TW202119139A

TW202119139A - 在光阻中形成圖案的方法、顯影的方法與光阻顯影劑組成物

Info

Publication number: TW202119139A
Application number: TW109137331A
Authority: TW
Inventors: 翁明暉; 訾安仁; 張慶裕; 劉朕與
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2019-10-31
Filing date: 2020-10-27
Publication date: 2021-05-16
Also published as: US20210134589A1; US11694896B2; TWI763098B; KR20210053232A

Abstract

一種在光阻中形成圖案的方法，包含形成光阻層於基板上方；選擇性曝露光阻層至光化輻射以形成潛在圖案。通過施加顯影劑組成物至受到選擇性曝露的光阻層來顯影潛在圖案，以形成圖案。顯影劑組成物包含第一溶劑，具有漢森溶解度參數為15＜δ_d ＜25、10＜δ_p ＜25與 6＜δ_h ＜30；一酸，具有一酸解離常數pK_a 為-15＜pK_a ＜5，或一鹼，具有一pK_a 為40＞pK_a ＞9.5；以及第二溶劑，具有一介電常數大於18，且其中第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。

Description

光阻顯影劑與顯影光阻的方法

無

隨著消費者裝置因應於消費者需求而變得越來越小，這些裝置的個別組件也必須減小尺寸。構成例如行動電話、電腦、平板電腦等的裝置主要組件的半導體裝置需要越來越小，且相應地半導體裝置內的個別裝置（例如電晶體、電阻器、電容器等）也需要縮小尺寸。

在半導體裝置的製造過程中所使用的一種可行技術是使用微影材料。將這些材料施加到一個待圖案化的層的表面上，然後將其曝光至本身已被圖案化的能量。這樣的曝光改變了光敏材料的曝光區域的化學和物理性質。

然而，隨著各個裝置的尺寸減小，用於微影處理的製程窗口變得越來越緊密。因此需要在微影處理領域有所進展以維持按比例縮小裝置的能力，並需要進一步的改進以滿足期望的設計標準，從而得以持續往越來越小的組件前進。

隨著半導體工業為了追求更高的裝置密度、更高的性能以及更低的成本而向奈米技術製程節點發展，在縮小半導體特徵尺寸上一直存在挑戰。

無

為了使本揭示的實施方式的內容的敘述更加詳盡與完備，下文針對了本揭示的實施態樣與具體實施例提出了說明性的描述；但這並非實施或運用本揭示具體實施例的唯一形式。例如，元件的尺寸不限於所揭示的範圍或值，而是可以取決於製程條件及／或裝置的所需性質。此外，在後續的本揭示的實施方式中，一個特徵形成於另一特徵上、連接至及／或耦合至另一特徵，可包括這些特徵直接接觸的實施方式，亦可包括有另一特徵可形成並中介於這些特徵之間，使得這些特徵可不直接接觸的實施方式。為了簡單和清楚起見，可以將各種特徵任意繪製成不同比例。

此外，本文中可使用空間性相對用詞，例如「下方(beneath)」、「低於(below)」、「下(lower)」、「之上(above)」、「上(upper)」及其類似用語，係利於敘述圖式中一個元件或特徵與另一個元件或特徵的關係。這些空間性相對用詞本意上涵蓋除了圖中所繪示的位向之外，也涵蓋使用或操作中之裝置的不同位向。裝置也可被轉換成其他位向（旋轉90度或其他位向），因此本文中使用的空間性相對描述以應做類似的解釋。此外，詞彙「製成(made of)」可表示「包含(comprising)」或「組成(consisting of)」。

顯影後殘留在光阻層的圖案化區域中的阻物(resist)浮渣和殘留物使得線寬粗糙度和線蝕刻粗糙度增加。浮渣和殘留物造成光阻圖案中的缺陷，並導致半導體裝置產量下降。本揭示的實施方式解決這些問題，並在顯影後減少了浮渣和殘留物的量或基本上消除了浮渣和殘留物。

第1圖根據本揭示的多個實施方式繪示製造半導體裝置的製程流程圖100。在一些實施方式中，在操作S110中，將阻物(resist)塗佈在待圖案化層的表面或基板10上以形成阻層 15(resist layer)，如第2圖所示。在一些實施方式中，阻層15接著進行第一烘烤操作S120以揮發阻物(resist)組成物中的溶劑。在足以固化與乾燥阻層15的溫度及時間下烘烤阻層15。在一些實施方式中，至在約40 °C至120 °C下加熱阻層15，為時約10秒至約10分鐘。

在第一烘烤操作S120後，在操作S130中，將阻層15選擇性地曝露於光化輻射45（參照第3圖）。在一些實施方式中，將阻層15選擇性地曝露於紫外光輻射。在一些實施方式中，上述紫外光輻射是深紫外光(deep ultraviolet)輻射。在一些實施方式中，上述紫外光輻射是極紫外光(extreme ultraviolet，EUV)輻射。在一些實施方式中，上述輻射是電子束。

如第3圖所示，在一些實施方式中，曝光輻射45在照射阻層15前先穿過光罩30。在一些實施方式中，光罩30具有待複製至阻層15的一圖案。在一些實施方式中，上述圖案是由光罩基板40上的不透明圖案35所形成。不透明圖案35可由對紫外光輻射不透明的材料（例如鉻）所形成，而光罩基板40由對紫外光輻射透明的材料形成，例如熔融石英。

在一些實施方式中，阻層15為光阻層。相對於無曝露於輻射的光阻層的區域50，曝露於輻射的光阻層15的區域52發生化學反應，從而改變其在隨後施加的顯影劑中的溶解度。在一些實施方式中，曝露於輻射的光阻層的區域52發生交聯反應。

接下來，在操作S140中，阻層15進行曝光後烘烤(PEB)。在一些實施方式中，將光阻層15加熱至約50 °C至250 °C，為時約20秒至約300秒。曝光後烘烤可用於在曝光期間輔助產生、分散及反應由輻射45撞擊在阻層15上時所產生的酸／鹼／自由基。這種輔助有助於產生或增強在阻層內的未曝光區域50及曝光區域52之間產生化學差異的化學反應。這些化學差異還造成未曝光區域50及曝光區域52之間的溶解度差異。

在操作S150中，通過將顯影劑施加到經選擇性曝光的阻層來對經選擇性曝光的阻層進行顯影。如第4圖所示，分配器62將顯影劑57供應到阻層15。在一些實施方式中，顯影劑57移除阻層15的未曝光區域50，從而在阻層15中形成開口的圖案55以暴露基板10，如第5圖所示。

在一些實施方式中，阻層15的開口的圖案55延伸至待圖案化的層或基板10中，以在基板10中形成開口的圖案55’，從而將光阻層15的圖案轉移至基板10，如第6圖所示。使用一種或多種合適的蝕刻劑，以蝕刻方式將圖案延伸到基板中。在一些實施方式中，在蝕刻操作時至少部分地移除曝光的阻層15。在其他實施方式中，在蝕刻基板10後，通過使用合適的光阻剝離溶劑或通過光阻灰化操作來移除曝光的阻層15。

在一些實施方式中，基板10包括位於至少在其表面部分上的單晶半導體層。基板10可包括單晶半導體材料，例如但不限於Si、Ge、SiGe、GaAs、InSb、GaP、GaSb、InAlAs、InGaAs、GaSbP、GaAsSb及InP。在一些實施方式中，基板10是絕緣體上矽(silicon-on insulator，SOI)基板的矽層。在特定實施方式中，基板10由晶體Si製成。

基板10可包括位於其表面區域中的一個或多個緩衝層（未示出）。緩衝層可以用於將晶格常數從基板的晶格常數逐漸改變為隨後形成的源／汲區的晶格常數。緩衝層可以由外延生長的單晶半導體材料形成，例如但不限於Si、Ge、GeSn、SiGe、GaAs、InSb、GaP、GaSb、InAlAs、InGaAs、GaSbP、GaAsSb、GaN、GaP及InP。在一實施方式中，在矽基板10上外延生長矽鍺（SiGe）緩衝層。SiGe緩衝層的鍺濃度可從最底部緩衝層的30原子％增加到最頂部緩衝層的70原子％。

在一些實施方式中，基板10包括至少一種金屬，金屬合金以及具有式MX_a 的金屬／氮化物／硫化物／氧化物／矽化物，其中M是金屬，X是N、S、Se、O、Si，a為約0.4至約2.5。在一些實施方式中，基板10包括鈦、鋁、鈷、釕、氮化鈦、氮化鎢、氮化鉭及其組合。

在一些實施方式中，基板10包括至少具有矽、式MX_b 的金屬氧化物及金屬氮化物的介電，其中M為金屬或Si、X為N或O，b為約0.4至約2.5。在一些實施方式中，基板10包括二氧化矽、氮化矽、氧化鋁、氧化鉿、氧化鑭及其組合。

光阻層15是通過曝露於光化輻射而被圖案化的光敏層。一般而言，光阻中受到入射輻射撞擊的區域的化學性質會根據所使用的光阻類型的方式而變化。光阻層15為正型光阻或負型光阻。正型光阻是指光阻材料曝露於輻射（一般為UV光）時變得可溶於顯影劑，而未曝光（或曝光較少）的光阻區域不溶於顯影劑。另一方面，負型光阻是指光阻材料曝露於輻射時變得不可溶於顯影劑，而未曝光（或曝光較少）的光阻區域可溶於顯影劑。在負型光阻中，曝露於輻射後變為不可溶的區域可能是由於曝露於輻射所引起的交聯反應而導致。

光阻為正型或負型可取決於用於對光阻進行顯影的顯影劑類型。舉例而言，當顯影劑是水性顯影劑，例如氫氧化四甲基銨（TMAH）溶液時，一些正型光阻呈現正型圖案（意即顯影劑移除曝光區域）。另一方面，當顯影劑是有機溶劑水性顯影劑時，相同的光阻呈現負型圖案（意即顯影劑移除未曝光區域）。此外以TMAH溶液對一些負型光阻進行顯影時，TMAH溶液移除光阻的未曝光區域，而光阻的曝光區域在曝露於光化輻射時發生交聯反應而在顯影後殘留於基板上。在本揭示的一些實施方式中，負型光阻曝露於光化輻射。負型光阻的曝光部分因曝露於光化輻射而發生交聯反應，而在顯影時，未經曝光而沒有交聯的光阻部分被顯影劑移除，而光阻的曝光區域殘留在基板上。

在一實施方式中，光阻層15為負型光阻，在曝露於光化輻射時發生交聯反應。在一些實施方式中，根據本揭示的實施方式的光阻包括溶劑中的聚合物及一或多種光活性化合物(photoactive compound，PAC)。在一些實施方式中，聚合物包括烴結構（例如脂環族烴結構），其包含一或多種與由PAC所生成的酸、鹼或自由基混合時會分解（例如酸不穩定基）或發生反應的基團（如以下進一步所述）。在一些實施方式中，烴結構包括形成聚合物骨架的重複單元。重複單元可包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、巴豆酸酯、乙烯基酯、馬來酸二酯、富馬酸二酯、衣康酸二酯、（甲基）丙烯腈、（甲基）丙烯醯胺、苯乙烯、乙烯基醚、這些的組合或其類似者。

在一些實施方式中，用於烴結構的重複單元的具體結構包括一或多種丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯、2-乙基己基丙烯酸酯、乙醯氧基乙基丙烯酸酯、丙烯酸苯酯、2-羥乙基丙烯酸酯、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、丙烯酸環己酯、丙烯酸芐酯、2-烷基-2-金剛烷基（甲基）丙烯酸酯(2-alkyl-2-adamantyl(meth)acrylate)、二烷基（1-金剛烷基）（甲基）丙烯酸酯(dialkyl(1-adamantyl)methyl(meth)acrylate)、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、叔丁基甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸正己酯、2-乙基己基甲基丙烯酸酯、乙醯氧基乙基甲基丙烯酸酯、苯基甲基丙烯酸酯、2-羥乙基甲基丙烯酸酯、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-甲氧基乙氧基）乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸環己酯、芐基甲基丙烯酸酯、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯、3-乙醯氧基-2-羥丙基甲基丙烯酸酯、3-氯乙醯氧基-2-羥丙基甲基丙烯酸酯、巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等。乙烯酯(vinyl esters)的實例包括乙酸乙烯酯(vinyl acetate)、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲氧基乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、馬來酸二甲酯(dimethyl maleate)、馬來酸二乙酯、馬來酸二丁酯、富馬酸二甲酯(dimethyl fumarate)、富馬酸二乙酯、富馬酸二丁酯、衣康酸二甲酯(dimethyl itaconate)、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、乙基丙烯醯胺、丙基丙烯醯胺、正丁基丙烯醯胺、叔丁基丙烯醯胺、環己基丙烯醯胺、2-甲氧基乙基丙烯醯胺、二甲基丙烯醯胺、二乙基丙烯醯胺、苯基丙烯醯胺、芐基丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、甲基甲基丙烯醯胺、乙基甲基丙烯醯胺、丙基甲基丙烯醯胺、正丁基甲基丙烯醯胺、叔丁基甲基丙烯醯胺、環己基甲基丙烯醯胺、2-甲氧基乙基甲基丙烯醯胺、二甲基甲基丙烯醯胺、二乙基甲基丙烯醯胺、苯基甲基丙烯醯胺、芐基甲基丙烯醯胺、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。苯乙烯的實例包括苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、異丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、苯甲酸乙烯基酯、α-甲基苯乙烯、馬來醯亞胺(maleimide)、乙烯基吡啶、乙烯基吡咯烷酮、乙烯基哢唑(vinylcarbazole)，這些的組合或其類似者。

在一些實施方式中，烴結構的重複單元還具有經取代的單環或多環烴結構，或者單環或多環烴結構是重複單元，以形成脂環烴結構。在一些實施方式中，單環結構的具體實例包括雙環烷烴、三環烷烴、四環烷烴、環戊烷、環己烷等。在一些實施方式中，多環結構的具體實例包括金剛烷、降冰片烷、異冰片烷、三環癸烷、四環十二烷，或其類似者。

待分解基團，也稱為離去基，或在PAC為光酸產生劑的一些實施方式中的酸不穩定基，連接到烴結構，從而在曝露時與由PAC所產生的酸／鹼／自由基發生反應。在一些實施方式中，待分解基團為羧酸基、氟代醇基、酚醇基、磺酸基、磺醯胺基、磺醯亞胺基、（烷基磺醯基）（烷基羰基）亞甲基、（烷基磺醯基）（烷基-羰基）醯亞胺基、雙（烷基羰基）亞甲基、雙（烷基羰基）醯亞胺基、雙（烷基磺醯基）亞甲基、雙（烷基磺醯基）醯亞胺基、三（烷基羰基）亞甲基、三（烷基磺醯基）亞甲基、這些的組合或其類似者。在一些實施方式中，用於氟代醇基的特定基團包括氟代羥基烷基，例如六氟異丙醇基。用於羧酸基的特定基團包括丙烯酸基、甲基丙烯酸基，或其類似者。

在一些實施方式中，聚合物也包括與烴結構相連的其他基團，其有助於改善可聚合樹脂的多種性能。舉例而言，包括內酯基團的烴結構有助於減少顯影後光阻的線條邊緣粗糙度(line edge roughness)的量，從而有助於減少顯影時出現的缺陷(defect)數量。在一些實施方式中，內酯基團包括具有五至七元的環，儘管任何合適的內酯結構可替代地用作為內酯基團。

在一些實施方式中，聚合物包括可以有助於增加光阻層15對底下結構（例如基板10）的粘附性的基團。極性基團可用於協助增加粘附性。合適的極性基團包括羥基、氰基或其類似，儘管可以替代使用任何合適的極性基團。

可選地，在一些實施方式中，聚合物包括一或多種不包含待分解基團的脂環族烴結構。在一些實施方式中，不包含待分解基團的烴結構包括結構例如1-金剛烷基酯（甲基）丙烯酸、三環癸基酯（甲基）丙烯酸、環己基（甲基丙烯酸酯）、這些的組合或其類似者。

另外，光阻的一些實施方式包括一種或多種光活性化合物(PAC)。光活性化合物是光活性成分，例如光酸產生劑、光鹼產生劑、自由基產生劑等。光活性化合物可以是正作用(positive-acting)或負作用(negative-acting)。在光活性化合物是光酸產生劑的一些實施方式中，光活性化合物包括鹵化三嗪(halogenated triazines)、鎓鹽(onium salts)、重氮鹽(diazonium salts)、芳族重氮鹽(aromatic diazonium salts)、鏻鹽(phosphonium salts)、鋶鹽(sulfonium salts)、碘鎓鹽(iodonium salts)、醯亞胺磺酸鹽(imide sulfonate)、肟磺酸鹽(oxime sulfonate)、重氮二碸(diazodisulfone)、二碸(disulfone)、o-硝基芐基磺酸鹽(o-nitrobenzylsulfonate)、磺化酯(sulfonated esters)、鹵代磺醯氧基二甲醯亞胺(halogenated sulfonyloxy dicarboximides)、重氮二碸(diazodisulfones)、α-氰基氧基胺磺酸鹽(α-cyanooxyamine-sulfonates)、亞磺酸鹽(imidesulfonates)、酮二氮碸(ketodiazosulfones)、磺醯基二氮雜酯(sulfonyldiazoesters)、1,2-二（芳基磺醯基）肼(1,2-di(arylsulfonyl)hydrazines)、硝基芐基酯(nitrobenzyl esters)、均三嗪(s-triazine)衍生物、這些的組合或其類似者。

光酸產生劑的具體實例包括α-（三氟甲基磺醯氧基）-雙環[2.2.1]庚-5-烯-2、3-二碳-鄰二醯亞胺(α-(trifluoromethylsulfonyloxy)-bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2,3-dicarb-o-ximide,MDT)、N-羥基萘二甲醯亞胺(N-hydroxy-naphthalimide，DDSN)、安息香甲苯磺酸酯、叔丁基苯基-α-（對甲苯磺醯氧基）-乙酸酯及叔丁基-α-（對甲苯磺醯氧基）-乙酸酯、三芳基鋶及二芳基碘六氟銻酸酯及六氟砷酸酯、三氟甲磺酸酯、碘鎓全氟辛烷磺酸(iodonium perfluorooctanesulfonate)、N-樟腦磺醯氧基萘醯亞胺(N-camphorsulfonyloxynaphthalimide)、N-五氟苯磺醯氧基萘醯亞胺；離子型碘鎓磺酸鹽(ionic iodonium sulfonate)例如二芳基碘鎓（烷基或芳基）磺酸鹽及雙-（二叔丁基苯基）碘鎓樟腦磺酸鹽；全氟烷基磺酸鹽(perfluoroalkanesulfonate)例如全氟戊烷磺酸鹽、全氟辛烷磺酸鹽、全氟甲烷磺酸鹽；芳基（如苯基或芐基）三氟甲磺酸鹽，例如三苯基鋶三氟甲磺酸酯或二-（三丁基苯基）碘鎓三氟甲磺酸酯；連苯三酚(pyrogallol)衍生物（例如連苯三酚的三甲磺酸酯）、羥基醯亞胺的三氟甲磺酸酯、α,α'-雙-磺醯基-重氮甲烷(α,α'-bis-sulfonyl-diazomethanes)、經硝基取代之芐醇的磺酸酯、萘醌-4-二重氮化物、烷基二碸，或其類似者。

在光活性化合物(PAC)是自由基產生劑的一些實施方式中，光活性化合物包括n-苯基甘氨酸(n-phenylglycine)；芳香酮(aromatic ketones)，包括二苯甲酮、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'-二甲基氨基苯並苯酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、p,p'-雙（二甲基氨基）苯並苯酮、p,p'-二（二乙基氨基）苯並苯酮；蒽醌(anthraquinone)、2-乙基蒽醌；萘醌(naphthaquinone)；以及菲醌(phenanthraquinone)；安息香類(benzoins)，包括安息香、安息香甲醚、安息香異丙基醚、安息香-正丁基醚、安息香-苯基醚、甲基安息香及乙基安息香；芐基(benzyl)衍生物，包括二芐基、芐基二苯基二硫醚及芐基二甲基縮酮；吖啶(acridine)衍生物、包括9-苯基吖啶及1,7-雙（9-吖啶基）庚烷；噻噸酮類(thioxanthones)，包括2-氯噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二甲基噻噸酮及2-異丙基噻噸酮；苯乙酮類(acetophenones)，包括1,1-二氯苯乙酮、對-叔丁基-二氯苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮及2,2-二氯-4-苯氧基苯乙酮；2,4,5-三芳基咪唑二聚體(2,4,5-triarylimidazole dimer)，包括2-（鄰氯苯基）-4,5-二苯基咪唑二聚體、2-（鄰氯苯基）-4,5-二（間甲氧基苯基）咪唑二聚體、2-（鄰氟苯基）-4、5-二苯基咪唑二聚體、2-（鄰甲氧基苯基）-4,5-二苯基咪唑二聚體、2-（對甲氧基苯基）-4,5-二苯基咪唑二聚體、2,4-二（對甲氧基苯基）-5-苯基咪唑二聚體、2-（2,4-二甲氧基苯基）-4,5-二苯基咪唑二聚體及2-（對甲基巰基苯基）-4,5-二苯基咪唑二聚體；這些的組合或其類似者。

在光活性化合物是光鹼產生劑的一些實施方式中，光活性化合物包括季銨二硫代胺基甲酸酯(quaternary ammonium dithiocarbamates)、α氨基酮(α aminoketones)、含肟-胺甲酸乙酯的分子(oxime-urethane containing molecules)，例如二苯並苯肟六亞甲基二脲(dibenzophenoneoxime hexamethylene diurethan)、四有機基硼酸銨鹽(ammonium tetraorganylborate salts)、N-（2-硝基芐氧基羰基）環狀胺(N-(2-nitrobenzyloxycarbonyl)cyclic amines)，這些的組合或其類似者。

如本技術領域中具有通常知識者所將了解的，在此列出的化合物僅旨在作為光活性化合物(PACs)的說明性例子，而不旨在將實施方式限制為僅具體敘述的那些PAC。並且，可以使用任何合適的PAC，且所有這些PAC均應完全包括在這些實施方式的範圍內。

在一些實施方式中，將交聯劑添加到光阻中。交聯劑與聚合物中的其中一個烴結構的一個基團發生反應，也與另一個烴結構的第二基團發生反應，以使得兩個烴結構交聯及鍵合在一起。這類鍵合及交聯增加了交聯反應的聚合物產物的分子量，並增加了光阻的整體交聯密度。增加密度及交聯密度有助於改善光阻圖案。

在一些實施方式中，交聯劑具有以下結構：

其中C為碳，n為1-15，A及B獨立地包括氫原子、羥基、鹵化物、芳族碳環、或直鏈或環狀烷基、烷氧基／氟代、碳數為1至12的烷基／氟代烷氧基鏈。每個碳（即C）包含A及B，位於碳鏈第一末端的第一個碳包括X，位於碳鏈第二末端的第二個碳包括Y，其中X及Y獨立地包括胺基、硫醇基、羥基、異丙醇基或異丙胺基，除了當n=1時，X及Y鍵結到相同的碳上。可用作交聯劑的具體實例包括以下材料：

。

或者，在一些實施方式中，除了添加交聯劑至光阻組成物之外，亦添加偶聯劑(coupling agent)至光阻組成物。偶聯劑可輔助交聯反應，其中偶聯劑在交聯劑之前先與聚合物中的烴結構上的基團發生反應，從而降低交聯反應的反應能量並提高速率。接著，鍵結後的偶聯劑再與交聯劑發生反應，從而將交聯劑偶聯到聚合物上。

可替代地，在添加偶聯劑至沒有交聯劑的光阻中的一些實施方式中，偶聯劑用於將聚合物中的烴結構中的一個基團偶聯至另一個烴結構的第二基團，以使得兩種聚合物交聯及鍵合。然而，在這種實施方式中，與交聯劑不同，偶聯劑並非作為聚合物的一部分保留下來，並且僅協助將一個烴結構直接鍵合至另一個烴結構。

在一些實施方式中，偶聯劑具有以下結構：

其中R為碳原子、氮原子、硫原子或氧原子，M包括氯原子、溴原子、碘原子、-NO₂ 、-SO₃ -、-H--、--CN、-NCO、--OCN、--CO₂ -、--OH、--OR*、-OC(O)CR*、--SR、--SO₂ N(R*)₂ 、--SO₂ R*、SOR、--OC(O)R*、--C(O)OR*、--C(O)R*、--Si(OR*)₃ 、--Si(R*)₃ 、環氧樹脂等，R*為經取代或未取代的C1-C12烷基、C1-C12芳基、C1-C12芳烷基等。在一些實施方式中，用作偶聯劑的具體實例包括以下材料：

。

光阻的各個組分置入溶劑中，以協助混合及分配光阻。為了協助混合及分配光阻，係至少根據所選擇的聚合物及PACs的材料來選擇溶劑。在一些實施方式中，選擇溶劑以使得聚合物樹脂與PACs可均勻地溶解於溶劑中並分配到待圖案化層上。

在一些實施方式中，光阻的溶劑為有機溶劑，並包括任何適合的溶劑，例如酮、醇、多元醇、醚、二醇醚、環醚、芳烴、酯、丙酸鹽、乳酸鹽、乳酸酯、亞烷基二醇單烷基醚、烷基乳酸鹽、烷基烷氧基丙酸鹽、環狀內酯、含有一個環的單酮化合物、碳酸亞烷基酯、烷基烷氧基乙酸酯、丙烯酸烷基酯、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、亞烷基二醇烷基醚酯、亞烷基二醇單烷基酯，或其類似者。

可用作光阻的溶劑的具體例子包括丙酮、甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、四氫呋喃、甲基乙基酮、環己酮、甲基異戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二甲醚、乙二醇甲乙醚、乙二醇單乙醚、甲基溶纖劑乙酸(methyl cellosolve acetate)、乙基溶纖劑乙酸(ethyl cellosolve acetate)、二甘醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙烯乙二醇單甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇乙基甲基醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單丁醚、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸甲酯(methyl 2-hydroxy-2-methylpropionate)、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯(ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate)、乙氧基乙酸乙酯、羥乙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙基甲基羥丙酸鹽、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單丙基甲基醚乙酸酯、丙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚丙酸酯、丙二醇單乙醚丙酸酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙烯乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、β-丙內酯、β-丁內酯、γ-丁內酯、α-甲基-γ-丁內酯、β-甲基-γ-丁內酯、γ-戊內酯、γ-己內酯、γ-辛內酯、α-羥基-γ-丁內酯、2-丁酮、3-甲基丁酮、頻哪酮(pinacolone)、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、環戊酮、2-甲基環戊酮、3-甲基環戊酮、2,2-二甲基環戊酮、2,4,4-三甲基環戊酮、環己酮、3-甲基環己酮、4-甲基環己酮、4-乙基環己酮、2,2-二甲基環己酮、2,6-二甲基環己酮、2,2,6-三甲基環己酮、環庚酮、2-甲基環庚酮、3-甲基環庚酮、碳酸亞丙酯、碳酸亞乙烯酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丁酯、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-丙基、二丙二醇、單甲醚、單乙醚、單丙醚、單丁醚、單苯醚、二丙二醇單乙酸酯、二噁烷、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）、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、丙酸甲酯、丙酸乙酯、乙氧基丙酸酯、甲乙酮、環己酮、2-庚酮、環戊酮、環己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、亞甲基溶纖劑、2-乙氧基乙醇、N-甲基甲醯胺、N、N-二甲基甲醯胺、N-甲基甲醯胺、N-甲基乙醯胺、N、N-二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、芐基乙基醚、二己醚、丙酮基丙酮(acetonylacetone)、異佛爾酮(isophorone)、己酸(caproic acid)、辛酸(caprylic acid)、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸芐酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、乙酸苯基溶纖劑，或其類似者。

如本技術領域中具有通常知識者所將了解的，以上列出及敘述之可以用作光阻的溶劑組分的材料的例子僅是示例性的，而無意於限制實施方式。並且，可使用能夠溶解聚合物及PACs的任何合適材料來協助混合及施加光阻。所有這類材料完全包括在實施方式的範圍內。

此外，儘管上述材料中的單個材料可以用作光阻的溶劑，但是在其他實施方式中，使用了一種以上的上述材料。舉例而言，溶劑包括兩種或更多上述材料的組合混合物。所有這些組合完全旨在包括在實施方式的範圍內。

除了聚合物、PAC、溶劑、交聯劑及偶聯劑之外，光阻的一些實施方式還包括許多有助於光阻獲得高分辨率的其他添加劑。舉例而言，光阻的一些實施方式還包括界面活性劑，以幫助改善光阻塗覆其上施加的表面的能力。在一些實施方式中，界面活性劑包括非離子界面活性劑、具有氟化脂族基團的聚合物、含有至少一個氟原子及／或至少一個矽原子的界面活性劑、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、脫水山梨糖醇脂肪酸酯及聚氧乙烯脫水山梨糖醇脂肪酸酯(polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters)。

在一些實施方式中，作為光阻組成物中的界面活性劑的具體例子包括聚氧乙烯十二烷基醚、聚氧乙烯十八烷基醚、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、脫水山梨糖醇單月桂酸酯、脫水山梨糖醇單棕櫚酸酯、脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、脫水山梨糖醇單油酸酯、脫水山梨糖醇三油酸酯、脫水山梨糖醇三硬脂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇單月桂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇單硬脂酸酯、聚氧乙烯脫水山梨糖醇三油酸酯、聚氧乙烯脫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、聚氧乙烯四硬脂醚、聚氧乙烯十六烷基醚、含氟陽離子介面活性劑、含氟非離子介面活性劑、含氟陰離子介面活性劑、陽離子介面活性劑、陰離子介面活性劑、聚乙二醇、聚乙烯丙二醇、聚氧乙烯十六烷基醚、其組合或其類似者。

在一些實施方式中，添加到光阻的另一種添加劑是淬滅劑(quencher)，其抑制光阻內產生的酸／鹼／自由基的擴散。淬滅劑改善了光阻的圖案配置及光阻隨時間的穩定性。在一實施方式中，淬滅劑為胺，例如二級脂族胺，三級脂族胺等。胺的具體實例包括三甲胺(trimethylamine)、二乙胺(diethylamine)、三乙胺(triethylamine)、二正丙胺(di-n-propylamine)、三正丙胺(tri-n-propylamine)、三戊胺(tripentylamine)、二乙醇胺(diethanolamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、烷醇胺(alkanolamine)及其組合等。

在一些實施方式中，使用有機酸作為淬滅劑。有機酸的具體實施方式包括丙二酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、苯甲酸、水楊酸；含氧磷酸(phosphorous oxo acid)及其衍生物，例如磷酸及其衍生物，例如磷酸酯、磷酸二正丁基酯及磷酸二苯酯；膦酸(phosphonic acid)及其衍生物，例如膦酸酯，例如膦酸二甲酯、膦酸二正丁酯、苯基膦酸、膦酸二苯酯及膦酸二芐酯；以及次膦酸(phosphinic acid)及其衍生物，例如次膦酸酯、包括苯基次膦酸。

在一些實施方式中，添加到光阻的另一種添加劑是穩定劑，其有助於防止在光阻曝光期間產生的酸的擴散。在一些實施方式中，穩定劑包括含氮化合物，包括脂族一級胺、二級胺及三級胺；環胺，包括呱啶、吡咯烷、嗎啉；芳族雜環，包括吡啶、嘧啶、嘌呤；亞胺，包括二氮雜雙環十一碳烯、胍、醯亞胺、醯胺等。或者，在一些實施方式中，銨鹽也用於作為穩定劑，包括銨、烷氧化物的一級、二級及三級烷基及芳基的銨鹽，包括氫氧化物、酚鹽、羧酸鹽、芳基及烷基磺酸鹽、磺醯胺等。在一些實施方式中，使用其它陽離子型含氮化合物，包括吡啶鎓鹽及其他具有陰離子的雜環含氮化合物的鹽類，例如烷氧化物，包括氫氧化物、酚鹽、羧酸鹽、芳基及烷基磺酸鹽、磺醯胺等。

在一些實施方式中，添加至光阻的另一種添加劑是溶解抑制劑，其幫助控制光阻在顯影期間的溶解。在一實施方式中，膽鹽酯(bile-salt esters)可用作溶解抑制劑。在一些實施方式中，溶解抑制劑的具體實例包括膽酸(cholic acid)、脫氧膽酸(deoxycholic acid)、石膽酸(lithocholic acid)、叔丁基脫氧膽酸鹽(t-butyl deoxycholate)、叔丁基石膽酸鹽(t-butyl lithocholate)及叔丁基-3-乙醯基石油酸鹽(t-butyl-3--acetyl lithocholate)。

在一些實施方式中，添加至光阻的另一種添加劑是增塑劑(plasticizer)。增塑劑可用於減少光阻及其下面的層（例如待圖案化的層）之間的分層及開裂。增塑劑包括單體、低聚物及高聚物增塑劑，例如低聚及高聚的聚乙二醇醚、脂環族酯及非酸類反應性類固醇衍生材料。在一些實施方式中，用於增塑劑的材料的具體實例包括鄰苯二甲酸二辛酯(dioctyl phthalate)、鄰苯二甲酸二十二烷基酯(didodecyl phthalate)、三丙二醇二辛酸酯(triethylene glycol dicaprylate)、鄰苯二甲酸二甲醇酯(dimethyl glycol phthalate)、三甲苯酚基磷酸酯(tricresyl phosphate)、己二酸二辛酯(dioctyl adipate)、癸二酸二丁酯(dibutyl sebacate)、三乙醯甘油(triacetyl glycerine)等。

在一些實施方式中，光阻的另一種添加劑包含著色劑(coloring agent)。著色劑使觀察者能夠檢查光阻並在進一步處理之前找出可能需要補救的任何缺陷。在一些實施方式中，著色劑是三芳基甲烷(triarylmethane)染料或細顆粒有機顏料。在一些實施方式中，材料的具體實例包括結晶紫(crystal violet)、甲基紫、乙基紫、油藍＃603(oil blue #603)、維多利亞純藍BOH(Victoria Pure Blue BOH)、孔雀石綠、金剛石綠、酞菁顏料、偶氮顏料、炭黑、氧化鈦、亮綠色染料(C. I. 42020)、維多利亞純藍FGA(Linebrow)、維多利亞 BO(Linebrow)(C. I. 42595)、維多利亞藍 BO(C. I. 44045)、羅丹明6G(C. I. 45160)、二苯酮化合物，例如2,4-二羥基二苯酮(2,4-dihydroxybenzophenone)及2,2',4,4'-四羥基二苯酮(2,2',4,4'-tetrahydroxybenzophenone)；水楊酸化合物，例如水楊酸苯酯(phenyl salicylate)及4-叔丁基苯水楊酸酯(4-t-butylphenyl salicylate)；苯基丙烯酸酯(benzotriazole)化合物，例如乙基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯(ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylate)及2'-乙基己基-2-氰基-3,3-二苯基丙烯酸酯(2'-ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylate)；苯並三唑化合物，例如2-(2-羥基-5-甲基苯基)-2氫-苯並三唑(2-(2-hydroxy-5-methylphenyl)-2H-benzotriazole)及2-(3-叔丁基-2-羥基-5-甲基苯基)-5-氯-2氫-苯並三唑(2-(3-t-butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl)-5-chloro-2H-benzotriazole)；香豆素化合物，例如4-甲基-7-二乙氨基-1-苯並吡喃-2-酮(4-methyl-7-diethylamino-1-benzopyran-2-one)；噻噸酮(thioxanthone)化合物，例如二乙基噻噸酮(diethylthioxanthone)；二苯乙烯化合物(stilbene)、萘二甲酸(naphthalic acid)化合物、偶氮染料、酞菁藍、酞菁綠、碘綠、維多利亞藍、結晶紫、氧化鈦、萘黑、Photopia甲基紫、溴酚藍及溴甲酚綠；雷射染料，例如羅丹明G6、香豆素500、DCM（4-(二氰基亞甲基)-2-甲基-6-(4-二甲基氨基苯乙烯基)-4氫吡喃）(4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H pyran)、Kiton Red 620、Pyrromethene 580等。另外可以結合使用一種或多種著色劑，以提供所需的著色。

在一些實施方式中，將粘著添加劑添加到光阻，以促進光阻與光阻的下層（例如待圖案化的層）之間的粘著性。在一些實施方式中，粘著添加劑包括具有至少一個反應性取代基的矽烷化合物，例如羧基，甲基丙烯醯基，異氰酸酯基及／或環氧基。粘著組分的具體實例包括三甲氧基甲矽烷基苯甲酸(trimethoxysilyl benzoic acid)、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷(γ-methacryloxypropyl trimethoxy silane)、乙烯基三乙氧基矽烷(vinyltriacetoxysilane)、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyltrimethoxysilane)、γ-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷(γ-isocyanatepropyl triethoxy silane)、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷(γ-glycidoxypropyl trimethoxy silane)、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷(β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl trimethoxy silane)、苯並咪唑及聚苯並咪唑、低級羥烷基取代的吡啶衍生物、氮雜環化合物、脲、硫脲、有機磷化合物、8-氧基喹啉(8-oxyquinoline)、4-羥基喋啶(4-hydroxypteridine)及其衍生物、1,10-菲咯啉(1,10-phenanthroline)及其衍生物、2,2'-聯吡啶(2,2'-bipyridine)及其衍生物、苯並三唑、有機磷化合物、苯二胺化合物、2-氨基-1-苯基乙醇(2-amino-1-phenylethanol)、N-苯基乙醇胺(N-phenylethanolamine)、N-乙基二乙醇胺、N-乙基乙醇胺及其衍生物、苯並噻唑、具有環己基環及嗎啉環的苯並噻唑胺鹽、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane)、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷、3-巰基丙基三甲氧基矽烷(3-mercaptopropyltrimethoxysilane)、3-巰基丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷(vinyl trimethoxysilane)及其組合等。

在一些實施方式中，添加金屬氧化物奈米粒子至光阻中。在一些實施方式中，光阻包括一或多種金屬氧化物奈米粒子，金屬氧化物奈米粒子係選自由二氧化鈦、氧化鋅、二氧化鋯、氧化鎳、氧化鈷、氧化錳、氧化銅、氧化鐵、鈦酸鍶、氧化鎢、氧化釩、氧化鉻、氧化錫、氧化鉿、氧化銦、氧化鎘、氧化鉬、氧化鉭、氧化鈮、氧化鋁、及其組合所組成的群組。在此，奈米粒子是指平均粒子直徑介於1至100 nm的粒子。

在一些實施方式中，添加表面平整劑(surface leveling agent)至光阻中，以幫助光阻的頂表面保持水平，使得撞擊的光不會因不平坦的表面而受到不理想的改變。在一些實施方式中，表面平整劑包括氟代脂族酯、羥基封端的氟代聚醚、氟代乙二醇聚合物、矽氧烷、丙烯酸類聚合物平整劑及其組合等。

在一些實施方式中，將聚合物、光活性化合物及任何所需的添加劑或其他試劑加入到溶劑中以供應用。在加入後，將混合物混合以使得整個光阻具有均勻的組成，從而確保不存在由光阻的不均勻混合或不均勻組成引起的缺陷。在混合後，可以在使用光阻前先儲存或立即使用光阻。

準備就緒後，如第2圖所示，將光阻施加到待圖案化的層（例如基板10）上，以形成光阻層15。在一些實施方式中，採用旋轉塗佈製程、浸塗法、氣刀塗佈法、簾式塗佈法、線棒塗佈法、凹版塗佈法、層壓法，擠出塗佈法、其組合等製程施加光阻。在一些實施方式中，光阻層15的厚度範圍為約10 nm至約300 nm。

在一些實施方式中，在將光阻層15施加到基板10後，執行光阻層的預曝光烘烤，以在進行輻射曝光之前固化並乾燥光阻（參照第1圖）。對光阻層15進行乾燥可移除溶劑組分，同時留下聚合物、光活性化合物、交聯劑及其它所選用的添加劑。在一些實施方式中，預曝光烘烤在適於蒸發溶劑的溫度下進行，例如約50 ℃及250 ℃之間，其中確切的溫度取決於所選擇的光阻材料。在足以固化及乾燥光阻層的時間內執行預烘烤，例如約10秒至約10分鐘。

第3圖繪示對光阻層進行選擇性曝光，以形成曝光區域52及未曝光區域50。在一些實施方式中，通過將具有光阻塗層的基板放置在微影工具中來進行輻射曝光。微影工具包括光罩30、光學裝置、提供用於曝光的輻射45的曝光輻射源、及用於在曝光輻射時支撐及移動基板的可移動台。

在一些實施方式中，輻射源（未示出）向光阻層15提供輻射45（例如紫外光），以引發光活性化合物的反應，光活性化合物進而與聚合物發生反應，從而使得受到輻射45撞擊的光阻層區域發生化學性改變。在一些實施方式中，輻射為電磁輻射、例如g線（波長約為436 nm）、i線（波長約為365 nm）、紫外光輻射、遠紫外光輻射(far ultraviolet radiation)、極紫外光輻射(extreme ultraviolet)、電子束等。在一些實施方式中、輻射源係選自由汞蒸汽燈、氙燈、碳弧燈、KrF準分子激光（波長248 nm）、ArF準分子激光（波長193 nm）、F₂ 準分子激光（波長157 nm）、或CO₂ 雷射激發的Sn等離子體（極紫外光，波長13.5 nm）所組成的群組。

在一些實施方式中，在輻射45受到光罩30的圖案化之前或之後，微影工具中的光學裝置（未示出）用於控制輻射，例如擴展、反射或其他方式。在一些實施方式中，光學裝置包括一個或多個透鏡、反射鏡、濾光器及其組合，以沿著輻射45的路徑來控制輻射45。

在一實施方式中，圖案化輻射45是波長為13.5 nm的極紫外光，光活性化合物為光酸產生劑，待分解的基團為烴結構上的羧酸基團，並且有使用交聯劑。圖案化輻射45撞擊在光酸產生劑上，光酸產生劑吸收圖案化輻射45。上述吸收作用引發光酸產生劑在光阻層15內產生質子（例如H⁺ 原子）。當質子撞擊烴結構上的羧酸基團時，質子與羧酸基團發生反應，使得羧酸基團發生化學性的改變，從而改變聚合物的性質。接著羧酸基團與交聯劑進行反應，以與光阻層15的曝光區域內的其他聚合物樹脂發生交聯。

在一些實施方式中，使用浸沒式微影(immersion lithography)技術對光阻層15進行曝光。在此技術中，浸沒介質（未示出）置於最終光學裝置及光阻層之間，而曝光輻射45穿過浸沒介質。

在一些實施方式中，在光阻層15受到輻射45的曝光後，執行曝光後烘烤，以協助在曝光時由於輻射45對光活性化合物的撞擊而產生的酸／鹼／自由基的產生、分散及反應。這種熱輔助有助於產生或增強在光阻層內的曝光區域52及未曝光區域50之間產生化學差異的化學反應。這些化學性差異亦造成曝光區域52及未曝光區域50之間的溶解度差異。在一些實施方式中，曝光後烘烤的溫度為約50 ℃至約250 ℃，為時約20秒至約300秒。

在一些實施方式中，在化學反應中納入交聯劑有助於聚合物的組分（例如個別聚合物）彼此反應及鍵結，從而增加鍵結後聚合物的分子量。具體地，初始聚合物具有側鏈，側鏈上具有受到待移除基團或酸不穩定基團所保護的羧酸基。在去保護反應中移除掉待移除基團，其中上述去保護反應是在曝光製程中或曝光後烘烤製程中由例如光酸產生劑所產生的質子(H⁺ )引發。質子(H⁺ )首先移除待移除基團或酸不穩定基團，而另一個氫原子可以取代被移除的結構，以形成去保護的聚合物。在去保護後，在交聯劑存在下，兩個去保護的個別聚合物之間發生交聯反應。具體地，在羧酸基內，由去保護反應所形成的氫原子被移除，而氧原子與交聯劑發生反應並鍵結。交聯劑與兩種聚合物的這類鍵結不僅將兩種聚合物鍵結到交聯劑上，同時也使得這兩種聚合物彼此鍵結，從而形成交聯聚合物。

通過交聯反應增加聚合物的分子量，所產生的新交聯聚合物在負型光阻顯影劑中變得較不可溶。

在一些實施方式中，光阻顯影劑組成物57包括第一溶劑、酸或鹼，以及具有介電常數大於18的第二溶劑。在一些實施方式中，第一溶劑與第二溶劑為不同的溶劑。在一些實施方式中，第一溶劑的濃度為約60wt.%至約99wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量。酸或鹼的濃度為約0.001wt.%至約20wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量。在特定實施方式中，顯影劑中的酸或鹼的濃度為約0.01wt.%至約15wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量。在特定實施方式中，顯影劑中的第二溶劑濃度為約1wt.%至約40wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量。當溶劑組分的濃度超出所揭示範圍時，可降低顯影劑組成物的性能和顯影效率，導致增加光阻圖案中的光阻殘留物和浮渣，並且增大線寬粗糙度和線邊緣粗糙度。

在一些實施方式中，第一溶劑的漢森溶解度參數(Hansen solubility parameter)為15＜δ_d ＜25，10＜δ_p ＜25與6＜δ_h ＜30。漢森溶解度參數的單位為（焦耳/cm³)^½ 或相等於MPa^½ ，且係基於如下構想：一個分子被定義為與另一個分子相似，如果此分子以類似方式與其自身鍵合。δ_d 是分子之間的分散力產生的能量。δ_p 是分子之間的偶極分子間力產生的能量。δ_h 是分子之間氫鍵的能量。可以將三個參數δ_d 、δ_p 和δ_h 視為三個維度上稱為漢森空間的點的坐標。兩個分子在漢森空間中越近，它們彼此溶解的可能性就越大。

具有所需漢森溶解度參數的第一溶劑包括己烷、苯、二甲基亞砜、丙酮、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、4-甲基-2-戊酮、丁基二甘醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯(propylene glycol methyl ether acetate)、丙二醇甲醚、乙醚、丙酸異丁酯、四氫呋喃、過氧化氫或水。

在一些實施方式中，酸的酸解離常數pK_a 為-15＜pK_a ＜5。在一些實施方式中，鹼的pK_a 為40＞pK_a ＞9.5。酸解離常數pK_a 是酸解離常數K_a 的對數常數。 K_a 是溶液中酸強度的定性衡量。K_a 是根據等式HA + H₂ O ↔ A- + H₃ O⁺ 酸解離的平衡常數，其中HA解離成其共軛鹼A^- 以及氫離子，此氫離子與水分子結合形成水合氫離子。解離常數可以表示為平衡濃度的比值：

在大多數情況下，水的量是固定的，且上述方程式可以簡化為HA ↔ A^- + H⁺ ，以及

。對數常數pK_a 通過等式pK_a =-log₁₀ (K_a )與K_a 相關。pK_a 值越低，酸越強。相反，pK_a 值越高，則鹼越強。

在一些實施方式中，適用於光阻顯影劑組成物57 的酸包括有機酸，其係選自由甲酸、乙酸、乙二酸(ethanedioic acid)、2-羥基乙酸(2-hydroxyethanoic acid)、乙醛酸(oxoethanoic acid)、丙酸、丙二酸、2-羥基丙酸、丁酸、2-羥基丁二酸、丁二酸、3-丁酮酸(3-oxobutanoic acid)、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、檸檬酸、尿酸、三氟甲烷磺酸(trifluoromethanesulfonic acid)、苯磺酸(benzenesulfonic acid)、乙磺酸(ethanesulfonic acid)、甲基磺酸(methanesulfonic acid)、草酸、馬來酸、碳酸、羥胺-鄰磺酸(hydroxylamine-o-sulfonic acid)、甲脒亞磺酸(formamidinesulfinic acid)、甲基磺胺酸(methylsulfamic acid)、磺乙酸(sulfoacetic acid)、1,1,2,2-四氟乙烷磺酸(1,1,2,2-tetrafluoroethanesulfonic acid)、1,3-丙烷二磺酸(1,3-propanedisulfonic acid)、九氟丁烷-1-磺酸(nonafluorobutane-1-sulfonic acid)、5-磺基水楊酸(5-sulfosalicylic acid)及其組合所組成的群組。在一些實施方式中，酸是選自硝酸、硫酸、鹽酸及其組合的無機酸。

在一些實施方式中，適用於光阻顯影劑組成物57 的鹼包括烷醇胺(alkanolamine) 、三唑(triazole)或銨化合物。在一些實施方式中，合適的鹼包括有機鹼，其係選自由單乙醇胺、單異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1H-苯並三唑(1H-benzotriazole)、1,2,4-三唑、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯(1,8-diazabicycloundec-7-ene)、四甲基氫氧化銨(tetramethylammonium hydroxide)、四乙基氫氧化銨(tetraethylammonium hydroxide)、四丙基氫氧化銨(tetrapropylammonium hydroxide)、四丁基氫氧化銨(tetrabutylammonium hydroxide)及其組合所組成的群組；或無機鹼，其係選自由氫氧化銨、氨基磺酸銨、氨基甲酸銨及其組合所組成的群組。在一些實施方式中，鹼係選自由單異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1H-苯並三唑、1,2,4-三唑、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯及其組合所組成的群組。在一些實施方式中，介電常數大於18的第二溶劑包括水、甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲酸、甲醯胺、丙酮、丁酮(methyl ethyl ketone)、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或其類似者。在一些實施方式中，第二溶劑的濃度為約1wt.%至約40wt.%，基於顯影劑的總重量。在一些實施方式中，第二溶劑為去離子水。

在一些實施方式中，顯影劑是丙二醇甲醚、去離子水和甲酸的混合物。在其他實施方式中，顯影劑是丙二醇甲醚、去離子水和乙酸的混合物。並且在其他實施方式中，顯影劑是丙二醇甲醚乙酸酯、去離子水和甲酸的混合物。

在一些實施方式中，光阻顯影劑包括螯合物。在一些實施方式中，螯合物係選自由乙二胺四乙酸(ethylenediaminetetraacetic acid, EDTA)、乙二胺-N,N'-二琥珀酸(ethylenediamine-N,N'-disuccinic acid, EDDS)、二亞乙基三胺五乙酸(diethylenetriaminepentaacetic acid, DTPA)、聚天冬氨酸(polyaspartic acid)、反式1,2-環己烷二胺 - N,N,N',N'-四乙酸一水合物(trans‐1,2‐cyclohexanediamine‐N,N,N',N'‐tetraacetic acid monohydrate)、乙二胺(ethylenediamine)及其組合所組成的群組，或其類似者。在一些實施方式中，螯合物的濃度為約0.001wt.%至約20wt.%，基於光阻顯影劑的總重量。

在一些實施方式中，光阻顯影劑組成物57包括過氧化氫，其濃度高達約10wt.%，基於顯影劑的總重量。

在一些實施方式中，光阻顯影劑組成物57包括高達約1wt.%的介面活性劑以增加溶解度並降低基板上的表面張力。在一些實施方式中，光阻顯影劑的介面活性劑係選自由烷基苯磺酸鹽、木質素磺酸鹽、脂肪醇乙氧基化物和烷基酚乙氧基化物所組成的群組。在一些實施方式中，介面活性劑係選自由硬脂酸鈉、4-（5-十二烷基）苯磺酸鈉(4-(5-dodecyl)benzenesulfonate)、月桂基硫酸銨(ammonium lauryl sulfate)、月桂基硫酸鈉(sodium lauryl sulfate)、月桂醇聚醚硫酸酯鈉(sodium laureth sulfate)、肉豆蔻醇聚醚硫酸鈉(sodium myreth sulfate)、二辛基磺基琥珀酸鈉(dioctyl sodium sulfosuccinate)、全氟辛烷磺酸鹽(perfluorooctanesulfonate)、全氟丁烷磺酸鹽(perfluorobutanesulfonate)、烷基-芳基醚磷酸酯(alkyl-aryl ether phosphate)、烷基醚磷酸酯(alkyl ether phosphates)、月桂醯肌氨酸鈉(sodium lauroyl sarcosinate)、全氟壬酸酯(perfluoronononanoate)、全氟辛酸酯(perfluorooctanoate)、辛烯二鹽酸鹽(octenidine dihydrochloride)、溴化十六烷銨(cetrimonium bromide)、氯化十六烷基吡啶(cetylpyridinium chloride)、苯紮氯銨(benzalkonium chloride)、氯化苯索寧(benzethonium chloride)、二甲基雙十八烷基氯化銨(dimethyldioctadecylammonium chloride)、雙十八烷基二甲基溴化銨(dioctadecyldimethylammonium bromide)、3-[(3-膽醯胺基丙基）二甲基銨]-1-丙磺酸鹽(3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate)、椰油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼(cocamidopropyl hydroxysultaine)、椰油醯胺基丙基甜菜鹼、磷脂磷脂醯絲氨酸(phospholipidsphosphatidylserine)、磷脂醯乙醇胺(phosphatidylethanolamine)、磷脂醯膽鹼(phosphatidylcholine)、鞘磷脂(sphingomyelins)、八乙二醇單癸基醚(octaethylene glycol monodecyl ether)、五乙二醇單癸基醚(pentaethylene glycol monodecyl ether)、聚乙氧基化乙二醇牛脂胺(polyethoxylated tallow amine)、椰油醯胺單乙醇胺(cocamide monoethanolamine)、椰油醯胺雙乙醇胺(cocamide diethanolamine)、單硬脂酸甘油酯(glycerol monostearate)、單月桂酸甘油酯(glycerol monolaurate)，脫水山梨糖醇單月桂酸酯(sorbitan monolaurate)，脫水山梨糖醇單硬脂酸酯(sorbitan monostearate)，脫水山梨糖醇三硬脂酸酯(sorbitan tristearate)及其組合所組成的群組。

在一些實施方式中，通過旋轉塗佈製程將顯影劑57施加到光阻層15上。在旋轉塗佈製程中，從光阻層15上方將顯影劑57施加到光阻層15上，同時旋轉受到塗佈的基板，如第4圖所示。在一些實施方式中，以介於約5 ml／min與約800 ml／min之間的速率供給顯影劑57，而受到光阻塗佈的基板10以介於約100 rpm與約2000 rpm之間的速度旋轉。在一些實施方式中，在顯影操作中，顯影劑的溫度為約10 °C至約80 °C。在一些實施方式中，顯影操作持續約10秒至約10分鐘。

雖然旋轉塗佈操作是在曝光之後用於顯影光阻層15的一種合適方法，但其為說明性的，而非旨在限制實施方式。可以替代地使用任何合適的顯影操作，包括浸漬製程、熔池製程(puddle processes)及噴塗方法。這些顯影操作全部包括在實施方式的範圍內。

在顯影製程中，顯影劑組成物57溶解沒有受到輻射曝光的光阻區域50（即沒有交聯），從而暴露基板10的表面，如第5圖所示，並留下良好定義之受到曝光的光阻區域52，並具有較傳統負型光阻微影更佳的定義(definition)。

在顯影操作S150後，從圖案化後並受到光阻覆蓋的基板上移除殘餘的顯影劑。在一些實施方式中，使用旋轉乾燥製程移除殘餘的顯影劑，然而使用任何合適的移除技術皆可使用。在對光阻層15進行顯影並移除殘餘的顯影劑後，在圖案化的光阻層52就位的同時進行另外的加工處理。舉例而言，在一些實施方式中，如第6圖所示，使用乾式或濕式蝕刻來進行蝕刻操作，以將圖案化的光阻層52的圖案轉移到下面的基板10，從而形成凹槽55’。基板10與光阻層15具有不同的抗蝕刻能力。在一些實施方式中，蝕刻劑對基板10的選擇性比光阻層15更高。

在一些實施方式中，基板10及光阻層15包含至少一種抗蝕刻性分子。在一些實施方式中，抗蝕刻性分子包括具有低大西數(onishi number)的結構、雙鍵、三鍵、矽、氮化矽、鈦、氮化鈦、鋁、氧化鋁、氮氧化矽、或其組合等。

在一些實施方式中，如第7圖所示，於形成光阻層之前，在基板上設置待圖案化層60。在一些實施方式中，待圖案化層60是金屬化層或介電層（例如設置在金屬化層上的鈍化層）。在待圖案化層60為金屬化層的實施方式中，待圖案化層60係導電材料通過使用金屬化製程及金屬沉積技術所形成，包括化學氣相沉積、原子層沉積及物理氣相沉積（濺射）。同樣地，若待圖案化層60為介電層，則通過介電層形成技術來形成待圖案化層60，包括熱氧化、化學氣相沉積、原子層沉積及物理氣相沉積。

隨後將光阻層15選擇性地曝光於光化輻射45，以在光阻層中形成曝光區域52及未曝光區域50，如第8圖所示，相關敘述提供於本文關於第3圖的敘述。在此所述的光阻是負型光阻，其中在一些實施方式中，聚合物交聯出現在曝光區域52中。

如第9圖所示，通過從分配器62分配顯影劑57，以對光阻的未曝光區域50進行顯影，從而形成如第10圖所示的光阻開口的圖案55。此顯影操作類似於本文參照第4圖及第5圖所述的顯影操作。

接著如第11圖所示，使用蝕刻操作將光阻層15中的圖案55轉移到待圖案化層60，並移除光阻層，相關解釋如參照第6圖在待圖案化層60形成圖案55’的敘述。

在一些實施方式中，使用極紫外光微影進行光阻層15的選擇性曝光，以形成未曝光區域50及曝光區域52。在極紫外光微影操作中，使用反射式光罩65以形成圖案化的曝光，如第12圖所示。反射式光罩65包括低熱膨脹玻璃基板70，低熱膨脹玻璃基板70上具有由Si及Mo所形成的反射性多層75。覆蓋層80及吸收劑層85形成在反射性多層75上。後側導電層90形成在低熱膨脹基板70的背側。在極紫外光微影中，極紫外輻射95以約6°的入射角朝向反射式光罩65。極紫外光輻射的一部分97被Si/Mo多層75反射至具有光阻塗佈的基板10，而入射在吸收劑層85的極紫外光輻射部分則被光罩吸收。在一些實施方式中，附加的光學裝置（包括鏡子）位於反射式光罩65及具有光阻塗佈的基板10之間。

其他實施方式包括在上述操作之前，之中或之後的其他操作。在多個實施方式中，在此揭示的方法包括形成鰭式場效應電晶體(FinFET)結構。在一些實施方式中，複數個主動鰭(active fins)形成於半導體基板上。這些實施方式更包括透過圖案化硬遮罩的開口蝕刻基板，以形成基板中的溝槽；以介電材料填充溝槽；執行化學機械研磨(CMP)製程以形成淺溝槽隔離(STI)特徵；以及外延生長或凹陷STI特徵以形成鰭狀主動區。在一些實施方式中，一或多個閘極電極形成於基板上。一些實施方式包括形成用於閘極／源極／汲極特徵的閘極間隔物、摻雜的源極／汲極區域、接觸。在其他實施方式中，將形成靶圖案以作為多層互連結構中的金屬線。舉例而言，金屬線可以形成在基板的層間介電質(ILD)層中，此層已被蝕刻以形成複數個溝槽。導電材料例如金屬可填充於溝槽中；以及可使用例如化學機械平坦化(CMP)之類的製程來研磨導電材料以暴露出圖案化的ILD層，從而在ILD層中形成金屬線。以上是可以使用本文敘述的方法進行製造及／或改進的裝置／結構的非限制性示例。

在一些實施方式中，形成主動元件例如二極管、場效電晶體(FET)、金屬氧化物半導體場效電晶體(MOSFET)、互補金屬氧化物半導體(CMOS)電晶體、雙極電晶體、高壓電晶體、高頻電晶體、FinFET、其他三維(3D)FET、金屬氧化物半導體場效應電晶體(MOSFET)、互補金屬氧化物半導體(CMOS)電晶體、雙極電晶體、高壓電晶體、高頻電晶體、其他記憶單元及其組合，根據本揭示的實施方式。

與傳統的顯影劑和技術相比，本揭示的實施方式中的新穎光阻顯影劑組成物和負型光阻微影技術以更高的效率製程提供了更高的半導體裝置特徵密度和減少的缺陷。本揭示的實施方式的新穎光阻顯影劑組成物和負型光阻微影技術可改進從已顯影的光阻圖案中移除殘留物和浮渣的方法。具有高介電常數（＞18）的溶劑有助於酸或鹼的解離，從而加速移除光阻殘留物和浮渣。

本揭示的一實施方式為一種在光阻中形成圖案的方法，包含形成光阻層於基板上方，以及選擇性曝露光阻層至光化輻射，以形成潛在圖案。通過施加顯影劑組成物至受到選擇性曝露的光阻層來顯影潛在圖案，以形成圖案。顯影劑組成物包含第一溶劑，具有漢森溶解度參數為15＜δ_d ＜25、10＜δ_p ＜25與6＜δ_h ＜30；酸，具有酸解離常數pK_a 為-15＜pK_a ＜5，或鹼，具有pK_a 為40＞pKa＞9.5；以及第二溶劑，具有介電常數大於18。第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為60wt.%至99wt.%，基於顯影劑組成物的一總重量計。在一實施方式中，酸或鹼的濃度為0.001wt.%至20wt.%，基於顯影劑組成物的一總重量計。在一實施方式中，第二溶劑的濃度為1wt.%至40wt.%，基於該顯影劑組成物的一總重量計。在一實施方式中，第一溶劑為己烷、苯、二甲基亞碸、丙酮、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、4-甲基-2-戊酮、丁基二甘醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚、乙醚、丙酸異丁酯、四氫呋喃、過氧化氫或水的至少一種。在一實施方式中，第二溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲酸、甲醯胺、丙酮、丁酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或水的至少一種。在一實施方式中，顯影劑組成物包括酸，且酸為乙二酸、甲酸、乙酸、丙酸、2-羥基乙酸、丁酸、2-羥基丁二酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、檸檬酸、尿酸、三氟甲烷磺酸、苯磺酸、乙磺酸、甲基磺酸、草酸、馬來酸、碳酸、乙醛酸、2-羥基丙酸、丙二酸、丁二酸、3-丁酮酸、羥胺-鄰磺酸、甲脒亞磺酸、甲基磺胺酸、磺乙酸、1,1,2,2-四氟乙烷磺酸、1,3-丙烷二磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、5-磺基水楊酸、硝酸、硫酸、鹽酸的至少一種。在一實施方式中，鹼為烷醇胺、三唑或銨化合物的至少一種。在一實施方式中，顯影劑組成物包含鹼，鹼為單乙醇胺、單異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1H-苯並三唑、1,2,4-三唑、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、氫氧化銨、氨基磺酸銨或氨基甲酸銨的至少一種。在一實施方式中，方法包括在選擇性曝露光阻層至光化輻射之後與顯影阻層之前，加熱光阻層。在一實施方式中，顯影劑組成物在顯影時的溫度為約25 °C至約75 °C。在一實施方式中，方法包括在選擇性曝露光阻層至光化輻射之前加熱光阻層。在一實施方式中，顯影劑組成物包括界面活性劑。在一實施方式中，界面活性劑的濃度為0.001wt.%至1wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。

本揭示的另一實施方式為一種方法，包括形成阻層於基板上方。圖案化地交聯阻層以形成潛在圖案於阻層中，阻層包括交聯部分與無交聯部分。通過施加顯影劑組成物來顯影潛在圖案，以移除阻層的無交聯部分，形成阻層的交聯部分的圖案。顯影劑組成物包括第一溶劑，具有漢森溶解度參數為15＜δ_d ＜25、10＜δ_p ＜25與6＜δ_h ＜30；酸，具有酸解離常數pK_a 為-15＜pK_a ＜5，或鹼，具有pK_a 為40＞pK_a ＞9.5；以及第二溶劑，具有介電常數大於18。第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，方法包括在選擇性曝露阻層至光化輻射之後與顯影阻層之前，加熱阻層。在一實施方式中，第一溶劑為己烷、苯、二甲基亞碸、丙酮、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、4-甲基-2-戊酮、丁基二甘醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚、乙醚、丙酸異丁酯、四氫呋喃、過氧化氫或水的至少一種。在一實施方式中，第二溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲酸、甲醯胺、丙酮、丁酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或水的至少一種。在一實施方式中，顯影劑組成物包括酸，且酸為乙二酸、甲酸、乙酸、丙酸、2-羥基乙酸、丁酸、2-羥基丁二酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、檸檬酸、尿酸、三氟甲烷磺酸、苯磺酸、乙磺酸、甲基磺酸、草酸、馬來酸、碳酸、乙醛酸、2-羥基丙酸、丙二酸、丁二酸、3-丁酮酸、羥胺-鄰磺酸、甲脒亞磺酸、甲基磺胺酸、磺乙酸、1,1,2,2-四氟乙烷磺酸、1,3-丙烷二磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、5-磺基水楊酸、硝酸、硫酸、鹽酸的至少一種。在一實施方式中，顯影劑組成物包括鹼，且鹼為單乙醇胺、單異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1H-苯並三唑、1,2,4-三唑、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、氫氧化銨、氨基磺酸銨或氨基甲酸銨的至少一種。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為60wt.%至99wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，酸或鹼的濃度為0.001wt.%至20wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，第二溶劑的濃度為1wt.%至40wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，顯影劑組成物在顯影時的溫度為約25 °C至約75 °C。在一實施方式中，方法包括在圖案化地交聯阻層之前加熱阻層。在一實施方式中，顯影劑組成物包括0.001wt.%至1wt.%的界面活性劑，基於顯影劑組成物的總重量計。

本揭示的另一實施方式為光阻顯影劑組成物，包含第一溶劑，具有漢森溶解度參數為15＜δ_d ＜25、10＜δ_p ＜25與6＜δ_h ＜30；酸，具有酸解離常數pK_a 為-15＜pK_a ＜5，或鹼，具有pK_a 為40＞pK_a ＞9.5；以及第二溶劑，具有介電常數大於18。第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，第一溶劑為己烷、苯、二甲基亞碸、丙酮、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、4-甲基-2-戊酮、丁基二甘醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚、乙醚、丙酸異丁酯、四氫呋喃、過氧化氫或水的至少一種。在一實施方式中，第二溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲酸、甲醯胺、丙酮、丁酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或水的至少一種。在一實施方式中，光阻顯影劑組成物包括酸，且酸為乙二酸、甲酸、乙酸、丙酸、2-羥基乙酸、丁酸、2-羥基丁二酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、檸檬酸、尿酸、三氟甲烷磺酸、苯磺酸、乙磺酸、甲基磺酸、草酸、馬來酸、碳酸、乙醛酸、2-羥基丙酸、丙二酸、丁二酸、3-丁酮酸、羥胺-鄰磺酸、甲脒亞磺酸、甲基磺胺酸、磺乙酸、1,1,2,2-四氟乙烷磺酸、1,3-丙烷二磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、5-磺基水楊酸、硝酸、硫酸、鹽酸的至少一種。在一實施方式中，光阻顯影劑組成物包括鹼，且鹼為單乙醇胺、單異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1H-苯並三唑、1,2,4-三唑、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、氫氧化銨、氨基磺酸銨或氨基甲酸銨的至少一種。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為60wt.%至99wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，酸或鹼的濃度為0.001wt.%至20wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，第二溶劑的濃度為1wt.%至40wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，光阻顯影劑組成物包括介面活性劑。在一實施方式中，介面活性劑的濃度為0.001wt.%至1wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。

本揭示的另一實施方式為一種對光阻層圖案化的方法，包括形成負型光阻層於基板上方。選擇性曝露光阻層至光化輻射，以形成潛在圖案。通過施加顯影劑組成物至選擇性曝光的光阻層，移除沒有曝光至光化輻射的光阻層的部分，以形成圖案。顯影劑組成物包括第一溶劑、第二溶劑、有機酸或有機鹼。第一溶劑為己烷、苯、二甲基亞碸、丙酮、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、4-甲基-2-戊酮、丁基二甘醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚、乙醚、丙酸異丁酯、四氫呋喃、過氧化氫或水的至少一種。有機酸為乙二酸、甲酸、2-羥基乙酸、2-羥基丁二酸檸檬酸、尿酸、三氟甲烷磺酸、苯磺酸、乙磺酸、甲基磺酸、草酸、馬來酸、碳酸、乙醛酸、2-羥基丙酸、丙二酸、丁二酸、3-丁酮酸、羥胺-鄰磺酸、甲脒亞磺酸、甲基磺胺酸、磺乙酸、1,1,2,2-四氟乙烷磺酸、1,3-丙烷二磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、5-磺基水楊酸的至少一種。有機鹼為單乙醇胺、單異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1H-苯並三唑、1,2,4-三唑、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨的至少一種。第二溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲酸、甲醯胺、丙酮、丁酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或水的至少一種。第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為60wt.%至99wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，酸或鹼的濃度為0.001wt.%至20wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，第二溶劑的濃度為1wt.%至40wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，方法包括在選擇性曝露光阻層至光化輻射後與移除光阻層的部分之前加熱光阻層。在一實施方式中，顯影劑組成物包括介面活性劑。在一實施方式中，介面活性劑的濃度為0.001wt.%至1wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，顯影劑組成物在顯影時的溫度為約25 °C至約75 °C。在一實施方式中，方法包括在選擇性曝露光阻層至光化輻射之前加熱光阻層。

本揭示的另一實施方式為一種光阻顯影劑組成物，光阻顯影劑組成物包括第一溶劑、第二溶劑、有機酸或有機鹼。第一溶劑為己烷、苯、二甲基亞碸、丙酮、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、4-甲基-2-戊酮、丁基二甘醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚、乙醚、丙酸異丁酯、四氫呋喃、過氧化氫或水的至少一種。有機酸為乙二酸、甲酸、2-羥基乙酸、2-羥基丁二酸檸檬酸、尿酸、三氟甲烷磺酸、苯磺酸、乙磺酸、甲基磺酸、草酸、馬來酸、碳酸、乙醛酸、2-羥基丙酸、丙二酸、丁二酸、3-丁酮酸、羥胺-鄰磺酸、甲脒亞磺酸、甲基磺胺酸、磺乙酸、1,1,2,2-四氟乙烷磺酸、1,3-丙烷二磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、5-磺基水楊酸的至少一種。有機鹼為單乙醇胺、單異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1H-苯並三唑、1,2,4-三唑、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨的至少一種。第二溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲酸、甲醯胺、丙酮、丁酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或水的至少一種。第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為60wt.%至99wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，酸或鹼的濃度為0.001wt.%至20wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，第二溶劑的濃度為1wt.%至40wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，光阻顯影劑組成物包括界面活性劑。在一實施方式中，介面活性劑為烷基苯磺酸鹽、木質素磺酸鹽、脂肪醇乙氧基化物或烷基酚乙氧基化物的至少一種。在一實施方式中，介面活性劑為介面活性劑係選自由硬脂酸鈉、4-（5-十二烷基）苯磺酸鈉、月桂基硫酸銨、月桂基硫酸鈉、月桂醇聚醚硫酸酯鈉、肉豆蔻醇聚醚硫酸鈉、二辛基磺基琥珀酸鈉、全氟辛烷磺酸鹽、全氟丁烷磺酸鹽、烷基-芳基醚磷酸酯、烷基醚磷酸酯、月桂醯肌氨酸鈉、全氟壬酸酯、全氟辛酸酯、辛烯二鹽酸鹽、溴化十六烷銨、氯化十六烷基吡啶、苯紮氯銨、氯化苯索寧、二甲基雙十八烷基氯化銨、雙十八烷基二甲基溴化銨、3-[(3-膽醯胺基丙基）二甲基銨]-1-丙磺酸鹽、椰油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼、椰油醯胺基丙基甜菜鹼、磷脂磷脂醯絲氨酸、磷脂醯乙醇胺、磷脂醯膽鹼、鞘磷脂、八乙二醇單癸基醚、五乙二醇單癸基醚、聚乙氧基化乙二醇牛脂胺、椰油醯胺單乙醇胺、椰油醯胺雙乙醇胺、單硬脂酸甘油酯、單月桂酸甘油酯，脫水山梨糖醇單月桂酸酯，脫水山梨糖醇單硬脂酸酯，脫水山梨糖醇三硬脂酸酯的至少一種。在一實施方式中，界面活性劑的濃度為0.001wt.%至1wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。

本揭示的另一實施方式為一種光阻顯影劑組成物，光阻顯影劑組成物包括第一溶劑、第二溶劑、無機酸或無機鹼。第一溶劑為己烷、苯、二甲基亞碸、丙酮、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、4-甲基-2-戊酮、丁基二甘醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚、乙醚、丙酸異丁酯、四氫呋喃、過氧化氫或水的至少一種。無機酸為硝酸、硫酸或鹽酸的至少一種。無機鹼為氫氧化銨、氨基磺酸銨或氨基甲酸銨的至少一種。第二溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲酸、甲醯胺、丙酮、丁酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或水的至少一種。第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為60wt.%至99wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，酸或鹼的濃度為0.001wt.%至20wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，第二溶劑的濃度為1wt.%至40wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，光阻顯影劑組成物包括界面活性劑。在一實施方式中，界面活性劑為烷基苯磺酸鹽、木質素磺酸鹽、脂肪醇乙氧基化物或烷基酚乙氧基化物的至少一種。在一實施方式中，界面活性劑為烷基苯磺酸鹽、木質素磺酸鹽、脂肪醇乙氧基化物或烷基酚乙氧基化物的至少一種。在一實施方式中，介面活性劑為介面活性劑係選自由硬脂酸鈉、4-（5-十二烷基）苯磺酸鈉、月桂基硫酸銨、月桂基硫酸鈉、月桂醇聚醚硫酸酯鈉、肉豆蔻醇聚醚硫酸鈉、二辛基磺基琥珀酸鈉、全氟辛烷磺酸鹽、全氟丁烷磺酸鹽、烷基-芳基醚磷酸酯、烷基醚磷酸酯、月桂醯肌氨酸鈉、全氟壬酸酯、全氟辛酸酯、辛烯二鹽酸鹽、溴化十六烷銨、氯化十六烷基吡啶、苯紮氯銨、氯化苯索寧、二甲基雙十八烷基氯化銨、雙十八烷基二甲基溴化銨、3-[(3-膽醯胺基丙基）二甲基銨]-1-丙磺酸鹽、椰油醯胺丙基羥基磺基甜菜鹼、椰油醯胺基丙基甜菜鹼、磷脂磷脂醯絲氨酸、磷脂醯乙醇胺、磷脂醯膽鹼、鞘磷脂、八乙二醇單癸基醚、五乙二醇單癸基醚、聚乙氧基化乙二醇牛脂胺、椰油醯胺單乙醇胺、椰油醯胺雙乙醇胺、單硬脂酸甘油酯、單月桂酸甘油酯，脫水山梨糖醇單月桂酸酯，脫水山梨糖醇單硬脂酸酯，脫水山梨糖醇三硬脂酸酯的至少一種。在一實施方式中，介面活性劑的濃度為0.001wt.%至1wt.%，基於顯影劑的總重量計。

前述內容概述若干實施例或實例之特徵，以使得熟習此項技術者可較佳理解本揭示的實施方式之態樣。熟習此項技術者應理解，他們可容易地使用本揭示的實施方式作為設計或修改用於執行本文所介紹之實施方式相同目的及/或達成相同優點的其他製程及結構之基礎。熟習此項技術者應同時認識到，這些的等效構造並不偏離本揭示的實施方式之精神及範疇，且其可在不偏離本揭示的實施方式之精神及範疇之情況下於本文中進行各種變化、替換及變更。

100:製程流程圖 S110:操作 S120:操作 S130:操作 S140:操作 S150:操作 10:基板 15:光阻層／阻層 30:光罩 35:不透明圖案 40:光罩基板 45:輻射／光化輻射／曝光輻射／圖案化輻射 50:未曝光區域／光阻區域 52:曝光區域／光阻區域／圖案化的光阻層 55:圖案 55’:圖案／凹槽 57:顯影劑／光阻顯影劑組成物／顯影劑組成物 60:待圖案化層 62:分配器 65:反射式光罩 70:低熱膨脹玻璃基板 75:反射性多層／Si/Mo多層 80:覆蓋層 85:吸收劑層 90:後側導電層 95:極紫外輻射 97:極紫外光輻射的一部分

當結合附圖閱讀時，自以下詳細描述可以最佳地理解本揭示的實施方式的態樣。所強調的是，根據工業中標準實務，各特徵未按比例繪製，並僅係用以說明目的。事實上，為論述的清楚性，各特徵之尺寸可任意地增加或縮減。第1圖繪示根據本揭示的實施方式之製造半導體裝置的製程流程。第2圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。第3圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。第4圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。第5圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。第6圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。第7圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。第8圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。第9圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。第10圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。第11圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。第12圖顯示根據本揭示的一實施方式之一順序操作的一製程階段。

國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

100:製程流程圖

S110:操作

S120:操作

S130:操作

S140:操作

S150:操作

Claims

一種在一光阻中形成一圖案的方法，包含：形成一光阻層於一基板上方；選擇性曝露該光阻層至光化輻射，以形成一潛在圖案；以及通過施加一顯影劑組成物至受到選擇性曝露的該光阻層來顯影該潛在圖案，以形成一圖案，其中該顯影劑組成物包含：一第一溶劑，具有漢森溶解度參數為15＜δ_d ＜25、10＜δ_p ＜25與6＜δ_h ＜30；一酸，具有一酸解離常數pK_a 為-15＜pK_a ＜5，或一鹼，具有一pK_a 為40＞pK_a ＞9.5；以及一第二溶劑，具有一介電常數大於18，且其中該第一溶劑與該第二溶劑為不同溶劑。
如請求項1所述的方法，其中該第一溶劑的一濃度為60wt.%至99wt.%，基於該顯影劑組成物的一總重量計。
如請求項1所述的方法，其中該酸或該鹼的一濃度為0.001wt.%至20wt.%，基於該顯影劑組成物的一總重量計。
如請求項1所述的方法，其中該第二溶劑的一濃度為1wt.%至40wt.%，基於該顯影劑組成物的一總重量計。
如請求項1所述的方法，其中該第一溶劑為己烷、苯、二甲基亞碸、丙酮、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、4-甲基-2-戊酮、丁基二甘醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚、乙醚、丙酸異丁酯、四氫呋喃、過氧化氫或水的至少一種。
如請求項1所述的方法，其中該第二溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲酸、甲醯胺、丙酮、丁酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或水的至少一種。
如請求項1所述的方法，其中：該顯影劑組成物包括該酸，且該酸為乙二酸、甲酸、乙酸、丙酸、2-羥基乙酸、丁酸、2-羥基丁二酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、檸檬酸、尿酸、三氟甲烷磺酸、苯磺酸、乙磺酸、甲基磺酸、草酸、馬來酸、碳酸、乙醛酸、2-羥基丙酸、丙二酸、丁二酸、3-丁酮酸、羥胺-鄰磺酸、甲脒亞磺酸、甲基磺胺酸、磺乙酸、1,1,2,2-四氟乙烷磺酸、1,3-丙烷二磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、5-磺基水楊酸、硝酸、硫酸、鹽酸的至少一種。
如請求項1所述的方法，其中：該顯影劑組成物包含該鹼，且該鹼為烷醇胺、三唑或銨化合物的至少一種。
如請求項1所述的方法，其中該鹼為單乙醇胺、單異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1H-苯並三唑、1,2,4-三唑、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、氫氧化銨、氨基磺酸銨或氨基甲酸銨的至少一種。
一種顯影的方法，包含：形成一阻層於一基板上方；圖案化地交聯該阻層以形成一潛在圖案於該阻層中，該阻層包括一交聯部分與一無交聯部分；以及通過施加一顯影劑組成物來顯影該潛在圖案，以移除該阻層的該無交聯部分，形成該阻層的該交聯部分的一圖案，其中該顯影劑組成物包含：一第一溶劑，具有漢森溶解度參數為15＜δ_d ＜25、10＜δ_p ＜25與6＜δ_h ＜30；一酸，具有一酸解離常數pK_a 為-15＜pK_a ＜5，或一鹼，具有一pK_a 為40＞pK_a ＞9.5；以及一第二溶劑，具有一介電常數大於18，且其中該第一溶劑與該第二溶劑為不同溶劑。
如請求項10所述的方法，更包含在選擇性曝露該阻層至光化輻射之後與顯影該阻層之前，加熱該阻層。
如請求項10所述的方法，其中該第一溶劑為己烷、苯、二甲基亞碸、丙酮、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、4-甲基-2-戊酮、丁基二甘醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚、乙醚、丙酸異丁酯、四氫呋喃、過氧化氫或水的至少一種。
如請求項10所述的方法，其中該第二溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲酸、甲醯胺、丙酮、丁酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或水的至少一種。
如請求項10所述的方法，其中：該顯影劑組成物包括該酸，且該酸為乙二酸、甲酸、乙酸、丙酸、2-羥基乙酸、丁酸、2-羥基丁二酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、檸檬酸、尿酸、三氟甲烷磺酸、苯磺酸、乙磺酸、甲基磺酸、草酸、馬來酸、碳酸、乙醛酸、2-羥基丙酸、丙二酸、丁二酸、3-丁酮酸、羥胺-鄰磺酸、甲脒亚磺酸、甲基磺胺酸、磺乙酸、1,1,2,2-四氟乙烷磺酸、1,3-丙烷二磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、5-磺基水楊酸、硝酸、硫酸、鹽酸的至少一種。
如請求項10所述的方法，其中：該顯影劑組成物包括該鹼，且該鹼為單乙醇胺、單異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1H-苯並三唑、1,2,4-三唑、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、氫氧化銨、氨基磺酸銨或氨基甲酸銨的至少一種。
一種光阻顯影劑組成物，包含：一第一溶劑，具有漢森溶解度參數為15＜δ_d ＜25、10＜δ_p ＜25與6＜δ_h ＜30；一酸，具有一酸解離常數pK_a 為-15＜pK_a ＜5，或一鹼，具有一pK_a 為40＞pK_a ＞9.5；以及一第二溶劑，具有一介電常數大於18，其中該第一溶劑與該第二溶劑為不同溶劑。
如請求項16所述的光阻顯影劑組成物，其中該第一溶劑為己烷、苯、二甲基亞碸、丙酮、乙二醇、甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丙二醇、4-甲基-2-戊酮、丁基二甘醇、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇甲醚、乙醚、丙酸異丁酯、四氫呋喃、過氧化氫或水的至少一種。
如請求項16所述的光阻顯影劑組成物，其中該第二溶劑為甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲酸、甲醯胺、丙酮、丁酮、乙腈、二甲基甲醯胺、二甲基亞碸或水的至少一種。
如請求項16所述的光阻顯影劑組成物，其中：該光阻顯影劑組成物包括該酸，且該酸為乙二酸、甲酸、乙酸、丙酸、2-羥基乙酸、丁酸、2-羥基丁二酸、戊酸、己酸、庚酸、辛酸、檸檬酸、尿酸、三氟甲烷磺酸、苯磺酸、乙磺酸、甲基磺酸、草酸、馬來酸、碳酸、乙醛酸、2-羥基丙酸、丙二酸、丁二酸、3-丁酮酸、羥胺-鄰磺酸、甲脒亚磺酸、甲基磺胺酸、磺乙酸、1,1,2,2-四氟乙烷磺酸、1,3-丙烷二磺酸、九氟丁烷-1-磺酸、5-磺基水楊酸、硝酸、硫酸、鹽酸的至少一種。
如請求項16所述的光阻顯影劑組成物，其中：該光阻顯影劑組成物包括該鹼，且該鹼為單乙醇胺、單異丙醇胺、2-氨基-2-甲基-1-丙醇、1H-苯並三唑、1,2,4-三唑、1,8-二氮雜二環十一碳-7-烯、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、氫氧化銨、氨基磺酸銨或氨基甲酸銨的至少一種。