CN105047540B - 抗反射层和方法 - Google Patents

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Abstract

提供了用于抗反射层的系统和方法。在一个实施例中，在散布抗反射层之后，抗反射层包括浮置组分以沿着抗反射层的顶面形成浮置区域。浮置组分可以是浮置交联剂、浮置聚合物树脂或浮置催化剂。浮置交联剂、浮置聚合物树脂或浮置催化剂可以包括氟原子。使用液体来去除抗反射层。

Description

抗反射层和方法
相关申请的交叉参考
本申请是于2013年10月17日提交的、标题为“Anti-Reflective Layer andMethod”的第14/056,737号美国专利申请的继续申请；要求于2013年3月12日提交的、标题为“Anti-Reflective Layer and Method”的第61/777,782号美国临时申请的优先权；以及要求于2014年4月29日提交的、标题为“Anti-Reflective Layer and Method”的第61/982,945号美国临时申请的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明一般地涉及半导体技术领域，更具体地，涉及半导体器件的制造方法。
背景技术
随着消费设备响应于消费者的需求而变得越来越小，这些设备的各个部件的尺寸也需要减小。组成这些设备(诸如移动电话、平板电脑等)的主要部件的半导体器件迫于压力而变得越来越小，半导体器件内的各个器件(例如，晶体管、电阻器、电容器等)的对应尺寸也迫于压力而缩小。
半导体器件的制造工艺所使用的一种能够减小尺寸的技术是使用光刻材料。这种材料被施加于表面，然后被暴露给能量使其被图案化。这种曝光改变了光刻材料的暴露区域的化学和物理特性。与光刻材料没有被曝光的区域中没有改变特性一起，这些改变可以用于去除一个区域而不去除另一个区域。
然而，随着各个器件尺寸的减小，用于光刻处理的工艺窗口变得越来越紧凑。如此，需要光刻处理领域的进步(诸如使用抗反射层来防止入射光不期望的反射)来保持缩小器件的能力，并且需要进一步的改进以满足期望的设计标准，使得可以保持越来越小部件的发展。
发明内容
为了解决现有技术中所存在的缺陷，根据本发明的一方面，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在衬底上方散布抗反射材料以形成抗反射涂层，所述抗发射材料具有第一浓度的浮置组分；形成与所述抗反射涂层的顶面相邻的浮置区域，所述浮置区域具有第二浓度的浮置组分，所述第二浓度大于所述第一浓度；以及向所述抗反射材料施加液体以去除所述抗反射材料和所述浮置区域。
在该方法中，施加所述液体包括施加水溶液。
在该方法中，所述水溶液的pH介于大约-1至大约4之间。
在该方法中，所述水溶液的pH介于大约9至大约14之间。
在该方法中，施加所述液体包括施加有机溶剂。
在该方法中，所述液体包括无机酸。
在该方法中，执行施加所述液体小于1分钟，以去除所述抗反射材料。
根据本发明的另一方面，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在衬底上涂覆抗反射涂层；沿着所述抗反射涂层的顶面由所述抗反射涂层形成具有第一去除速率的第一区域，其中，所述抗反射涂层的第二区域具有不同于所述第一去除速率的第二去除速率；以及通过向所述抗反射涂层施加液体来去除所述第一区域和所述第二区域。
该方法还包括：在去除所述第一区域和所述第二区域之前，图案化所述抗反射涂层。
在该方法中，施加所述液体包括施加水溶液。
在该方法中，所述水溶液的pH介于大约-1至大约4之间。
在该方法中，所述水溶液的pH介于大约9至大约14之间。
在该方法中，施加所述液体包括施加有机溶剂。
在该方法中，所述液体包括无机酸。
在该方法中，在一分钟内完成去除所述第一区域和所述第二区域。
根据本发明的又一方面，提供了一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：在衬底上涂覆抗反射涂层，所述抗反射涂层包括具有氟原子的至少一种组分；沿着所述抗反射涂层的顶面形成浮置区域，其中，所述浮置区域比所述抗反射涂层的剩余部分具有更高浓度的所述至少一种组分；以及通过向所述抗反射涂层施加液体小于1分钟，去除所述浮置区域和所述抗反射涂层的剩余部分。
在该方法中，所述液体为水溶液。
在该方法中，所述水溶液的pH介于大约-1至大约4之间。
在该方法中，所述水溶液的pH介于大约9至大约14之间。
在该方法中，所述液体为有机溶剂。
附图说明
为了更完全地理解本发明及其优势，现在将结合附图所进行的以下描述作为参考，其中：
图1示出了根据实施例的在半导体衬底上初始散布底部抗反射层；
图2示出了根据实施例的浮置区域的形成；
图3示出了根据实施例的烘烤工艺；
图4A和图4B示出了根据实施例的光刻胶的涂覆、曝光和显影；
图5示出了根据实施例的以化学机械抛光工艺平面化抗反射涂层的另一实施例；
图6示出了根据实施例的底部抗反射层和浮置区域的去除步骤；
图7示出了根据实施例的底部抗反射层和浮置区域的去除；
图8示出了根据实施例的与底部抗反射层联用的中间层；以及
图9示出了根据实施例的散布底部抗反射层、形成浮置区域以及施加液体以去除底部抗反射层的工艺流程。
除非另有指明，否则不同附图中的对应数字和符号通常表示对应的部件。绘制附图以清楚地示出实施例的相关方面并且没有必要按比例绘制。
具体实施方式
以下详细讨论本发明实施例的制造和使用。然而，应该理解，本发明提供了许多可以在各种特定环境下实现的可应用发明概念。所讨论的具体实施例仅仅是制造和使用所公开主题的特定方式，而不用于限制不同实施例的范围。
将参照特定环境(即，在半导体器件的制造过程中使用的底部抗反射涂层)来描述实施例。然而，其他实施例也可以应用于不同工艺中的其他涂层。
现在，参照图1，示出了衬底101，其中鳍103形成在衬底101上方且底部抗反射涂层(BARC)105被涂覆在鳍103和衬底101上方。衬底101可以是基本导电的或者是电阻率小于103欧姆·米的半导体，并且可以包括掺杂或不掺杂的体硅、或者绝缘体上硅(SOI)衬底的有源层。通常，SOI衬底包括半导体材料层，诸如硅、锗、硅锗、SOI、绝缘体上硅锗(SGOI)或它们的组合。可使用的其他衬底包括多层衬底、梯度衬底或混合定向衬底。
鳍103可用作FinFET或多栅极晶体管(在图1中没有分别示出)的最终形成的鳍结构。在一个实施例中，鳍103可由衬底101的材料形成，如此也可以包括掺杂或不掺杂的体硅、或者SOI衬底的有源层。鳍103可通过以下步骤来形成：首先在衬底101上方涂覆掩模材料、图案化掩模材料、然后将掩模材料用作掩模以蚀刻衬底101、从而由衬底101的材料形成鳍103。
然而，使用衬底101的材料形成鳍103仅是可用于形成鳍103的一种示例性方法。可选地，鳍103可通过以下步骤来形成，首先在衬底101上方沉积半导体材料(诸如硅、硅锗等)、然后掩蔽和蚀刻半导体材料以在衬底101上方形成鳍103。在又一可选实施例中，鳍103可通过以下步骤来形成，掩蔽衬底101并例如使用外延生长工艺，以在衬底101上生长鳍103。可以可选地使用用于形成鳍103的这些方法和任何其他适当的方法，并且所有这些方法均包括在实施例的范围内。
为了准备涂覆光刻胶401(在图1中未示出，但在图4中示出并进行了描述)，BARC层105被涂覆在鳍103上方并填充鳍103之间的区域。BARC层105(如其名称所能看出的)用于在光刻胶401的曝光期间防止能量(例如光)的不可控且不期望的反射(诸如返回到上覆光刻胶401的光)，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，BARC层105可用于在衬底101和鳍103上方提供平面，以帮助减少以一定角度入射的能量的负面影响。
在BARC层105包括聚合物树脂、催化剂和交联剂的实施例中，它们均被散布地置于溶剂中。聚合物树脂可包括聚合物，其具有结合到一起的各种单体。在一个实施例中，聚合物可包括不同的单体，诸如交联单体和具有发色团单元的单体。在一个实施例中，具有发色团单元的单体可包括乙烯基化合物(例如，具有共轭双键)，其包含取代或未取代的苯基、取代或未取代的蒽基、取代或未取代的菲基、取代或未取代的萘基、取代或未取代的吖啶、取代或未取代的喹啉和环取代喹啉(例如，羟基喹啉)、包含诸如氧、氮、硫或它们的组合的杂环原子的取代或未取代的杂环，诸如吡咯烷基、吡喃基、哌啶基、吖啶基、喹啉。这些单元中的取代物可以为任何烃基，并且可以进一步包含诸如氧、氮、硫或它们的组合的杂环原子，诸如亚烃基、酯类、醚类、它们的组合等，其中碳原子在1和12之间。
在特定实施例中，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、乙烯基苯甲酸、乙烯基4-叔丁基-苯甲酸、乙二醇苯醚丙烯酸酯、苯氧丙基丙烯酸酯、N-甲基马来酰亚胺、2-(4-苯酰-3-羟基苯氧基)丙烯酸乙酯、2-羟基-3-苯氧丙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苄酯、9-蒽甲基丙烯酸甲酯、9-乙烯蒽、2-乙烯基萘、N-乙烯基邻苯二甲酰亚胺、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-醋氨酚)偶氮-4-羟基苯乙烯、3-(4-乙氧羰基苯基)偶氮-乙酰乙酸乙酯、3-(4-羟苯基)偶氮-乙酰乙酸乙酯、3-(4-磺苯基)偶氮-乙酰乙酸乙酯的硫酸氢铵盐、它们的组合等。然而，可以可选地使用吸收入射光并防止光反射的任何适当的具有发色团单元的单体，并且所有这些单体都包括在实施例的范围内。
交联单体可用于使单体与聚合物树脂内的其他聚合物交联以修改BARC层105的溶解度，并且可以任选地具有酸不稳定基团。在特定实施例中，交联单体可包括烃链，其还包括例如羟基、羧基酸根、羧酸酯基、环氧基、氨基甲酸酯基、酰胺基、它们的组合等。可使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)、通过以下单体中的至少一种聚合获得的均聚物和/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(甲基)丙烯酸酯、乙基(甲基)丙烯酸酯、(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(均苯四酸二酐-乙二醇-环氧丙烷)。
各种单体可以相互聚合以形成具有碳链骨架的聚合物结构用于聚合物树脂。在一个实施例中，聚合物结构可具有为丙烯酸、聚酯、环氧酚醛、聚糖、聚醚、聚酰亚胺、聚氨酯、它们的混合物的碳链骨架。可使用的特定聚合物树脂的一个实例具有以下结构：
其中，每个R和R1都可以为氢或者取代或未取代的烷基，具有1至8个碳原子；每个R2都可以为取代或未取代的烷基，具有1至10个碳原子；以及每个R3都可以为卤素原子、具有1至8个碳原子的烷基、具有1至8个碳原子的烷氧基、具有2至8个碳原子的烯基、具有2至8个碳原子的炔基、氰基、硝基；m是从0至9的整数；以及x是聚合物树脂中的烷基单元的摩尔分数的百分比，且在大约10％至大约80％之间；以及y是聚合物树脂中的蒽单元的摩尔分数的百分比，且在大约5％至大约90％之间。
在另一个实施例中，聚合物树脂还可以包括表面能量改性单体(例如具有表面能量改性基团)。表面能量改性单体用于试验并使BARC层105的表面能量与衬底101和鳍103(例如硅)的表面能量相匹配。通过匹配表面能量，毛细作用力可用于增强BARC层105的间隙填充性能。
在一个实施例中，表面能量改性单体可用于增加BARC层105的表面能量。在这种实施例中，为了提升BARC层105的表面能量，表面能量改性单体内的表面能量改性基团包括羟基、羧基、胺基和酰胺基中的一种或多种。在特定实施例中，表面能量改性单体可具有诸如以下结构：
其中，R1和R2基团共同形成表面能量改性基团，并且R1是具有附接至烃的氢的烷基，R1可具有直线、分支或环状结构。R1内的烷基还可以包括杂原子，诸如包含氮或氧原子。R2可包含羟基、羧基、胺基和酰胺基中的至少一种。
在特定实施例中，表面能量改性单体可包括丙烯酸单体、甲基丙烯酸单体、对羟基苯乙烯单体或从2-丙烯酸羟乙酯所衍生的单体。例如，在表面能量改性基团是对羟基苯乙烯单体的实施例中，表面能量改性单体可具有以下结构：
在表面能量改性单体为丙烯酸单体的实施例中，表面能量改性单体可具有以下结构：
在表面能量改性单体为从2-丙烯酸羟乙酯所衍生的单体的实施例中，表面能量改性单体可具有以下结构：
然而，本领域技术人员应该意识到，所描述的提升BARC层105的表面能量的具体结构和实例是示意性的而不用于限制。此外，可以可选地使用任何适当单体内的可以提升BARC层105的表面能量的任何适当的官能团。它们均包括在实施例的范围内。
可选地，表面能量改性单体可用于降低BARC层105的表面能量。在这种实施例中，为了降低BARC层105的表面能量，表面能量改性单体内的表面能量改性基团包括烷基、氟基、氯基和苯甲基中的一种或多种。在特定实施例中，表面能量改性基团可包括直线、分支或环状的烷基或氟官能团。
在特定实施例中，表面能量改性单体可具有诸如以下结构：
其中，R3和R4基团共同形成表面能量改性基团，并且R3是具有附接至烃的氢的烷基，R3可具有直线、分支或环状结构。R3内的烷基还可以包括杂原子，诸如包含氮或氧原子。然而，在该实施例中，R4可包含烷基、氟基和苯甲基中的至少一种，并且可包括直线、分支或环状的烷基或氟基团。例如，在一些实施例中，具有表面能量改性单体的聚合物树脂可具有以下结构：
通过使用表面能量改性单体，聚合物树脂的表面能量以及如此的BARC层105的表面能量可以被改变，使其更加接近衬底101和鳍103的表面能量。通过调整表面能量，代替被下面的材料排斥，BARC层105实际上将通过毛细作用力被推入结构之间的小开口。这帮助BARC层105填充这种间隙而没有空隙。
此外，本领域技术人员应该意识到，上面可聚合以形成用于BARC层105的聚合物树脂的各种单体的描述是示意性的而不用于以任何形式限制实施例。此外，还可以使用执行本文描述的单体的期望功能的任何适当的单体或单体的组合。所有这些单体均包括在实施例的范围内。
在另一个实施例中，表面能量改性单体、交联单体或者具有发色团单元的单体还可以包括无机成分。在一个实施例中，无机成分可包括硅原子，并且表面能量改性基团可结合至表面能量改性单体内的硅原子。可选地，(具有发色团单元的单体内的)发色团基团可结合至发色团单体内的无机成分，或者交联基团可以结合至交联单体内的无机成分。可以使用表面能量改性单体、发色团单体和交联单体中的任意一种内的无机成分的任何适当的组合。
通过使用单体内的无机材料，可以改变BARC层105的表面能量。此外，如果被修改使得BARC层105的表面能量类似于下面材料(例如，衬底101和鳍103)的表面能量，则毛细作用力可用于将BARC层105拉向诸如鳍103的结构之间的小空间内。这将帮助填充间隙并防止由于BARC层105的不一致填充所产生的缺陷。
在一个实施例中，具有能量改性基团的表面能量改性单体可用于增加BARC层105的表面能量。在这种实施例中，为了提升BARC层105的表面能量，表面能量改性基团包括羟基、羧基、胺基和酰胺基中的一种或多种。在特定实施例中，表面能量改性单体可具有诸如以下结构：
其中，R6和R7共同组成表面能量改性基团，R6是具有附接至烃的氢的烷基，R6可具有直线、分支或环状结构。R6内的烷基还可以包括杂原子，诸如包氮或氧原子。R7可包含羟基、羧基、胺基和酰胺基中的至少一种。
在特定实施例中，表面能量改性单体可包括丙烯酸基团、甲基丙烯酸基团或对羟基苯乙烯基团。在表面能量改性单体包括硅且表面能量改性基团为对羟基苯乙烯的实施例中，表明能量改性单体可具有以下结构：
在表面能量改性单体包括硅且表面能量改性基团为羟基的实施例中，表面能量改性单体可具有以下结构：
在另一实施例中，表面能量改性单体包括硅且表面能量改性基团为甲基丙烯酸基团。在另一实施例中，表面能量改性单体包括硅且表面能量改性基团为丙烯酸单体。
然而，本领域技术人员应该意识到，所描述的用于提升BARC层105的表面能量的具体结构和实例是示例性的而不用于限制。此外，可以可选地使用可提升BARC层105的表面能量的任何适当的官能团。它们均包括在实施例的范围内。
可选地，具有无机成分的表面能量改性单体可用于降低BARC层105的表面能量。在这种实施例中，为了降低BARC层105的表面能量，表面能量改性单体中的表面能量改性基团包括烷基、氟基和苯甲基中的一种或多种。在特定实施例中，表面能量改性单体可包括直线、分支或环状的烷基或氟官能团。
在特定实施例中，表面能量改性单体可具有诸如以下结构：
其中，R8和R9共同组成表面能量改性基团，并且R8是具有附接至烃的氢的烷基，R8可具有直线、分支或环状结构。R8内的烷基还可以包括杂原子，诸如包氮或氧原子。然而，在该实施例中，R9可包含烷基、氟基、苯甲基中的至少一种，并且可以包括直线、分支或环状的烷基或氟基团。例如，在一些实施例中，表面能量改性单体可具有以下结构中的一种：
其中，R10是具有1至6个碳原子的烷基。
此外，在该实施例中，无机元素(例如硅)不限于仅存在于聚合物骨架上。而是，无机元素可以位于聚合物树脂的任何地方。作为一个实例，虽然交联单体可由无机官能团(诸如乙氧基硅或甲氧基硅)形成，但是还可以使用任何其他适当的交联材料。
催化剂可以是用于引发聚合物树脂内的聚合物之间的交联反应的化合物，并且例如可以是酸热发生剂、光产酸剂、光产碱剂、它们的适当组合等。在催化剂为酸热发生剂的实施例中，当足够的热量被施加给BARC层105时，催化剂将生成酸。酸热发生剂的具体实例包括丁烷磺酸、三氟甲磺酸、纳米氟丁烷磺酸(nanoflurobutane sulfonic acid)；硝基苯磺酸酯，诸如2-硝基苯磺酸酯、2,4-二硝基苯磺酸酯、2,6-二硝基苯磺酸酯、4-硝基苯磺酸酯；苯磺酸盐，诸如2-三氟甲基-6-硝基苄基4-氯苯磺酸钠、2-三氟甲基-6-硝基苄基4-硝基苯磺酸；酚磺酸酯，诸如苯基、4-甲氧基苯磺酸；有机酸的烷基铵盐，诸如10-樟脑磺酸的三乙胺盐；它们的组合等。
在催化剂为光产酸剂的实施例中，催化剂可包括卤代三嗪、鎓盐、重氮盐、芳香重氮盐、磷盐、锍盐、碘鎓盐、酰亚胺浮动催化剂磺酸盐(imide flatingcatalystsulfonate)、肟磺酸、重氮二砜、二砜、邻硝基苄磺酸、磺酸酯、卤化磺酰氧基二甲酰亚胺、重氮二砜、α-氰基醇胺-磺酸盐、酰亚胺磺酸盐、酮偶氮砜、磺酰重氮酯、1，2-二(芳磺酰基)肼、硝基苄酯、均三嗪衍生物、它们的适当组合等。
可使用的光产酸剂的具体实例包括α-(三氟甲基磺酰氧基)-二环[2.2.1]七-5-烯-2,3-二碳酸-ximide(MDT)、N-羟基-萘(DDSN)、安息香甲苯磺酸酯、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、三芳基和二芳基碘六氟锑酸盐、六氟砷酸盐、三氟甲磺酸盐、全氟碘磺酸、N-樟脑磺酰羟基萘二甲酰亚氨、N-五氟苯磺酰羟基萘二甲酰亚氨、离子型碘磺酸盐(诸如二芳基碘(烷基或芳基)磺酸盐和双(2-叔丁苯基)碘鎓六氟磷酸盐)、全氟烷磺酸盐(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，苯基或苯甲基)三氟甲磺酸，诸如三苯基锍三氟甲磺酸或双-(叔丁基苯基)錪鎓三氟甲磺酸；邻苯三酚衍生物(例如，邻苯三酚的甲磺酸酯)、羟基胺的三氟甲烷磺酸酯、α，α’-双磺酰-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，催化剂可以为光产碱剂。在这种实施例中，光产碱剂可包括季铵二硫代氨基甲酸盐、α-氨基酮、包含分子的肟-氨基甲酸乙酯(诸如二苯并酮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)环形胺、它们的适当组合等。
在一个实施例中，浮置交联剂还包括有聚合物树脂和催化剂。浮置交联剂与聚合物树脂内的聚合物发生反应并形成具有大分子量分子的直线或分支的聚合物结构，从而改善交联密度。在一个实施例中，浮置交联剂可以为脂肪族聚醚，诸如聚醚多元醇、甘脲醚(polyglycidil ether)、乙烯醚、甘脲、三嗪、它们的组合等。
在浮置交联剂为聚醚多元醇的实施例中，浮置交联剂具有以下结构：
其中，n表示1至300的整数，m表示2至6的整数，R1表示氢原子或具有1至10个碳原子的烷基，以及R2表示具有1至10个碳原子的烷基、具有2至6个原子的链烯基、具有2至10个原子的炔基、具有2至10个碳原子的烷基碳酰基、具有2至10个碳原子的烷基碳酰基氨基、具有2至10个碳原子的烷氧基烷基、具有1至10个碳原子的烷基氨基、具有1至10个碳原子的烷基二氨基或它们的组合，并且是根据聚氧化烯基的数量m能够具有2至6价的有机基团。可用于R1的烷基的具体实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基和戊基。
可用于R2的烷基的具体实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、环丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、环丁基、1-甲基环丙基、2-甲基-环丙基、戊基、1-甲基-正丁基、2-甲基-正丁基、3-甲基-正丁基、1，1-二甲基-正丙基、1，2-二甲基-正丙基、2，2-二甲基-正丙基、1-乙基-正丙基、环戊基、1-甲基-环丁基、2-甲基-环丁基、3-甲基-环丁基、1，2-二甲基-环丙基、2，3-二甲基-环丙基、1-乙基-环丙基、2-乙基-环丙基、正己基、1-甲基-正戊基、2-甲基-正戊基、3-甲基-正戊基、4-甲基-正戊基、1，1-二甲基-正丁基、1，2-二甲基-正丁基、1，3-二甲基-正丁基、2，2-二甲基-正丁基、2，3-二甲基-正丁基、3，3-二甲基-正丁基、1-乙基-正丁基、2-乙基-正丁基、1，1，2-三甲基-正丙基、1，2，2-三甲基-正丙基、1-乙基-1-甲基-正丙基、1-乙基-2-甲基-正丙基、环己基、1，4-二甲基-环己基、1-甲基-环戊基、2-甲基-环戊基、3-甲基-环戊基、1-乙基-环丁基、2-乙基-环丁基、3-甲基-环丁基、1，2-二甲基-环丁基、1，3-二甲基-环丁基、2，2-二甲基-环丁基、2，3-二甲基-环丁基、2，4-二甲基-环丁基、3，3-二甲基-环丁基、1-正丙基-环丙基、2-正丙基-环丙基、1-异丙基-环丙基、2-异丙基-环丙基、1，2，2-三甲基-环丙基、1，2，3-三甲基-环丙基、2，2，3-三甲基-环丙基、1-乙基-2-甲基-环丙基、2-乙基-1-甲基-环丙基、2-乙基-2-甲基-环丙基和2-乙基-3甲基-环丙基。
可用于R2的烯基的具体实例包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基-1-乙烯基、1-丁烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-甲基-1-丙烯基、2-甲基-2-丙烯基、1-乙基-乙烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-甲基-2-丙烯基、1-戊烯基、2-戊烯基、3-戊烯基、4-戊烯基、1-正丙基-乙烯基、1-甲基-1-丁烯基、1-甲基-2丁烯基、1-甲基-3-丁烯基、2-乙基-2-丙烯基、2-甲基-1-丁烯基、2-甲基-2-丁烯基、2-甲基-3-丁烯基、3-甲基-1-丁烯基、3-甲基-2-丁烯基、3-甲基-3-丁烯基、1,1-二甲基-2-丙烯基、1-异丙基-乙烯基、1,2-二甲基-1-丙烯基、1,2-二甲基-2-丙烯基、1-环戊烯基、2-环戊烯基、3-环戊烯基、1-己烯、2-己烯、3-己烯、4-己烯、5-己烯、1-甲基-1-戊烯基、1-甲基-2-戊烯基、1-甲基-3-戊烯基、1-甲基-4-戊烯基、1-正丁基-戊烯基、2-甲基-1-戊烯基、2-甲基-2-戊烯基、2-甲基-3-戊烯基、2-甲基-4-戊烯基、2-正丙基-2-丙烯基、3-甲基-1-戊烯基、3-甲基-2-戊烯基、3-甲基-3-戊烯基、3-甲基-4-戊烯基、3-乙基-3-丁烯基、4-甲基-1-戊烯基、4-甲基-2-戊烯基、4-甲基-3-戊烯基、4-甲基-4-戊烯基、1,1-二甲基-2-丁烯基、1,1-二甲基-3-丁烯基、1,2-二甲基-1-丁烯基、1,2-二甲基-2-丁烯基、1,2-二甲基-3-丁烯基、1-甲基-2-乙基-2-丙烯基、1-仲丁基-乙烯基、1,3-二甲基-1-丁烯基、1,3-二甲基-2-丁烯基、1,3-二甲基-3-丁烯基、1-异丁基-乙烯基、2,2-二甲基-3-丁烯基、2,3-二甲基-1-丁烯基、2,3-二甲基-2-丁烯基、2,3-二甲基-3-丁烯基、2-异丙基-2-丙烯基、3,3-二甲基-1-丁烯基、1-乙基-1-丁烯基、1-乙基-2-丁烯基、1-乙基-3-丁烯基、1-正丙基-1-丙烯基、1-正丙基-2-丙烯基、2-乙基-1-丁烯基、2-乙基-2-丁烯基、2-乙基-3-丁烯基、1,1,2-三甲基-2-丙烯基、1-叔丁基-乙烯基、1-甲基-1-乙基-2-丙烯基、1-乙基-2-甲基-1-丙烯基、1-乙基-2-甲基-2-丙烯基、1-异丙基-1-丙烯基、1-异丙基-2-丙烯基、1-甲基-2-环戊烯基、1-甲基-3-环戊烯基、2-甲基-1-环戊烯基、2-甲基-2-环戊烯基、2-甲基-3-环戊烯基、2-甲基-4-环戊烯基、2-甲基-5-环戊烯基、2-亚甲基-环戊烯基、3-甲基-1-环戊烯基、3-甲基-2-环戊烯基、3-甲基-3-环戊烯基、3-甲基-4-环戊烯基、3-甲基-5-环戊烯基、3-亚甲基-环戊烯基、1-环己烯基、2-环己烯基和3-环己烯基。
可用于R2的炔基的具体实例包括乙炔基、1-丙炔基、2-丙炔基、1-丁炔基、2-丁炔基、3-丁炔基、1-甲基-2-丙炔基、1-戊炔基、2-戊炔基、3-戊炔基、4-戊炔基、1-甲基-2-丁炔基、1-甲基-3-丁炔基、2-甲基-3-丁炔基、3-甲基-1-丁炔基、1,1-二甲基-2-丙炔基、2-乙基-2-丙炔基、1-己炔基、2-己炔基、3-己炔基、4-己炔基、5-己炔基、1-甲基-2-戊炔基、1-甲基-3-戊炔基、1-甲基-4-戊炔基、2-甲基-3-戊炔基、2-甲基-4-戊炔基、3-甲基-1-戊炔基、3-甲基-4-戊炔基、4-甲基-1-戊炔基、4-甲基-2-戊炔基、1,1-二甲基-2-丁炔基、1,1-二甲基-3-丁炔基、1,2-二甲基-3-丁炔基、2,2-二甲基-3-丁炔基、3,3-二甲基-1-丁炔基、1-乙基-2-丁炔基、1-乙基-3-丁炔基、1-正丙基-2-丙炔基、2-乙基-3-丁炔基、1-甲基-1-乙基-2-丙炔基和1-异丙基-2-丙炔基。
可用于R2的烷基碳酰基的具体实例包括甲基碳酰基、乙基碳酰基、正丙基碳酰基、异丙基碳酰基、环丙基碳酰基、正丁基碳酰基、异丁基碳酰基、仲丁基碳酰基、叔丁基碳酰基、环丁基碳酰基、1-甲基-环丙基碳酰基、2-甲基-环丙基碳酰基、正戊基碳酰基、1-甲基-正丁基碳酰基、2-甲基-正丁基碳酰基、3-甲基-正丁基碳酰基、1,1-二甲基-正丙基碳酰基、1,2-二甲基-正丙基碳酰基、2,2-二甲基-正丙基碳酰基、1-乙基-正丙基碳酰基、环戊基碳酰基、1-甲基-环丁基碳酰基、2-甲基-环丁基碳酰基、3-甲基-环丁基碳酰基、1,2-二甲基-环丙基碳酰基、2,3-二甲基-环丙基碳酰基、1-乙基-环丙基碳酰基、2-乙基-环丙基碳酰基、正己基碳酰基、1-甲基-正戊基碳酰基、2-甲基-正戊基碳酰基、3-甲基-正戊基碳酰基、4-甲基-正戊基碳酰基、1,1-二甲基-正丁基碳酰基、1,2-二甲基-正丁基碳酰基、1,3-二甲基-正丁基碳酰基、2,2-二甲基-正丁基碳酰基、2,3-二甲基-正丁基碳酰基、3,3-二甲基-正丁基碳酰基、1-乙基-正丁基碳酰基、2-乙基-正丁基碳酰基、1,1,2-三甲基-正丙基碳酰基、1,2,2-三甲基-正丙基碳酰基、1-乙基-1-甲基-正丙基碳酰基、1-乙基-2-甲基-正丙基碳酰基、环己基碳酰基、1-甲基-环戊基碳酰基、2-甲基-环戊基碳酰基、3-甲基-环戊基碳酰基、1-乙基-环丁基碳酰基、2-乙基-环丁基碳酰基、3-乙基-环丁基碳酰基、1,2-二甲基-环丁基碳酰基、1,3-二甲基-环丁基碳酰基、2,2-二甲基-环丁基碳酰基、2,3-二甲基-环丁基碳酰基、2,4-二甲基-环丁基碳酰基、3,3-二甲基-环丁基碳酰基、1-正丙基-环丙基碳酰基、2-正丙基-环丙基碳酰基、1-异丙基-环丙基碳酰基、2-异丙基-环丙基碳酰基、1,2,2-三甲基-环丙基碳酰基、1,2,3-三甲基-环丙基碳酰基、2,2,3-三甲基-环丙基碳酰基、1-乙基-2-甲基-环丙基碳酰基、2-乙基-1-甲基-环丙基碳酰基、2-乙基-2-甲基-环丙基碳酰基和2-乙基-3-甲基-环丙基碳酰基。
可用于R2的烷基碳酰基氨基的具体实例可包括甲基碳酰基氨基、乙基碳酰基氨基、正丙基碳酰基氨基、异丙基碳酰基氨基、环丙基碳酰基氨基、正丁基碳酰基氨基、异丁基碳酰基氨基、仲丁基碳酰基氨基、叔丁基碳酰基氨基、环丁基碳酰基氨基、1-甲基-环丙基碳酰基氨基、2-甲基-环丙基碳酰基氨基、正戊基碳酰基氨基、1-甲基-正丁基碳酰基氨基、2-甲基-正丁基碳酰基氨基、3-甲基-正丁基碳酰基氨基、1,1-二甲基-正丙基碳酰基氨基、1,2-二甲基-正丙基碳酰基氨基、2,2-二甲基-正丙基碳酰基氨基、1-乙基-正丙基碳酰基氨基、环戊基碳酰基氨基、1-甲基-环丁基碳酰基氨基、2-甲基-环丁基碳酰基氨基、3-甲基-环丁基碳酰基氨基、1,2-二甲基-环丙基碳酰基氨基、2,3-二甲基-环丙基碳酰基氨基、1-乙基-环丙基碳酰基氨基、2-乙基-环丙基碳酰基氨基、正己基碳酰基氨基、1-甲基-正戊基碳酰基氨基、2-甲基-正戊基碳酰基氨基、3-甲基-正戊基碳酰基氨基、4-甲基-正戊基碳酰基氨基、1,1-二甲基-正丁基碳酰基氨基、1,2-二甲基-正丁基碳酰基氨基、1,3-二甲基-正丁基碳酰基氨基、2,2-二甲基-正丁基碳酰基氨基、2,3-二甲基-正丁基碳酰基氨基、3,3-二甲基-正丁基碳酰基氨基、1-乙基-正丁基碳酰基氨基、2-乙基-正丁基碳酰基氨基、1,1,2-三甲基-正丙基碳酰基氨基、1,2,2-三甲基-正丙基碳酰基氨基、1-乙基-1-甲基-正丙基碳酰基氨基、1-乙基-2-甲基-正丙基碳酰基氨基、环己基碳酰基氨基、1-甲基-环戊基碳酰基氨基、2-甲基-环戊基碳酰基氨基、3-甲基-环戊基碳酰基氨基、1-乙基-环丁基碳酰基氨基、2-乙基-环丁基碳酰基氨基、3-乙基-环丁基碳酰基氨基、1,2-二甲基-环丁基碳酰基氨基、1,3-二甲基-环丁基碳酰基氨基、2,2-二甲基-环丁基碳酰基氨基、2,3-二甲基-环丁基碳酰基氨基、2,4-二甲基-环丁基碳酰基氨基、3,3-二甲基-环丁基碳酰基氨基、1-正丙基-环丙基碳酰基氨基、2-正丙基-环丙基碳酰基氨基、1-异丙基-环丙基碳酰基氨基、2-异丙基-环丙基碳酰基氨基、1,2,2-三甲基-环丙基碳酰基氨基、1,2,3-三甲基-环丙基碳酰基氨基、2,2,3-三甲基-环丙基碳酰基氨基、1-乙基-2-甲基-环丙基碳酰基氨基、2-乙基-1-甲基-环丙基碳酰基氨基、2-乙基-2-甲基-环丙基碳酰基氨基和2-乙基-3-甲基-环丙基碳酰基氨基。
可用于R2的烷氧基烷基的具体实例包括甲氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基甲基、丙氧基丙基、丙氧基甲基、叔丁氧基-叔丁基和甲基-叔丁基。
可用于R2的烷基氨基的具体实例包括甲基氨基、乙基氨基、正丙基氨基、异丙基氨基、环丙基氨基、正丁基氨基、异丁基氨基、仲丁基氨基、叔丁基氨基、环丁基氨基、1-甲基-环丙基氨基、2-甲基-环丙基氨基、正戊基氨基、1-甲基-正丁基氨基、2-甲基-正丁基氨基、3-甲基-正丁基氨基和1,1-二甲基-正丙基氨基。
可用于R2的烷基二氨基的具体实例包括甲基二氨基、乙基二氨基、正丙基二氨基、异丙基二氨基、环丙基二氨基、正丁基二氨基、异丁基二氨基、仲丁基二氨基、叔丁基二氨基、环丁基二氨基、1-甲基-环丙基二氨基、2-甲基-环丙基二氨基、正戊基二氨基、1-甲基-正丁基二氨基、2-甲基-正丁基二氨基、3-甲基-正丁基二氨基和1,1-二甲基-正丙基二氨基。
在浮置交联剂为甘脲醚(polyglycidil ether)的实施例中，浮置交联剂具有以下结构：
其中，m表示2至6的整数，R2表示(类似于上面参照聚醚多元醇描述的基团)具有1至10个碳原子的烷基、具有2至6个原子的链烯基、具有2至10个碳原子的炔基、具有2至10个碳原子的烷基碳酰基、具有2至10个碳原子的烷基碳酰基氨基、具有2至10个碳原子的烷氧基烷基、具有1至10个碳原子的烷基氨基、具有1至10个碳原子的烷基二氨基或它们的组合；具有直线、分支或环状的结构；并且是根据聚氧化烯基的数量m能够具有2至6价的有机基团。
在浮置交联剂为乙烯醚的实施例中，浮置交联剂具有以下结构：
R-(X-O-CH＝CH2)n
其中，n在1至6的范围内，R是芳基或烷基，X是烷基、烷氧基、羧基或它们的组合。
在浮置交联剂为乙烯醚的特定实施例中，浮置交联剂具有以下结构中的一种：
在浮置交联剂为甘脲的实施例中，浮置交联剂可以为甲基化的甘脲，诸如甲氧基甲基化的甘脲。在浮置交联剂为甲氧基甲基化的甘脲的特定实施例中，浮置交联剂具有以下结构：
在浮置交联剂为三氮烯的实施例中，浮置交联剂可以为三氮烯，诸如3,3-二甲基-1-亚苯基三氮烯、包含3,3-二甲基-1-亚苯基三氮烯的芳基或双(三氮烯)。在特定实施例中，三氮烯的浮置交联剂具有以下结构：
在一个实施例中，浮置交联剂还包括取代的氟原子，其结合到浮置交联剂的结构中。在特定实施例中，氟原子可以结合到交联结构中，其中一个或多个氟原子例如取代浮置交联剂结构内的烷基内的氢原子。
可选地，氟原子可以是烷基氟基的一部分，其取代到浮置交联剂的结构中。作为特定实例，氟原子可以结合到具有以下结构中的一种的烷基氟基中：
然而，可以可选地使用任何适当数量的碳原子和氟原子。
此外，本领域技术人员应该意识到，上面列出的关于可用于浮置交联剂的结构和基团的具体实例仅仅是示意性的而不是列出用于形成浮置交联剂的所有可能的结构或基团。可以使用任何适当的可选结构和任何适当的可选基团来形成浮置交联剂。所有这些结构和基团均包括在实施例的范围内。
BARC层105的各种成分可以被置于BARC溶剂中以帮助混合和放置BARC层105。为了帮助混合和放置BARC层105，至少部分地基于为BARC层105的聚合物树脂以及催化剂所选择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、催化剂和浮置交联剂可以均匀地溶解到BARC溶剂中并且散布到衬底101和鳍103上。
在一个实施例中，BARC溶剂可以为有机溶剂，并且可以包括任何适当的溶剂，诸如酮类、酒精、多元醇、醚、乙二醇醚、环醚、芳族烃、酯类、丙酸盐、乳酸盐、乳酸酯、亚烷基二醇单烷基醚、烷基乳酸酯、烷基烷氧基丙酸盐、环内酯、包含环的一元酮化合物、碳酸亚烃酯、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、二甘醇、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(4-hydroxy-4-methyl-2-pentatone)、四氢呋喃、甲乙酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇乙酸酯、乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇甲基乙醚、乙二醇单乙基醚、醋酸甲氧乙酯、醋酸甲氧乙酯、二乙二醇、二乙二醇乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、乙基2-羟基丙酸盐、甲基2-羟基-2-丙酸甲酯、乙基2-羟基-2-丙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙基羟基醋酸盐、甲基2-羟基-2-甲基丁酸、甲基3-甲氧基丙酸甲酯、乙基3-甲氧基丙酸甲酯、甲基3-乙氧基丙酸酯、乙基3-乙氧基丙酸酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、乳酸甲酯和乳酸乙酯、丙二醇、丙二醇乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇单甲醚丙酸酯、丙二醇甲醚醋酸盐、丙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、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、乙基3-乙氧基丙酸酯、甲基3-甲氧基丙酸甲酯、甲基3-乙氧基丙酸酯和乙基3-甲氧基丙酸甲酯、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-甲基环己酮、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、丙烯碳酸酯、碳酸亚乙烯、碳酸次乙酯和碳酸亚丁酯、醋酸盐-2-甲氧乙基、醋酸盐-2-乙氧基乙基、醋酸盐-2-(2-乙氧基乙氧基)乙基、醋酸盐-3-甲氧基-3-甲基丁基、醋酸盐-1-甲氧基-2-丙基、二丙二醇、单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单苯醚、二丙二醇乙酸酯、二氧六环、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、甲基甲氧基丙酸甲酯、乙基乙氧基丙酸酯、n-甲基吡咯烷酮(NMP)、2-甲氧基乙基醚(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、甲基丙酸盐、乙基丙酸盐和乙基乙氧基丙酸盐、甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、二氧化碳、环戊酮、环己酮、乙基3-乙氧基丙酸盐、乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、甲氧基乙醇、醋酸丁酯和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、二甲亚砜、苄基乙基醚、二己醚、丙酮基丙酮、异佛乐酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸次乙酯、碳酸丙烯、乙酸苯氧基乙醇等。
然而，本领域技术人员应该意识到，上面列出和描述的材料(可用于BARC层105的溶剂成分的材料实例)仅仅是示例性的而不用于限制实施例。此外，可以可选地使用可溶解聚合物树脂、催化剂和浮置交联层的任何适当的材料来帮助混合和涂覆BARC层105。所有这些材料均包括在实施例的范围内。
此外，如果需要的话，可以将其他成分添加到BARC层105的材料中。例如，在一个实施例中，可以可选地使用染料单体、表面流平剂、粘合促进剂、消泡剂等。任何适当的添加剂均可以添加到BARC层105的材料中，并且所有这些添加剂均包括在实施例的范围内。
在一个实施例中，聚合物树脂、催化剂和浮置交联剂与任何期望的添加剂或其他作用剂一起被添加到BARC溶剂中，以形成BARC层105的材料。一旦被添加，就进行混合以在BARC层105的材料中实现均匀和恒定的组成，从而确保不存在由于BARC层105的材料的不均匀混合或不恒定组成所引起的缺陷。一旦被混合到一起，就可以在使用之前储存BARC层105的材料或者立即使用BARC层105的材料。
在其原始混合形式下，BARC层105的材料可包括恒定的成分组成，其中聚合物树脂的浓度介于大约0.1％至大约60％之间，催化剂的浓度介于大约0.01％至大约10％，以及浮置交联剂的浓度介于大约0.01％至大约30％。然而，这些浓度是示意性的，可以使用BARC层105的材料的各种成分的任何适当的组合，并且所有这些组合均包括在实施例的范围内。
一旦制备了BARC层105的材料，就可以通过首先将BARC层105的材料涂覆在衬底101和鳍103上来使用BARC层105的材料。BARC层105的材料可被施加至衬底101和鳍103，使得BARC层105的材料涂覆衬底101和鳍103的露出的上表面，并且可以使用诸如旋涂工艺、浸涂法、气刀涂覆法、淋涂法、拉丝锭法、凹面涂布法、层压法、挤压涂覆法、它们的组合等的工艺进行涂覆。在一个实施例中，可以首先施加BARC层105的材料，使得其具有恒定的浓度并且在鳍103的顶部上方具有大约10nm至大约1000nm的厚度(诸如大约100nm)。
图2示出了沿着BARC层105的顶面形成浮置区域201的浮置交联剂。在一个实施例中，随着BARC层105被涂覆，浮置交联剂(例如在旋涂工艺的过程中)移动到BARC层105的顶部。由于添加氟原子使得浮置交联剂具有高表面能量，所以引发了这种移动。高表面能量，加上BARC层105内的氟原子和其他原子之间的低相互作用会引发浮置交联剂向BARC层105的顶面的移动。
在一个实施例中，随着浮置区域201的形成，浮置区域201中的浮置交联剂的浓度将大于BARC层105的其余部分中交联剂的浓度，诸如浓度在大约0.01％至大约10％之间，诸如大约2％，而BARC层105的其余部分(浮置区域201外)中的交联剂的浓度不大于约5％。此外，浮置区域201的厚度T1将小于BARC层105的整体厚度的大约50％，诸如在大约至大约之间，诸如大约然而，这些尺寸和浓度都可以变化且它们只是示意性的，并且可以通过与本文列出的不同的适当浓度得到任何效果。
图3示出了BARC层105的预烘烤(通过标记为301的波形线在图3中示出)，包括烘烤本身及其最终的结果。在一个实施例中，一旦BARC层105被涂覆至衬底101和鳍103，就执行BARC层105的预烘烤301，以在涂覆光刻胶401之前固化和干燥BARC层105。BARC层105的固化和干燥去除了BARC溶剂成分的一部分，但是留下了聚合物树脂、催化剂和交联剂以及其他添加剂。在一个实施例中，预烘烤301可以在适合于蒸发BARC溶剂的温度下进行，诸如在大约40℃至400℃之间(诸如在100℃至150℃之间)，但是精确的温度取决于BARC层105所选的材料。以充分的时间执行预烘烤301以固化和干燥BARC层105，诸如在大约10秒至大约5分钟之间，诸如大约90秒。此外，预烘烤会使得浮置交联剂与聚合物树脂发生反应并开始将聚合物树脂的各种聚合物结合和交联成较大分子的聚合物。
然而，本领域技术人员应该意识到，上面的固化工艺(执行热烘烤以固化BARC层105)仅仅是可用于固化BARC层105并引发交联反应的示意性工艺，而不用于限制实施例。此外，可以可选地使用任何适当的固化工艺，诸如，将BARC层105暴露给能量源(例如，波长在大约10nm和大约1000nm之间的光刻曝光)、照射BARC层105以固化BARC层105或者甚至电固化BARC层105等。所有这些固化工艺均包括在实施例的范围内。
当BARC层105的材料的所有成分在整个BARC层105中均具有恒定的浓度时，在溶剂蒸发和交联发生的预烘烤301期间，会发生填充鳍103之间的间隙的一系列问题。具体地，由于溶剂在BARC层105的表面处蒸发，所以剩余成分的浓度将增加，导致交联反应的速度快于BARC层105的剩余部分(诸如鳍103之间)内的速度。如此，会由于BARC层105的顶部与BARC层105的剩余部分之间的这种不均匀反应而在BARC层105内形成空隙。
此外，交联反应本身会引起空隙的形成。具体地，在聚合物树脂的聚合物相互结合的同时，交联反应将产生许多反应副产物。这些反应副产物会在预烘烤301期间蒸发和脱气，使得在整个BARC层105中的交联聚合物之间形成空隙。
一旦成熟，聚合物的交联也会引起收缩的发生。具体地，随着聚合物相互交联，BARC层105的交联密度将上升，导致BARC层105的总体积变小。这种变小的体积将沿着涂有BARC层105的表面(例如衬底101和鳍103)生成应力。这些应力会远离表面结构牵拉BARC层105，并使得空隙形成为与诸如鳍103的表面相邻。
此外，交联反应也会将聚合物树脂变得更加疏水。这种变化将减小BARC层105与衬底101之间的粘合性。如果这种粘合性的降低的程度较大，则会引起BARC层105与衬底101之间的分层和剥离，从而在进一步的处理期间会严重影响BARC层105的性能。
最后，发生所有上述性能，而在BARC层105内形成空隙并剥离，交联反应和去除溶剂的组合也将用于硬化和固化BARC层105内的材料。这种硬化将防止材料流入空隙或剥离，防止BARC层105的材料修正空隙和剥离。
然而，通过包括浮置交联剂和形成浮置区域201，浮置交联剂将沿着BARC层105的顶面定位。如此，交联反应将主要发生在浮置区域201内，而BARC层105的没有位于浮置区域201内的剩余部分具有很少的交联反应，因此发生较少的聚合物交联。
如此，交联反应将主要发生在BARC层105的顶面上方，从而针对光刻胶401(随后将被涂覆)提供了期望的保护并且提供了期望的抗反射特性。然而，将减少BARC层105内其他部分的交联反应，使得通过过量交联所引起的后续问题减少。具体地，在浮置区域201外部不会发生显著的膜收缩，并且不会在浮置区域201外产生过多的交联反应副产物脱气，从而避免了空隙的形成。此外，通过沿着BARC层105和衬底101的界面避免交联反应，BARC层105的亲水性将保持不变，使得粘合性不变并且避免或减少了BARC层105与衬底101之间的粘合问题。最后，由于BARC层105的剩余部分具有较少的交联聚合物，所以BARC层105将仍然能够在发生交联反应期间流动，从而在完成预烘烤301之前填充在交联反应早期形成的一些空隙。
然而，使用浮置交联剂不是可用于形成浮置区域201的唯一方法或材料。此外，可以可选地使用交联反应所涉及的，可被引入浮置到BARC层105的顶面并形成浮置区域201的任何适当的材料。所有这些材料和方法均包括在实施例的范围内。
例如，代替使用浮置交联剂，在一个可选实施例中，可以使用浮置聚合物树脂来代替浮置交联剂。在该实施例中，浮置聚合物树脂可包括上面参照图1描述的聚合物树脂，但是其中氟原子已经被取代到结构中。例如，在浮置聚合物树脂包括烷基的实施例中，在聚合物的一个或多个烷基内，可以用氟原子取代氢原子。
在另一个实施例中，氟原子可以是氟烷基的一部分，其被取代到聚合物树脂的聚合物中。作为特定实例，氟原子可结合到氟烷基中，诸如上面参照浮置交联剂所讨论的氟烷基(例如，CF3、C2F5、C3F7等)。在聚合物树脂包括烷基的实施例中，氟烷基可以取代到聚合物树脂中，以通过用氟烷基替代一个烷基来形成浮置聚合物树脂。
在该实施例中，代替上面参照图1所描述的浮置交联剂，交联剂可以类似于上面针对浮置交联剂所描述的交联剂(不添加氟原子)。可选地，交联剂可以为基于三聚氰胺的剂、基于尿素的剂、基于亚乙基脲的剂、基于丙脲的剂、基于甘脲的剂、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、醚化氨基树脂、它们的组合等。
可用作交联剂的材料的具体实例包括三聚氰胺、甲基胍胺、苯代三聚氰胺、尿素、亚乙基脲或具有甲醛的甘脲、具有甲醛和低级醇的组合物的甘脲、六甲氧基甲基三聚氰胺、二甲氧基甲脲、二甲氧基甲基二甲氧基乙二醇尿素、四甲氧基甲基甘脲和四丁氧基甲基甘脲、单、二、三和/或四-羟基甲基化甘脲、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、以及单、二、三和/或四-丁氧基甲基化甘脲、2,3-二羟基-5-羟基甲基降莰烷、2-羟基-5,6-双(羟基甲基)降莰烷、环己烷二甲醇、3,4,8(或9)-三羟基三环癸烷、2-甲基-2-金刚醇、1,4-二氧六环-2,3-二醇和1,3,5-三羟基环己烷、四甲氧甲基甘脲、甲基丙基四甲氧甲基甘脲和甲基苯基四甲氧基甲基甘脲、2,6-双(羟基甲基)对甲酚、N-甲氧基甲基-或N-丁氧基甲基-三聚氰胺。此外，通过以下步骤来获得化合物：使甲醛或者甲醛和低级醇与包含氨基的化合物(诸如三聚氰胺、甲基胍胺、苯代三聚氰胺、尿素、亚乙基脲和甘脲)发生反应并用羟基甲基或低烷氧基甲基取代氨基的氢原子，实例为六甲氧基甲基三聚氰胺、二甲氧基甲基尿素、二甲氧基甲基二甲氧基乙二醇尿素、四甲氧甲基甘脲和四丁氧基甲基甘脲、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸盐和甲基丙烯酸的共聚物、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸盐和环己基甲基丙烯酸盐和甲基丙烯酸的共聚物、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸盐和苯甲基甲基丙烯酸盐和甲基丙烯酸的共聚物、双酚A-二(3-氯-2-羟丙基)醚、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-乙酸基-2-羟丙基)醚、酚醛树脂的聚(3-乙酸基-2-羟丙基)醚、季戊四醇四(3-乙酸基-2-羟丙基)醚、季戊四醇聚(3-氯乙酸基-2-羟丙基)醚、三羟甲基甲烷三(3-乙酸基-2-羟丙基)醚、它们的组合等。
在使用浮置聚合物树脂来代替浮置交联剂的实施例中，浮置聚合物树脂可在BARC层105的材料内的初始浓度介于大约0.1％至大约60％，而交联剂的初始浓度可介于大约0.01％至大约30％。可如上面参照图1描述(例如旋涂工艺)来散布BARC层105的材料，使得BARC层105在其被散布时，最初具有恒定的浓度。
然而，类似于上面参照图2描述的实施例，在散布期间，一旦被散布，添加了氟原子的浮置聚合物树脂将上升到BARC层105的顶部，形成浮置区域201(参见图2)。通过位于BARC层105顶部的浮置区域201，预烘烤工艺将引发主要位于浮置区域201中的交联反应，并且将减少浮置区域201外的任何交联反应。通过与BARC层105的顶面邻近地执行交联反应，可以减少或消除由空隙和分层所引起的缺陷。
在又一实施例中，代替使用浮置交联剂或浮置聚合物，可以使用浮置催化剂来形成浮置区域201。在该实施例中，浮置催化剂可以包括上面参照图1描述的trifluoroia催化剂，但是其中氟原子已经被取代到结构中。例如，在浮置催化剂包括烷基的实施例中，氟原子可以取代催化剂的一个或多个烷基内的氢原子。
在另一实施例中，氟原子可以是取代到催化剂中的氟烷基的一部分。作为具体实例，氟原子可以结合到氟烷基中，诸如上面参照浮置交联剂讨论的氟烷基(例如CF3、C2F5、C3F7等)。在催化剂包括烷基的实施例中，氟烷基可以取代到催化剂中，以通过用氟烷基取代烷基来形成浮置催化剂。
在特定实施例中，氟原子或氟烷基可以取代到诸如以下结构的催化剂中：
在使用浮置催化剂代替浮置交联剂或浮置聚合物树脂的实施例中，浮置催化剂在BARC层105的材料内的初始浓度可介于大约0.01％至大约10％。可以如上面参照图1描述来散布BARC层105的材料(例如旋涂工艺)，使得BARC层105的材料在其被散布时最初具有恒定的浓度。
然而，类似于上面参照图2描述的实施例，在散布工艺期间，一旦被散布，添加了氟原子的浮置催化剂将上升到BARC层105的顶部，形成浮置区域201(参见图2)。通过位于BARC层105顶部的浮置区域201，预烘烤工艺会引发仅位于浮置区域201中的交联反应，而减少或消除浮置区域201之外的任何交联反应，从而消除或减少空隙或分层问题。
图4A和图4B示出了在BARC层105上方的光刻胶401的涂覆、曝光和显影。在一个实施例中，光刻胶401在光刻胶溶剂中包括光刻胶聚合物树脂以及一种或多种光敏化合物(PAC)。在一个实施例中，光刻胶聚合物树脂可包括碳氢化合物结构(诸如脂环烃结构)，该碳氢化合物结构包含当其与通过PAC(稍后将进行描述)所生成的酸、碱或自由基混合时，分解或反应的一个或多个基团(例如，酸不稳定基团)。在一个实施例中，碳氢化合物结构包括重复单元，该重复单元形成光刻胶聚合物树脂的骨架骨干。该重复单元可包括丙烯酸酯、异丁烯酸酯、巴豆酯、乙烯酯类、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。
可用于碳氢化合物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-丙烯酸乙基己酯、乙酰氧基乙基丙烯酸酯、苯基丙烯酸酯、2-丙烯酸羟乙酯、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)丙烯酸乙酯、丙烯酸环己酯、苯甲基丙烯酸酯、2-烷基-2-金刚烷(甲基)丙烯酸酯或二烷基(1-金刚烷)甲基(甲基)丙烯酸酯、甲基甲基丙烯酸盐、乙基甲基丙烯酸盐、正丙基甲基丙烯酸盐、异丙基甲基丙烯酸盐、正丁基甲基丙烯酸盐、异丁基甲基丙烯酸盐、叔丁基甲基丙烯酸盐、正己基甲基丙烯酸盐、2-乙基己基甲基丙烯酸盐、乙酰氧基乙基甲基丙烯酸盐、苯基甲基丙烯酸盐、2-羟乙基甲基丙烯酸盐、2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯、2-乙氧基乙基甲基丙烯酸盐、2-(2-甲氧基乙氧基)乙基甲基丙烯酸盐、环己基甲基丙烯酸盐、苯甲基甲基丙烯酸盐、3氯-2-羟丙基甲基丙烯酸盐、3-乙酸基-2-羟丙基甲基丙烯酸盐、3-氯乙酸基-2-羟丙基甲基丙烯酸盐、巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等。乙烯酯类的实例包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙烯基丁酸、甲氧基醋酸乙烯、乙烯基苯甲酸、马来酸二甲基酯、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、苯甲基丙烯酰胺、异丁烯酰胺、甲基异丁烯酰胺、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、叔丁基甲基丙烯酰胺、环己基异丁烯酰胺、2-甲氧基乙基甲基丙烯酰胺、二甲基异丁烯酰胺、二乙基甲基丙烯酰胺、苯基甲基丙烯酰胺、苯甲基异丁烯酰胺、甲基乙烯基醚、丁基乙烯基醚、己基乙烯醚、甲氧基乙基乙烯基醚、二甲氨基乙基乙烯基醚等。苯乙烯的实例包括苯乙烯、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、乙酸基苯乙烯、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、乙烯吡咯烷酮、乙烯基咔唑、它们的组合等。
在一个实施例中，碳氢化合物结构的重复单元还可以具有取代入其中的单环或多环碳氢化合物结构，或者单环或多环碳氢化合物结构可以为重复单元，以形成脂环烃结构。可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。可使用的多环结构的具体实例包括金刚烷、降莰烷、异莰烷、三环癸烷、四环十二烷等。
将分解的基团或已知为离去基团或者在PAC为光产酸剂的实施例中酸不稳定基团附接至碳氢化合物结构，使其在曝光期间与PAC所生成的酸/碱/自由基反应。在一个实施例中，将分解的基团可以为羧酸基团、含氟醇基团、酚醇基团、磺酸基团、磺酰胺基团、磺酰亚胺基团、(烷基磺酰基)(烷基碳酰基)亚甲基基团、(烷基磺酰基)(烷基碳酰基)亚氨基团、双(烷基碳酰基)亚甲基基团、双(烷基碳酰基)亚氨基团、双(烷基磺酰基)亚甲基基团、双(烷基磺酰基)亚氨基团、三(烷基碳酰基)亚甲基基团、三(烷基磺酰基)亚甲基基团、它们的组合等。可用于含氟醇基团的具体基团包括含氟羟烷基，诸如六氟异丙醇基。可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。
在一个实施例中，光刻胶聚合物树脂还可以包括附接至碳氢化合物结构的其他基团，帮助改进可聚合树脂的各种特性。例如，在碳氢化合物结构中包括内酯基团帮助在光刻胶401显影之后，减少线边缘粗糙度，从而帮助减少显影期间发生的缺陷数量。在一个实施例中，内酯基团可包括具有5元至7元的环，但是任何适当的内酯结构都可以可选地用于内酯基团。
光刻胶聚合物树脂还可以包括可帮助增加光刻胶401与下面的结构(例如BARC层105)的粘合性的基团。在一个实施例中，极性基可用于帮助增加粘合性，并且在该实施例中可使用的极性基包括羟基、氰基等，但是可以可选地使用任何适当的极性基。
任选地，光刻胶聚合物树脂可进一步包括一个或多个脂环烃结构，其不包含将分解的基团。在一个实施例中，不包含将分解的基团的碳氢化合物结构可包括诸如1-金刚烷(甲基)丙烯酸脂、三环葵基(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还包括一个或多个PAC。PAC可以是诸如光产酸剂、光产碱剂、自由基发生剂等的光敏化合物，并且PAC可以为正性作用或负性作用。在PAC为光产酸剂的实施例中，PAC可以包括卤代三嗪、鎓盐、重氮盐、芳香重氮盐、磷盐、锍盐、碘鎓盐、酰亚胺磺酸盐、肟磺酸、重氮二砜、二砜、邻硝基苯甲基磺酸盐、磺酸酯、卤化磺酰氧基二甲酰亚胺、重氮二砜、α-氰基羟基胺磺酸盐、酰亚胺磺酸盐、酮偶氮砜、磺酰重氮酯、1,2-二(芳磺酰基)肼、硝基苄酯、均三嗪衍生物、它们的适当组合等。
可使用的光产酸剂的具体实例包括α-(三氟甲基磺酰氧基)-二环[2.2.1]七-5-烯-2,3-二碳酸-ximide(MDT)、N-羟基-萘(DDSN)、安息香甲苯磺酸酯、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、三芳基和二芳基碘六氟锑酸盐、六氟砷酸盐、三氟甲磺酸盐、全氟碘磺酸、N-樟脑磺酰羟基萘二甲酰亚氨、N-五氟苯磺酰羟基萘二甲酰亚氨、离子型碘磺酸盐(诸如二芳基碘(烷基或芳基)磺酸盐和双(2-叔丁苯基)碘鎓六氟磷酸盐)、全氟烷磺酸盐(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，苯基或苯甲基)三氟甲磺酸，诸如三苯基锍三氟甲磺酸或双(叔丁基苯基)錪鎓三氟甲磺酸；邻苯三酚衍生物(例如，邻苯三酚的甲磺酸酯)、羟基胺的三氟甲烷磺酸酯、α，α’-双磺酰-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为自由基发生剂的实施例中，PAC可包括n-苯基甘氨酸；芳族酮，诸如苯甲酮、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'-二甲氨基二苯甲酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、p,p'-双(二甲氨基)苯甲酮、p,p'-双(二甲氨基)-苯甲酮、蒽醌、2-乙基蒽醌、萘醌和菲醌；安息香，诸如安息香、安息香甲基醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香-正丁醚、安息香-苯基醚的安息香、甲基安息香和乙基安息香；苯甲基衍生物，诸如二苯甲基、苯甲基二硫二苯和苯甲基丙酮；吖啶衍生物，诸如9-苯基吖啶和1,7-对(9-吖啶基)庚烷；噻吨酮，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；苯乙酮，诸如1,1-二氯乙酰苯、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；2,4,5-三芳基咪唑二聚体，诸如2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯苯基)-4,5-二-(间甲氧基苯基咪唑二聚体、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻甲氧苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2-(对甲氧苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、2,4-二(对甲氧苯基)--5-苯基咪唑二聚体、2-(2,4-二甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚体和2-(对甲基巯基笨基)-4,5-二苯基咪唑二聚体、它们的适当组合等。
在PAC是光产碱剂的实施例中，PAC可以包括季铵二硫代氨基甲酸盐、α-氨基酮、包含分子的肟-氨基甲酸乙酯(诸如二苯并酮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)环状胺、它们的适当组合等。然而，本领域技术人员应该意识到，本文所列出的化学物仅仅是PAC的实例，而不用于将实施例限于具体描述的这些PAC。此外，可以可选地使用任何适当的PAC，并且所有这些PAC均包括的实施例的范围内。
光刻胶401的各个成分可以被置于光刻胶溶剂中，以帮助光刻胶401的混合和放置。为了帮助光刻胶401的混合和放置，至少部分地基于用于光刻胶聚合物树脂和PAC所选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和PAC可以均匀地分解到光刻胶溶剂中并且散布在BARC层105上。
在一个实施例中，光刻胶溶剂可以为有机溶剂，并且可以包括任何适当的溶剂，诸如酮类、酒精、多元醇、醚、乙二醇醚、环醚、芳族烃、酯类、丙酸盐、乳酸盐、乳酸酯、亚烷基二醇单烷基醚、烷基乳酸酯、烷基烷氧基丙酸盐、环内酯、包含环的一元酮化合物、碳酸亚烃酯、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、二甘醇、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。
可用作光刻胶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、甲乙酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇乙酸酯、乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇甲基乙醚、乙二醇单乙基醚、醋酸甲氧甲酯(methyl celluslve acetate)、醋酸甲氧乙酯(ethyl cellosolve acetate)、二乙二醇、二乙二醇乙酸酯、二乙二醇单甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、乙基2-羟基丙酸盐、甲基2-羟基-2-丙酸甲酯、乙基2-羟基-2-丙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙基羟基醋酸盐、甲基2-羟基-2-甲基丁酸、甲基3-甲氧基丙酸甲酯、乙基3-甲氧基丙酸甲酯、甲基3-乙氧基丙酸酯、乙基3-乙氧基丙酸酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、乳酸甲酯和乳酸乙酯、丙二醇、丙二醇乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇单乙醚丙酸酯、丙二醇甲醚醋酸盐、丙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、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、乙基3-乙氧基丙酸酯、甲基3-甲氧基丙酸甲酯、甲基3-乙氧基丙酸酯和乙基3-甲氧基丙酸甲酯、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、丙烯碳酸酯、碳酸亚乙烯、碳酸次乙酯和碳酸亚丁酯、醋酸盐-2-甲氧乙基、醋酸盐-2-乙氧基乙基、醋酸盐-2-(2-乙氧基乙氧基)乙基、醋酸盐-3-甲氧基-3-甲基丁基、醋酸盐-1-甲氧基-2-丙基、二丙二醇、单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单苯醚、二丙二醇乙酸酯、二氧六环、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、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-甲氧基乙基醚(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、甲基丙酸盐、乙基丙酸盐和乙基乙氧基丙酸盐、甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、二氧化碳、环戊酮、环己酮、乙基3-乙氧基丙酸盐、乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、甲氧基乙醇、醋酸丁酯和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、二甲亚砜、苄基乙基醚、二己醚、丙酮基丙酮、异佛乐酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸次乙酯、碳酸丙烯、乙酸苯氧基乙醇等。
然而，本领域技术人员应该意识到，上面列出和描述的可用于光刻胶401的光刻胶溶剂成分的材料实例的材料仅仅是示例性的而不用于限制实施例。此外，可以可选地使用可溶解光刻胶聚合物树脂和PAC的任何适当的材料来帮助混合和涂覆光刻胶401。所有这些材料均包括在实施例的范围内。
此外，虽然上述材料的每一种都可以用作光刻胶401的光刻胶溶剂，但在可选实施例中，可以使用一种以上的上述材料。例如，光刻胶溶剂可包括两种或更多种所描述材料的组合混合物。所有这些组合均包括在实施例的范围内。
任选地，光刻胶交联剂也可以添加至光刻胶401。在曝光之后，光刻胶交联剂与光刻胶401内的光刻胶聚合物树脂反应，帮助增加光刻胶的交联密度，这帮助改进光刻胶图案和对干蚀刻的抵抗。在一个实施例中，光刻胶交联剂可以为基于三聚氰胺的剂、基于尿素的剂、基于亚乙基脲的剂、基于丙脲的剂、基于甘脲的剂、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、醚化氨基树脂、它们的组合等。
可用作光刻胶交联剂的材料的具体实例包括三聚氰胺、甲基胍胺、苯代三聚氰胺、尿素、具有甲醛的亚乙基脲或甘脲、具有甲醛和低级醇的组合物的甘脲、六甲氧基甲基三聚氰胺、二甲氧基甲脲、二甲氧基甲基二甲氧基乙二醇尿素、四甲氧基甲基甘脲和四丁氧基甲基甘脲、单、二、三和/或四-羟基甲基化甘脲、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、以及单、二、三和/或四-丁氧基甲基化甘脲、2,3-二羟基-5-羟基甲基降莰烷、2-羟基-5,6-双(羟基甲基)降莰烷、环己烷二甲醇、3,4,8(或9)-三羟基三环癸烷、2-甲基-2-金刚醇、1,4-二氧六环-2,3-二醇和1,3,5-三羟基环己烷、四甲氧甲基甘脲、甲基丙基四甲氧甲基甘脲和甲基苯基四甲氧基甲基甘脲、2,6-双(羟基甲基)对甲酚、N-甲氧基甲基-或N-丁氧基甲基-三聚氰胺。此外，通过以下步骤来获得化合物：使甲醛或者甲醛和低级醇与包含氨基的化合物(诸如三聚氰胺、甲基胍胺、苯代三聚氰胺、尿素、亚乙基脲和甘脲)反应并用羟基甲基或低烷氧基甲基取代氨基的氢原子，实例为六甲氧基甲基三聚氰胺、二甲氧基甲基尿素、二甲氧基甲基二甲氧基乙二醇尿素、四甲氧甲基甘脲和四丁氧基甲基甘脲、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸盐和甲基丙烯酸的共聚物、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸盐和环己基甲基丙烯酸盐和甲基丙烯酸的共聚物、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸盐和苯甲基甲基丙烯酸盐和甲基丙烯酸的共聚物、双酚A-二(3-氯-2-羟丙基)醚、酚醛树脂的聚(3-氯代-2-hydroxypro-pyl)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-乙酸基-2-羟丙基)醚、酚醛树脂的聚(3-乙酸基-2-羟丙基)醚、季戊四醇四(3-乙酸基-2-羟丙基)醚、季戊四醇聚(3-氯代乙酸基-2-羟丙基)醚、三羟甲基甲烷三(3-乙酸基-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还可以包括多种其他添加剂来帮助光刻胶401获得更高的溶解度。例如，光刻胶401还可以包括表面活性剂来帮助改进光刻胶401涂覆在其所施加表面的能力。在一个实施例中，表面活性剂可包括非离子表面活性剂、具有含氟脂肪族的聚合物、包含至少一个氟原子和/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、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯。
可用作表面活性剂的材料的具体实例包括聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯油基醚、辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯壬基苯酚醚、去水山梨糖醇月桂酸酯、失水山梨醇单棕榈酸酯、失水山梨醇单硬脂酸酯、去水山梨糖醇单油酸酯、三油酸山梨坦、去水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯硬脂山梨坦、聚氧乙烯失水山梨醇油酸酯、聚氧乙烯去水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙烯乙二醇二月桂酸酯、聚乙烯乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯硬脂酰醚和聚氧乙烯鲸蜡基醚；含氟阳离子表面活性剂、含氟非离子型表面活性剂、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、聚氧乙烯鲸蜡基醚、它们的组合等。
可添加到光刻胶401的其他添加剂为淬火剂，其可用于抑制光刻胶内所生成的酸/碱/自由基的扩散，帮助光刻胶图案的结构以及改进光刻胶401随时间的稳定性。在一个实施例中，淬火剂为诸如第二低级脂肪胺、第三低级脂肪胺等的胺。可使用的胺的具体实例包括三甲胺、二乙胺、三乙胺、二丙胺、三丙胺、三戊胺、二乙醇氨和三乙醇胺、链烷醇胺、它们的组合等。
可选地，有机酸可被用作淬火剂。可使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、磷的含氧酸及其衍生物，诸如磷酸及其衍生物(诸如酯类)，诸如磷酸、磷酸二丁酯和磷酸二苯酯；膦酸及其衍生物(诸如酯类)，诸如膦酸、膦酸二甲酯、膦酸二丁酯、苯膦酸、膦酸二苯酯和膦酸二苄酯；以及次膦酸及其衍生物(诸如酯类)，包括次膦酸和苯次膦酸。
可添加至光刻胶401的其他添加剂为稳定剂，其帮助防止在光刻胶401曝光期间所生成的酸的不期望扩散。在一个实施例中，稳定剂可包括含氮化合物(诸如脂肪族伯、仲和叔胺)、环胺(诸如哌啶类化合物、吡咯烷、吗啉类内吸杀菌剂)、芳香杂环化合物(诸如吡啶、嘧啶、嘌呤)、亚胺(诸如二氮双环十一烯、胍类促进剂、酰亚胺、酰胺)等。可选地，可用于稳定剂的铵盐包括铵、伯、仲、叔、季烷基和醇盐的芳基铵盐，包括氢氧化物、苯酚、羧化物、芳基和烷基磺酸盐、磺胺类药等。还可以使用其他阳离子含氮化合物，包括具有阴离子的其他含氮杂环化合物的吡啶盐和盐，诸如包括氢氧化物的醇盐、酚盐、羧化物、芳基和烷基磺酸盐、磺酰胺等。
可添加到光刻胶401中的又一种添加剂可以为溶解抑制剂，以帮助控制显影期间光刻胶401的溶剂度。在一个实施例中，可以将胆盐酯用作溶解抑制剂。可使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(VII)、叔丁基胆酸(VIII)和叔丁基-3-α-乙酰胆酸(IX)。
可添加至光刻胶401的另一种添加剂可以为增塑剂。增塑剂可用于减少光刻胶401与下面的层(例如BARC层105)之间的分层和开裂，并且可以包括单体、低聚和聚合增塑剂，诸如低聚-聚乙烯乙二醇醚、脂环族酯和非酸反应甾体衍生材料。可用于增塑剂的材料的具体实例包括二辛基酞酸脂、二邻苯二甲酸二癸酯、三乙二醇二辛酸盐、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、三醋酸甘油酯等。
可添加的又一种添加剂包括着色剂，其帮助检查光刻胶401并在进一步处理之前找到需要修补的任何缺陷。在一个实施例中，着色剂可以为三芳基甲烷染料，或者可选地可以为细颗粒有机颜料。可用作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、维多利亚艳蓝BOH、孔雀绿、金刚绿、酞花青颜料、偶氮颜料、碳黑、氧化钛、艳绿色染料(C.I.42020)、维多利亚艳蓝FGA(Linebrow)、Victoria BO(Linebrow)(C.I.42595)、维多利亚蓝BO(C.I.44045)罗丹明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-叔丁基水杨酸；苯基丙烯酸酯类化合物，诸如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸盐和2'-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸盐；苯并三氮唑化合物，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-7-二乙氨基-1-苯并吡喃-2-酮；硫杂蒽酮化合物，诸如二乙基硫杂蒽酮；芪化合物、萘酸化合物、偶氮染料、酞菁蓝、酞菁绿、碘绿、维多利亚蓝、结晶紫、氧化钛、碳黑、萘黑、光适应甲基紫、溴酚蓝和溴甲酚绿、激光颜料，诸如罗丹明G6、香豆素500、DCM(4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(4-二甲氨基苯乙烯基)-4H吡喃))、Kiton Red 620、Pyrromethene580等。可选地，可以以组合的方式使用一种或多种着色剂，以提供期望的着色。
还可以向光刻胶401添加粘合添加剂，以促进光刻胶401与光刻胶401所涂覆的下面的层(例如BARC层105)之间的粘合性。在一个实施例中，粘合添加剂包括具有至少一个反应取代物的硅烷化合物，诸如羧基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基和/或环氧基。粘合剂化合物的具体实例包括三甲氧基硅基苯甲酸、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-异氰酸丙基三乙氧基硅烷、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、低羟烷基取代的吡啶衍生物、含氮杂环化合物、尿素、硫脲、有机含磷化合物、8-羟基喹啉、4-羟基喋啶和衍生物、1,10-邻二氮杂菲和衍生物、2,2'-联吡啶及其衍生物、苯并三唑；有机磷酸酯化合物、苯二胺化合物、2-氨基-1-苯基乙醇、N-苯基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N-乙基乙醇胺和衍生物、苯并噻唑以及具有环己基环和吗啉环的苯并噻唑胺盐、3-丙基三甲氧基硅烷、3-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。
可以另外向光刻胶401添加表面流平剂，以帮助光刻胶401的顶面平整，使得不平整的表面不会不利地改变入射光。在一个实施例中，表面流平剂可包括含氟脂肪族酯、羟基端氟化聚醚、氟化乙烯乙二醇聚合物、硅酮、丙烯酸聚合物流平剂、它们的组合等。
在一个实施例中，光刻胶聚合物树脂和PAC以及任何期望的添加剂和其他剂被添加至光刻胶溶剂来用于涂覆。一旦添加之后，就进行混合以实现光刻胶401中均匀的组成，从而确保不存在由光刻胶401的不均匀混合或不恒定的组成所引起的缺陷。一旦混合到一起，光刻胶401就可以在使用之前进行储存或立即使用。
一旦准备好，就可以通过首先将光刻胶401涂覆在BARC层105上来使用光刻胶401。光刻胶401可以被涂覆至BARC层105，使得光刻胶401涂覆BARC层105的露出的顶面，并且可以使用诸如旋涂工艺、浸涂法、气刀涂覆法、淋涂法、拉丝锭法、凹面涂布法、层压法、挤压涂覆法、它们的组合等的工艺来涂覆。在一个实施例中，可以涂覆光刻胶401，使其在BARC层105的表面上方的厚度为大约10nm至大约300nm，诸如大约150nm。
一旦光刻胶401被涂覆至半导体衬底，就执行光刻胶401的预烘烤以在曝光完成光刻胶401涂覆之前固化和干燥光刻胶401。光刻胶401的固化和干燥去除了光刻胶溶剂成分但留下了光刻胶聚合物树脂、PAC、光刻胶交联剂和其他所选添加剂。在一个实施例中，预烘烤可以在适合于蒸发光刻胶溶剂的温度下进行，诸如在大约40℃至150℃之间，但是精确的温度取决于光刻胶401所选的材料。以充分的时间执行预烘烤，以固化和干燥光刻胶401，诸如在大约10秒至大约5分钟之间，诸如大约90秒。
一旦被涂覆，光刻胶401可以被曝光，以在光刻胶401内形成曝光区域403和未曝光区域405。在一个实施例中，通过一旦固化和干燥就将衬底101和光刻胶401置于用于曝光的光刻胶成像设备400中来开始进行曝光。光刻胶成像设备400可包括光刻胶支撑板404、光刻胶能量源407、光刻胶支撑板404与光刻胶能量源407之间的图案化掩模409、以及光刻胶光学元件413。在一个实施例中，光刻胶支撑板404是可以放置或附接半导体器件100和光刻胶401的表面，并且在光刻胶401的曝光期间对衬底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，以及对衬底101和光刻胶401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。
在一个实施例中，光刻胶能量源407向光刻胶401提供光刻胶能量411(诸如光)以引起PAC的反应，其转而与光刻胶聚合物树脂反应以化学地改变光刻胶401中的光刻胶能量411入射的那些部分。在一个实施例中，光刻胶能量411可以是电磁辐射，诸如g-射线(波长大约436nm)、i-射线(波长大约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可以为电磁辐射源，并且可以为KrF准分子激光(波长248nm)、ArF准分子激光(波长193nm)、F2准分子激光(波长157nm)等，但是可以可选地使用任何其他适当的光刻胶能量411源，诸如水银蒸气灯、氙灯、碳弧灯等。
图案化掩模409位于光刻胶能量源407和光刻胶401之间，以在光刻胶能量411实际入射到光刻胶401上之前，阻挡光刻胶能量411的一部分以形成图案化能量415。在一个实施例中，图案化掩模409可包括一系列层(例如，衬底、吸收层、抗反射涂层、遮蔽层等)以反射、吸收或阻挡光刻胶能量411的一部分到达光刻胶401不期望被照射的那些部分。通过图案化掩模409以期望的照射形状形成开口来在图案化掩模409中形成期望的图案。
光学元件(在图4A中通过标记为413的梯形来表示)可用于聚集、扩展、反射或控制光刻胶能量411(当光刻胶能量411离开光刻胶能量源407时)、被图案化掩模409图案化并且被引导至光刻胶401。在一个实施例中，光刻胶光学元件413包括一个或多个透镜、反射镜(mirror)、滤色镜、它们的组合等，以控制沿着其路径的光刻胶能量411。此外，虽然在图4A中将光刻胶光学元件413示出为位于图案化掩模409和光刻胶401之间，但光刻胶光学元件413的元件(例如，各个透镜、反射镜等)还可以位于光刻胶能量源407(生成光刻胶能量411)与光刻胶401之间的任何位置。
在一个实施例中，具有光刻胶401的半导体器件100被放置在光刻胶支撑板404上。一旦图案与半导体器件100对齐，光刻胶能量源407就生成期望的光刻胶能量411(例如光)，该光刻胶能量411在其到达光刻胶401的路径上穿过图案化掩模409和光刻胶光学元件413。图案化能量415入射到光刻胶401的一部分上，引起光刻胶401内的PAC的反应。然后，PAC的吸收图案化能量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，在通过图案化掩模409照射的那些部分中化学地改变光刻胶401。
在图案化能量415为193nm波长的光的具体实例中，PAC为光产酸剂，并且将被分解的基团为碳氢化合物结构上的羧酸基且使用交联剂，图案化能量415入射到光产酸剂上，并且光产酸剂会吸收入射的图案化能量415。这种吸收引发光产酸剂在光刻胶401内生成质子(例如，H+原子)。当质子入射到碳氢化合物结构上的羧酸基时，质子将与羧酸基反应，化学地改变羧酸基并且通常会改变光刻胶聚合物的特性。然后，羧酸基与光刻胶交联剂反应以与光刻胶401内的其他光刻胶聚合物树脂交联。
任选地，可使用浸没式光刻技术来进行光刻胶401的曝光。在这种技术中，浸没介质(在图2中没有单独示出)可置于光刻胶成像设备400(具体为光刻胶光学元件413的最后的透镜)与光刻胶401之间。通过这种浸没介质设置的适当位置，可利用穿过浸没介质的图案化能量415来图案化光刻胶401。
在该实施例中，保护层(在图4A中没有单独示出)可形成在光刻胶401上方以防止浸没介质直接与光刻胶401接触并且过滤或不利地影响光刻胶401。在一个实施例中，保护层不溶于浸没介质，使得浸没介质将不会溶解它，并且保护层不与光刻胶401融合，使得保护层不会对光刻胶401产生不利影响。此外，保护层是透明的，使得图案化能量415可以穿过保护层而不被阻碍。
在一个实施例中，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401所选的成分，因为保护层溶剂不溶解光刻胶401的材料，以在保护层的涂覆和使用期间避免光刻胶401的劣化。在一个实施例中，保护层溶剂包括酒精溶剂、含氟溶剂和烃类溶剂。
可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-氟茴香醚、2,3-二氟茴香醚、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、二甲苯和茴香醚、以及脂肪烃溶剂，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。
类似于光刻胶401，保护层树脂可包括保护层重复单元。在一个实施例中，保护层重复单元可以为具有重复碳氢化合物结构的丙烯酸树脂，其具有羧基基团、脂环结构、具有1至5个碳原子的烷基、酚基或含氟原子基团。脂环结构的具体实例包括环己基、金刚烷基、降冰片基、异冰片基、三环葵基、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，可以可选地使用任何适当的保护层树脂。
保护层组分还可以包括附加的添加剂以帮助粘合、表面整平、涂覆等。例如，保护层组分可进一步包括保护层表面活性剂，但是还可以添加其他添加剂，并且所有这些添加剂均包括在实施例的范围内。在一个实施例中，保护层表面活性剂可以为烷基阳离子表面活性剂、酰胺型阳离子季铵表面活性剂、酯型季铵盐阳离子表面活性剂、氧化胺表面活性剂、甜菜碱表面活性剂、烷氧基化物表面活性剂、脂肪酸酯表面活性剂、酰胺表面活性剂、乙醇表面活性剂、乙二胺表面活性剂或含氟和/或硅的表面活性剂。
可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，诸如聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯硬脂醚、聚氧乙烯十六烷基醚和聚氧乙烯油烯基醚；聚氧乙烯烷基芳基醚，诸如辛基酚聚氧乙烯醚和聚乙二醇壬基酚醚；聚氧乙烯-聚氧乙烯嵌段共聚物；山梨糖醇酐脂肪酸酯，诸如去水山梨糖醇月桂酸酯、脱水山梨醇单棕酸酯、硬脂山梨坦、去水山梨糖醇单油酸酯、去水山梨糖醇三油酸酯和去水山梨糖醇三硬脂酸酯；以及聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯硬脂山梨坦、聚氧乙烯失水山梨醇油酸酯和聚氧乙烯去水山梨糖醇三硬脂酸酯。
在将保护层涂覆在光刻胶410上之前，首先将保护层树脂和期望的添加剂添加到保护层溶剂中以形成保护层组分。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恒定的浓度。
一旦保护层组分被准备好用于涂覆，保护层组分就可以被涂覆在光刻胶401上方。在一个实施例中，可以使用诸如旋涂工艺、浸涂法、气刀涂覆法、淋涂法、拉丝锭法、凹面涂布法、层压法、挤压涂覆法、它们的组合等的工艺来进行涂覆。在一个实施例中，可以涂覆保护层401使其在光刻胶401的表面上方的厚度为大约100nm。
在保护层组分被涂覆到光刻胶401上方之后，可以执行保护层预烘烤以去除保护层溶剂。在一个实施例中，可以在适合于蒸发保护层溶剂的温度下进行保护层预烘烤，诸如在大约40℃至150℃之间，但是精确的温度取决于保护层组分所选的材料。以充分的时间执行保护层预烘烤以固化和干燥保护层组分，诸如在大约10秒至大约5分钟之间，诸如大约90秒。
一旦保护层被置于光刻胶401上方，就将具有光刻胶401和保护层的半导体器件100设置在光刻胶支撑板404上，并且可以在保护层与光刻胶光学元件413之间放置浸没介质。在一个实施例中，浸没介质为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。浸没介质的实例可包括水、油、甘油、丙三醇、环烷醇等，但是还可以可选地使用任何适当的介质。
在保护层和光刻胶光学元件413之间设置浸没介质可以使用例如气刀法来进行，从而将新鲜的浸没介质施加至保护层和光刻胶光学元件413之间的区域，并且使用被导向保护层的加压气体进行控制，以形成阻挡并保持浸没介质展开。在该实施例中，浸没介质可以施加、使用并从保护层去除以用于再循环，使得针对实际的成像工艺使用新鲜的浸没介质。
然而，上述气刀法不是使用浸没方法曝光光刻胶401的唯一方法。还可以使用任何利用浸没介质来对光刻胶401成像的其他适当的方法，诸如浸没整个衬底101以及光刻胶401和保护层，使用固体阻挡来代替气体阻挡，或者使用浸没介质而不使用保护层。可以使用通过浸没介质曝光光刻胶401的任何适当的方法，并且所有这些方法均包括在实施例的范围内。
在光刻胶401已经被暴露给图案化能量415之后，可以使用曝光后烘烤以帮助在曝光期间将图案化能量415入射到PAC上所生成的酸/碱/自由基的生成、散布和反应。这帮助创建或增强化学反应，其在光刻胶401内的曝光区域403和未曝光区域405之间产生化学差异。这些化学差异还会引起曝光区域403和未曝光区域405之间的溶解性的差异。在一个实施例中，可以在大约50℃至大约160℃之间的温度下进行该曝光后烘烤，持续时间为大约40秒至大约120秒。
图4B示出了在曝光光刻胶401之后利用显影剂417对光刻胶401进行显影。在曝光光刻胶401并进行曝光后烘烤之后，根据光刻胶401的期望图案，可使用正性显影剂或负性显影剂来对光刻胶401进行显影。在期望去除光刻胶401的曝光区域403以形成正性的实施例中，可以使用诸如碱性水溶液的正性显影剂来去除光刻胶401的暴露给图案化能量415且通过化学反应修改和改变了溶解性的那些部分。这些碱性水溶液可包括四甲基氢氧化铵(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、一甲胺、二甲胺、三甲胺、一乙胺、二乙胺、三乙胺、异丙胺、二异丙胺、三异丙胺、一丁胺、二丁胺、乙醇胺、二乙醇氨、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、硅酸钾、碳酸钠、氢氧化四乙铵、它们的组合等。
如果期望负性显影，则可以使用有机溶剂或临界流体来去除光刻胶401没有暴露给能量的那些部分，如此保持它们的原始溶解度。可使用的材料的具体实例包括烃类溶剂、酒精溶剂、醚溶剂、酯类溶剂、临界流体、它们的组合等。可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、二乙醚、二丙基醚、二丁基醚、乙基乙烯基醚、二氧六环、环氧丙烷、四氢呋喃、纤维素溶剂、甲基纤维素溶剂、乙基纤维素溶剂、甲基卡必醇、二乙二醇单乙醚、丙酮、甲乙酮、甲基异丁基酮、异佛乐酮、环己酮、甲基醋酸酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、醋酸丁酯、吡啶、甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺等。
然而，本领域技术人员应该意识到，上面关于正性显影剂和负性显影剂的描述仅仅是示例性的而不用于将实施例限于上面列出的显影剂。此外，可以可选地使用任何适当的显影剂，包括酸性显影剂或甚至是水显影剂，可以使用它们来选择性地去除光刻胶401的与光刻胶401的其他部分具有不同特性(例如溶解性)的部分，并且所有这些显影剂均包括在实施例的范围内。
在使用浸没式光刻暴露光刻胶401且保护层用于保护光刻胶401免受浸没介质影响的实施例中，可以选择显影剂417以不仅去除光刻胶401的期望被去除的部分，而且还可以选择显影剂，以在同一显影步骤中去除保护层。可选地，可以在独立的工艺中去除保护层，诸如通过在显影之前与显影剂417不同的溶剂或者甚至是蚀刻工艺从光刻胶401去除保护层。
图4B示出了例如使用旋涂工艺向光刻胶401施加显影剂417。在该工艺中，将显影剂417从光刻胶401上方施加至光刻胶401，同时旋转半导体器件100(和光刻胶401)。在一个实施例中，可以在大约300mL/分至大约1000mL/分(诸如500mL/分)的流速来施加显影剂417，同时以大约500rpm至大约2500rpm之间(诸如1500rpm)的速度旋转半导体器件100。在一个实施例中，显影剂417可处于大约10℃至大约80℃之间(诸如大约50℃)的温度，并且显影可以持续大约1分钟至大约60分钟之间，诸如大约30分钟。
然而，虽然本文描述的旋涂方法是用于在曝光之后显影光刻胶401的一种适当的方法，但其只是示例性的而不用于限制实施例。此外，可以可选地使用用于显影的任何适当的方法，诸如浸工艺、搅工艺、喷射工艺、它们的组合等。所有这些显影工艺均包括在实施例的范围内。
图4B示出了在负性显影剂用于去除光刻胶401的未曝光区域的实施例中的显影工艺的截面。如图所示，显影剂417被施加于光刻胶401并且溶解光刻胶401的未曝光部分405。这种光刻胶401的未曝光部分405的溶解和去除在光刻胶401内留下开口，从而以图案化能量415的形状来图案化光刻胶401，从而将图案化掩模409的图案转印至光刻胶401。
一旦光刻胶401被图案化，图案就可以转印至BARC层105。在BARC层105保持不溶于显影剂417的实施例中，可使用蚀刻工艺来去除BARC层105，其将光刻胶401(被图案化)用作掩模层。蚀刻工艺可以为干蚀刻工艺，其使用诸如氧、氮、氢、氨、六氟化硫、二氟甲烷、三氟化氮、三氟化氯、氯、一氧化碳、二氧化碳、氦、二氯硼烷、氩、氟、三氟甲烷、四氟甲烷、八氟环丁烷、全氟丙烷、它们的组合等的蚀刻剂。然而，可以可选地使用任何其他适当的蚀刻工艺(诸如湿蚀刻)和任何其他适当的蚀刻剂。
可选地，在BARC层105包括可与BARC层105中的交联聚合物反应以解交联并改变BARC层105的溶剂度的酸不稳定基团的实施例中，可以在显影剂417的显影工艺期间图案化BARC层105。具体地，在曝光期间，光产酸剂可以在BARC层105中生成酸，其用于破坏交联键并改变BARC层105的溶解度。然后，在正性显影工艺中，可使用正性显影剂来去除被曝光的光刻胶401以及在同一工艺中去除BARC层105。可以使用具有任何适当步骤数量的任何适当的图案化工艺来图案化和去除光刻胶401和BARC层105，并且所有这些工艺和步骤均包括在实施例的范围内。
图5是在诸如化学机械抛光(CMP)的物理平坦化工艺中利用BARC层105的另一实施例。在CMP工艺中，蚀刻材料和研磨材料的组合与BARC层105(或者BARC层105上方的层，诸如光刻胶401)接触，并且研磨垫501被用于研磨掉BARC层105(或BARC层105上方的任何层)直到实现期望的厚度。
在该实施例中，沿着BARC层105的顶面的浮置区域201将引起聚合物树脂在浮置区域201的交联多于BARC层105的剩余部分内的交联。如此，BARC层105的剩余部分(浮置区域201之外的部分)将具有较低的交联密度，并且保持比浮置区域201更大的灵活度。这种灵活度可以更好地抵抗与化学机械抛光工艺的物理研磨相关联的剪切力而不会发生诸如剥离的问题。
图6示出了光刻胶401和BARC层105、以及浮置区域201的去除。在一个实施例中，可使用例如灰化工艺来去除光刻胶401，从而增加光刻胶401的温度直到光刻胶401经受热分解。一旦进行热分解，就可以使用一个或多个清洗工艺来物理去除光刻胶401。
一旦去除了光刻胶401，就可以使用将与BARC层105相互作用以去除浮置区域201以及BARC层105的剩余部分的液体601来去除BARC层105(和浮置区域201)。在一个实施例中，液体601是将物理地、化学地或者通过库仑力来相互作用以完成BARC层105的去除的液体。在具体实施例中，液体601可包括水溶液。当液体是水溶液时，水溶液可以为酸性的(例如，pH在大约-1至4之间)或碱性的(pH在大约9至14之间)。在这些实施例中，可以根据需要使用有机或无机酸或碱来调整pH(稍后进一步进行描述)。
可选地，湿清洗工艺可用于去除BARC层105。在使用湿清洗工艺的实施例中，可以使用诸如SC-1或SC-2清洗溶液的溶液，但是还可以可选地使用其他溶液，诸如H2SO4和H2O2的混合物(称为SPM)或者氢氟酸(HF)溶液。可以用于去除BARC层105的任何适当的溶液或工艺均包括在实施例的范围内。
可选地，液体601可以为有机溶剂。在该实施例中，液体601可以为酯、醚、酰胺、乙醇、酐或烷烃，其中碳原子在2至30个之间。然而，可以可选地使用任何其他适当的有机溶剂，诸如上面讨论的BARC溶剂或光刻胶溶剂。
液体601可以使用例如湿蚀刻工艺涂覆至BARC层105。在一个实施例中，BARC层105和浮置区域201可使用例如浸工艺、搅工艺、喷射工艺、它们的组合等来浸在液体601中。液体601的温度在大约30℃至大约150℃之间，诸如大约50℃。
然而，由于浮置区域201比BARC层105的剩余部分具有更大量的交联，所以浮置区域201还比BARC层105的剩余部分具有更大的浓度(density)。如此，浮置区域201与BARC层105的剩余部分相比还具有由液体601去除的不同的速率。在特定实施例中，浮置区域201会比BARC层105的剩余部分具有更低的去除速率。
假定BARC层105的剩余部分比浮置区域201具有更快的去除速率，BARC层105(包括浮置区域201)比不具有浮置区域201的其他BARC层以更快的速率去除。这些其他BARC层(不具有浮置区域201)可具有恒定的交联和恒定的浓度，其中不会看到任何去除直到浸没之后至少10分钟。如此，在BARC层105和浮置区域201浸在液体601中的实施例中，执行浸没的时间可以小于1分钟。
在液体601使用化学反应来去除BARC层105和浮置区域201的实施例中，液体601可与BARC层105以多种方法进行反应，从而完成去除。例如，化学反应可以为氧化/还原反应、酸/碱反应、取代反应、加成反应、它们的组合等。例如，液体601可包括无机酸(例如，磺酸、盐酸、硫酸)、有机酸(例如，乙酸)、无机碱(例如，氢氧化钠或氢氧化钾)或有机碱(例如，三乙胺、吡啶、甲胺、羟化四甲铵、四丁基氢氧化铵、胆碱_胍、咪唑、有机锂或格里纳德试剂)，以与BARC层105反应。可以使用任何适当类型的化学反应来去除BARC层105和浮置区域201。
可选地，在去除工艺使用液体601来使用物理力去除BARC层105和浮置区域201的实施例中，物理力可以为库仑力，从而液体601用于改变BARC层105的表面能量。通过改变表面能量，可以减小或消除BARC层105和下面的层(例如衬底和鳍103)之间的粘合性，从而至少部分地从与下面的层的粘合中释放BARC层105并允许从下面的层去除BARC层105。
液体601可进一步包括辅助液体601的物理特性或辅助液体601与BARC层105之间的化学反应的添加剂。在一个实施例中，液体601可额外包括表面活性剂。在一个实施例中，表面活性剂可包括非离子表面活性剂、具有含氟脂肪族的聚合物、包含至少一个氟原子和/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、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯。
可用作表面活性剂的材料的具体实例包括聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯硬脂基醚、聚氧乙烯十六烷基醚、聚氧乙烯油基醚、辛基酚聚氧乙烯醚、聚氧乙烯壬基苯酚醚、去水山梨糖醇月桂酸酯、棕榈山梨坦、硬脂山梨坦、去水山梨糖醇单油酸酯、三油酸山梨坦、去水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单月桂酸酯、聚氧乙烯失水山梨醇单棕榈酸酯、聚氧乙烯硬脂山梨坦、聚氧乙烯失水山梨醇油酸酯、聚氧乙烯去水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙烯乙二醇二月桂酸酯、聚乙烯乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯硬脂酰醚和聚氧乙烯鲸蜡基醚；含氟阳离子表面活性剂、含氟非离子型表面活性剂、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、聚氧乙烯鲸蜡基醚、它们的组合等。
此外，液体601还可以包括帮助稳定或控制液体601的物理特性的附加成分。例如，液体601可包括诸如可用于稳定液体601并用作表面活性剂的臭氧、过氧化氢和/或二氧化碳的成分，其可用于改变表面电荷。任何适当的材料可包括在液体601中以帮助控制液体601，并且所有这些材料均包括在实施例的范围内。
在特定实施例中，液体601可以是标准清洁1(SC-1)清洁工艺或硫酸-过氧化氢混合物(APM)内的溶液。例如，在液体601是SC-1液体的实施例中，液体601可以是适当比率(诸如1:1.5比率)的氢氧化铵(NH4OH)、过氧化氢(H2O2)和水的溶液。这种溶液将去除浮置层201以及BARC层105的剩余部分。
通过利用液体601使其去除具有浮置区域201的BARC层105，相对于不具有浮置区域201的BARC层105，可以减小BARC层105的总体去除率。例如，在没有浮置区域201的情况下，其中整个BARC层可具有恒定浓度和恒定交联，去除会变得更加困难和耗时，有时需要超过10分钟来确保BARC层的有效去除。然而，通过结合浮置区域201，BARC层105的去除(具有不同的区域密度)可以更快地完成，使得可以以相对较少的时间(诸如小于大约1分钟)来执行BARC层105的有效去除。
此外，本领域技术人员应该理解，上面描述的利用BARC层105填充衬底101上方的鳍103之间的空隙的实施例仅仅是示意性的而不用于限制实施例。此外，可以可选地使用在衬底101上具有任何适当结构的任何适当类型的衬底101。例如，在衬底101是导电的实施例中，使用与用于金属化层的工艺类似的工艺(例如，镶嵌、双镶嵌、沉积等),衬底101可由导电材料形成。在衬底101是导电的具体实施例中，衬底101的导电材料包括金属、金属合金、金属氮化物、金属硫化物、金属硒化物、金属氧化物和金属硅化物中的至少一种。例如，导电材料可具有公式MXa，其中，M是金属，而X是氮、硅、硒、氧或硅，其中a在0.4至2.5之间。具体实例包括铜、钛、铝、钴、钌、氮化钛、氮化钨(WN2)和氮化钽，但是还可以可选地使用任何适当的材料。
在又一实施例中，衬底101是介电层，其介电常数在大约1至大约40之间。在该实施例中，衬底101包括硅、金属氧化物或金属氮化物，其具有公式MXb，其中，M是金属或硅，X是氮或氧，并且b在大约0.4至2.5之间。在具体实例中，用于衬底101的介电层可以为使用诸如沉积、氧化等的工艺而形成的氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪、氧化镧等。
图7示出了在去除BARC层105(包括浮置区域201)之后去除液体601。如图所示，液体601和BARC层105的去除留下衬底101和鳍103。一旦去除了BARC层105，就可以对鳍103执行附加处理，诸如由鳍103形成多栅极晶体管。
图8示出了在形成浮置区域201之后与置于BARC层105上的中间层801一起使用BARC层105(具有浮置区域201)的另一实施例。在一个实施例中，中间层801可以为有机层或无机层，其具有与光刻胶401不同的抗蚀刻性。在一个实施例中，中间层801包括至少一种抗蚀刻分子，诸如低大西数结构、双键结构、三键结构、钛、氮化钛、铝、氧化铝、氮氧化硅等。
在另一特定实施例中，中间层801是硬掩模材料，诸如硅、氮化硅、氧化物、氮氧化物、碳化硅、它们的组合等。可通过诸如化学汽相沉积(CVD)的工艺形成用于中间层801的硬掩模材料，但是还可以可选地使用其他工艺，诸如等离子体增强化学汽相沉积(PECVD)、低压化学汽相沉积(LPCVD)、旋涂或者甚至是氮化之后的氧化硅形成。可以使用任何形成或放置硬掩模材料的适当方法或方法的组合，并且所有这些方法或组合均包括在实施例的范围内。中间层801可以形成的厚度为大约至大约之间，诸如大约
一旦形成了用于中间层801的硬掩模材料的层，就可以在用于中间层801的硬掩模材料上方放置和图案化光刻胶401。光刻胶401在用于中间层801的硬掩模材料上方的放置以及光刻胶401的图案化可以类似于上面参照图1至图4B描述的光刻胶401的放置和光刻胶401的显影。例如，可以使用旋涂工艺来放置光刻胶401，使用光刻胶成像设备400来照射光刻胶401，并且使用显影剂417来显影光刻胶401。
图8还示出了一旦光刻胶401被图案化为期望图案就可以将光刻胶401用作掩模来图案化中间层801的硬掩模材料。例如，光刻胶401的图案可以使用各向异性蚀刻工艺(诸如反应离子蚀刻(RIE))被转印至中间层801，从而可以在干蚀刻中使用诸如CF4-O2的适当蚀刻剂的离子来去除中间层801被图案化光刻胶401暴露的部分。然而，可以可选地使用任何其他适当的蚀刻剂(诸如CHF2/O2、CH2F2、CH3F等)以及任何其他适当的去除方法(诸如湿剥离)。
图8还示出了一旦光刻胶401的图案被转印至中间层801就可以将中间层801用于将光刻胶401的图案转印至BARC层105。在一个实施例中，可使用将光刻胶401和中间层801(现在被图案化)用作掩模层的蚀刻工艺来去除BARC层105。蚀刻工艺可以是干蚀刻工艺，其使用诸如氧、氮、氢、氨、六氟化硫、二氟甲烷、三氟化氮、三氟化氯、氯、一氧化碳、二氧化碳、氦、二氯化硼、氩、氟、三氟甲烷、四氟化碳、八氟环丁烷、全氟丙烷、它们的组合等的蚀刻剂。然而，可以可选地使用任何其他适当的蚀刻工艺(诸如湿蚀刻或者甚至是与中间层801同时执行的湿蚀刻)以及任何其他适当的蚀刻剂。
然而，本领域技术人员应该意识到，在BARC层105上方放置中间层801只是示意性的而不用于限制实施例。此外，可以以与BARC层105的任何关系来放置中间层801，诸如位于BARC层105与衬底101之间。任何适当的层的顺序均包括在实施例的范围内。
通过利用BARC层105以及浮置区域201和中间层801，可以在中间层801和BARC层105内形成光刻胶401的图案。然后，该图案可用于衬底101和鳍103的附加处理。
图9示出了可用于涂覆和去除具有浮置区域201的BARC层105的工艺流程图。在一个实施例中，在第一步骤901中，散布或涂覆BARC层105。一旦散布完成，就在BARC层105内形成浮置区域201。一旦使用，就通过向BARC层105和浮置区域201施加液体来去除BARC层105和浮置区域201。
根据一个实施例，提供了一种用于制造半导体器件的方法，包括：在衬底上方散布抗反射材料以形成抗反射涂层，抗反射材料具有第一浓度的浮置组分。浮置区域被形成为与抗反射层的顶面相邻，浮置区域具有第二浓度的浮置组分，其中第二浓度大于第一浓度。
根据另一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底上涂覆抗反射涂层，抗反射涂层包括具有氟原子的至少一种组分。沿着抗反射涂层的顶面形成浮置区域，其中，与抗反射涂层的剩余部分相比，浮置区域具有更高浓度的至少一种组分。抗反射涂层被烘烤以引发浮置区域中的交联反应。
根据又一实施例，提供了包括聚合物树脂和交联剂的抗反射材料，其中，聚合物树脂和交联剂中的一种包括氟原子。抗反射材料还包括催化剂。
根据又一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底上方散布抗反射材料以形成抗反射涂层，抗反射材料具有第一浓度的浮置组分。浮置区域被形成为与抗反射涂层的顶面相邻，浮置区域具有第二浓度的浮置组分，其中第二浓度大于第一浓度。将液体施加于抗反射材料以去除抗反射材料和浮置区域。
根据又一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底上涂覆抗反射涂层并沿着抗反射涂层的顶面由抗反射涂层形成具有第一去除速率的第一区域，其中抗反射涂层的第二区域具有不同于第一去除速率的第二去除速率。通过向抗反射涂层施加液体来去除第一区域和第二区域。
根据又一实施例，提供了一种制造半导体器件的方法，包括：在衬底上涂覆抗反射涂层，抗反射涂层包括具有氟原子的至少一种组分。沿着抗反射涂层的顶面形成浮置区域，其中浮置区域具有比抗反射涂层的剩余部分更高浓度的至少一种组分，并且通过向抗反射涂层施加液体小于1分钟来去除浮置区域和抗反射涂层的剩余部分。
尽管详细描述了本发明的实施例及其优势，但应该理解，不背离所附权利要求限定的精神和范围的情况下，可以进行各种改变、替换和修改。例如，许多不同的单体可用于形成BARC层的材料，并且许多不同的工艺可用于形成、涂覆和显影光刻胶。
此外，本发明的范围不限于说明书中描述的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法和步骤的具体实施例。本领域技术人员可以从本公开中理解，可以根据本公开使用现有或稍后开发的可执行与本文描述的对应实施例基本相同的功能或实现基本相同的结果的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。因此，所附权利要求在它们的范围内包括这些工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法或步骤。

Claims (20)

1.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
在衬底上方散布抗反射材料以形成抗反射涂层，所述抗反射材料具有第一浓度的浮置组分；
形成与所述抗反射涂层的顶面相邻的浮置区域，所述浮置区域具有第二浓度的浮置组分，所述第二浓度大于所述第一浓度；
在所述浮置区域上方形成中间层；以及
向所述抗反射材料施加液体以去除所述抗反射材料和所述浮置区域；
其中，所述抗反射涂层包括聚合物树脂、催化剂和交联剂，所述催化剂为含有氟原子的浮置催化剂或者所述交联剂为含有氟原子的浮置交联剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述液体包括施加水溶液。
3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述水溶液的pH介于-1至4之间。
4.根据权利要求2所述的方法，其中，所述水溶液的pH介于9至14之间。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，施加所述液体包括施加有机溶剂。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述液体包括无机酸。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，执行施加所述液体小于1分钟，以去除所述抗反射材料。
8.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
在衬底上涂覆抗反射涂层；
沿着所述抗反射涂层的顶面由所述抗反射涂层形成具有第一去除速率的第一区域，其中，所述抗反射涂层的第二区域具有不同于所述第一去除速率的第二去除速率；
在所述第一区域上方形成中间层；以及
通过向所述抗反射涂层施加液体来去除所述第一区域和所述第二区域；
其中，所述抗反射涂层包括聚合物树脂、催化剂和交联剂，所述催化剂为含有氟原子的浮置催化剂或者所述交联剂为含有氟原子的浮置交联剂。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括：在去除所述第一区域和所述第二区域之前，图案化所述抗反射涂层。
10.根据权利要求8所述的方法，其中，施加所述液体包括施加水溶液。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述水溶液的pH介于-1至4之间。
12.根据权利要求10所述的方法，其中，所述水溶液的pH介于9至14之间。
13.根据权利要求8所述的方法，其中，施加所述液体包括施加有机溶剂。
14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述液体包括无机酸。
15.根据权利要求8所述的方法，其中，在一分钟内完成去除所述第一区域和所述第二区域。
16.一种制造半导体器件的方法，所述方法包括：
在衬底上涂覆抗反射涂层，所述抗反射涂层包括聚合物树脂、催化剂和交联剂，所述催化剂为含有氟原子的浮置催化剂或者所述交联剂为含有氟原子的浮置交联剂；
沿着所述抗反射涂层的顶面形成浮置区域，其中，所述浮置区域比所述抗反射涂层的剩余部分具有更高浓度的所述浮置催化剂或所述浮置交联剂；
在所述浮置区域上方形成中间层；以及
通过向所述抗反射涂层施加液体小于1分钟，去除所述浮置区域和所述抗反射涂层的剩余部分。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述液体为水溶液。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述水溶液的pH介于-1至4之间。
19.根据权利要求17所述的方法，其中，所述水溶液的pH介于9至14之间。
20.根据权利要求16所述的方法，其中，所述液体为有机溶剂。
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