮、氢、氨、六氟化硫、二氟甲烷、三氟化氮、三氟化氯、氯气、一氧化碳、二氧化碳、氦、二氯化硼、氩、氟、三氟甲烷、四氟甲烷、全氟环丁烷、全氟丙烷、它们的组合等的蚀刻剂的干蚀刻工艺。然而，可以可选地使用诸如湿蚀刻的任何其他合适的蚀刻工艺以及任何其他合适的蚀刻剂。
通过将涂覆材料105和硬掩模层801用作下层，可以在各个不同的下面的区域上方形成更均匀的层。通过创建更均匀的层，可以更好的控制随后的处理，从而导致能够制造具有越来越小尺寸的器件的更高效的制造工艺。
根据实施例中，提供了一种制造半导体器件的方法，该方法包括在衬底上放置底部抗反射涂层，其中，底部抗反射涂层包括表面能改性单体。在底部抗反射涂层上方放置并且图案化光刻胶，并且通过光刻胶去除底部抗反射涂层的部分。
根据另一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，该方法包括在衬底的开口内放置底部抗反射涂层，其中，底部抗反射涂层包括聚合物树脂。聚合物树脂包括发色团单元、交联单元和表面能改性单元。在底部抗反射涂层上方放置光刻胶，并且图案化光刻胶以暴露底部抗反射涂层的至少一部分。将光刻胶用作掩模图案化底部抗反射涂层
根据另一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，该方法包括在衬底内的开口内应用第一材料，其中，第一材料包括聚合物树脂。聚合物树脂包括发色团单元、交联单元和表面能改性单元，其中，发色团单元、交联单元和表面能改性单元中的至少一个是无机基团。
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现与本文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 (19)

1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括在衬底的开口内放置底部抗反射图层，其中，所述开口具有在第一侧壁上的第一鳍和在第二侧壁上的第二鳍，所述底部抗反射涂层包括表面能改性单体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面能改性单体提高了所述底部抗反射涂层内的聚合物树脂的表面能。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述表面能改性单体包括丙烯酸单体。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述表面能改性单体包括甲基丙烯酸单体。
5.根据权利要求2所述的方法，其中，所述表面能改性单体包括羟基苯乙烯单体。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述表面能改性单体降低了所述底部抗反射涂层内的聚合物树脂的表面能。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述表面能改性单体具有下列结构中的一种：
8.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
将底部抗反射涂层放置在衬底的开口内，其中，所述开口具有在第一侧壁上的第一鳍和在第二侧壁上的第二鳍，所述底部抗反射涂层包括聚合物树脂，所述聚合物树脂包括：
发色团单元；
交联单元；以及
表面能改性单元；
将光刻胶放置在所述底部抗反射涂层上方；
图案化所述光刻胶以曝光所述底部抗反射涂层的至少一部分；以及
将所述光刻胶用作掩模图案化所述底部抗反射涂层。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述表面能改性单元包括羟基基团、羧基基团、胺基基团或酰胺基团中的一种。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，所述表面能改性单元包括丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体和羟基苯乙烯单体中的至少一种。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，所述表面能改性单元具有下列结构中的一种：
12.根据权利要求8所述的方法，其中，所述表面能改性单元将所述聚合物树脂的第一表面能朝向所述衬底的第二表面能改变，从而使得毛细力将移动所述底部抗反射涂层。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述开口具有小于20nm的宽度。
14.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
将第一材料应用到衬底内的开口内，其中，所述开口具有在第一侧壁上的第一鳍和在第二侧壁上的第二鳍，所述第一材料包括聚合物树脂，所述聚合物树脂包括：
发色团单元；
交联单元；以及
表面能改性单元，其中，所述发色团单元、所述交联单元和所述表面能改性单元中的至少一个是无机基团。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述无机基团包括硅。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述表面能改性单元具有以下结构：
17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述表面能改性单元具有以下结构：
其中，R1是具有1至6个碳原子的烷基。
18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述表面能改性单元具有以下结构：
19.根据权利要求14所述的方法，其中，所述交联单元具有以下结构：
其中，R1包括烷基基团，其中，所述烷基基团可以具有直线型结构、支链型结构或环状结构。
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