TWI539491B - 半導體元件的製作方法 - Google Patents

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Description

半導體元件的製作方法 【交互參照】
本申請案為西元2013年10月17日申請之美國專利申請案第14/056737號且名稱為「抗反射層及方法(Anti-Reflective Layer and Method)」之部分延續案，並主張西元2013年3月12日申請之美國臨時申請案第61/777782號且名稱為「抗反射層及方法(Anti-Reflective Layer and Method)」之優先權，亦主張西元2014年4月29日申請之美國臨時申請案第61/985945號且名稱為「抗反射層及方法(Anti-Reflective Layer and Method)」之優先權，在此併入這些申請案以供參考。
本發明是有關於一種半導體元件的製作方法。
隨著消費性元件因應消費者需求而越來越小時，這些元件的個別構件在尺寸上也需要減縮。組成例如手機、電腦或其類似物等元件之主要構件的半導體元件已被迫變得越來越小，而在半導體元件中的個別構件(例如電晶體、電阻以及電容等)也受到相對應之縮減尺寸之壓力。
半導體元件的製程中所使用的一種使能科技(enabling technology)為微影材料的使用。將這類材料施加 在表面上，接著將這些材料曝光於能量而使其圖案化。這種曝光的動作改變了微影材料之曝光區域的化學與物理性質。這樣的改變伴隨微影材料中未遭曝光之區域的沒有改變，而可用以在移除一部分區域下不移除另一部分區域。
然而，隨著個別元件之尺寸的縮減，微影處理的製程窗也變得越來越緊縮。同樣地，為了維持縮減元件尺寸的能力，已迫使微影處理領域的發展，例如使用抗反射層來防止照射光的不必要反射，且為了符合所需之設計準則，以使得朝越來越小構件之進展可獲維持，需進一步的改進。
本發明之一態樣就是在提供一種半導體元件的製作方法，其可縮短底部抗反射塗層之移除時間。
根據本發明之上述目的，提出一種半導體元件的製作方法，包含以下步驟。施放抗反射材料於基材上，以形成抗反射塗層，抗反射材料具有第一濃度之浮動成分。形成浮動區鄰近抗反射塗層之頂面，浮動區具有第二濃度之浮動成分，第二濃度大於第一濃度。施加流體至抗反射材料，以移除抗反射塗層以及浮動區。
依據本發明之一實施例，上述之施加流體之步驟為施加水溶液。
依據本發明之另一實施例，上述之水溶液具有一pH值，且該pH值介於-1到4之間或介於9到14之間。
依據本發明之又一實施例，上述之流體之步驟為施加有機溶劑。
依據本發明之再一實施例，上述之流體包含無機酸。
根據本發明之上述目的，提出一種半導體元件的製作方法，包含以下步驟。施加抗反射塗層在基材上。以第一移除速率沿著抗反射塗層之頂面而從抗反射塗層形成第一區，其中抗反射塗層之第二區具有不同於第一移除速率之第二移除速率。利用施加流體至抗反射塗層之方式，移除第一區與該第二區。
依據本發明之一實施例，上述之移除第一區與第二區之步驟前，更包含圖案化抗反射塗層。
依據本發明之另一實施例，上述之施加流體之步驟為施加水溶液，且水溶液具有pH值，pH值介於-1到4之間或介於9到14之間。
根據本發明之上述目的，提出一種半導體元件的製作方法，包含以下步驟。施加抗反射塗層在基材上，其中抗反射塗層包含具有氟原子之至少一成分。沿著抗反射塗層之頂面形成浮動區，其中浮動區之成分之濃度較抗反射塗層之剩餘部高。利用對抗反射塗層施加少於一分鐘之流體的方式，去除浮動區以及抗反射塗層之剩餘部。
依據本發明之一實施例，上述之流體為水溶液，且水溶液具有pH值，pH值介於-1到4之間或介於9到14之間。
101‧‧‧基材
103‧‧‧鰭片
105‧‧‧底部抗反射塗層
201‧‧‧浮動區
301‧‧‧預烘烤
401‧‧‧光阻
403‧‧‧曝光區
404‧‧‧光阻承載盤
405‧‧‧非曝光區
407‧‧‧光阻能量源
409‧‧‧圖案化光罩
411‧‧‧光阻能
413‧‧‧光阻光學件
417‧‧‧顯影劑
501‧‧‧研磨墊
601‧‧‧流體
801‧‧‧中間層
901‧‧‧第一步驟
903‧‧‧第二步驟
905‧‧‧第三步驟
T1‧‧‧厚度
為了更完整了解實施例及其優點，現參照結合所附圖式所做之下列描述，其中：〔圖1〕係繪示依照一實施例之一種在基材上之底部抗反射塗層的開始施加；〔圖2〕係繪示依照一實施例之一種浮動區之形成；〔圖3〕係繪示依照一實施例之一種烘烤製程；〔圖4A〕及〔圖4B〕係繪示依照一實施例之一種光阻的施加、曝光以及顯影；〔圖5〕係繪示另一實施例，在此另一實施例中，在化學機械研磨製程中平坦化底部抗反射塗層；〔圖6〕係繪示依照一實施例之底部抗反射塗層與浮動區的移除步驟；〔圖7〕係繪示依照一實施例之底部抗反射塗層與浮動區的移除；〔圖8〕係繪示依照一實施例之一種與底部抗反射塗層一起使用之中間層；及〔圖9〕係繪示依照一實施例之一種施放底部抗反射塗層、形成浮動區以及施加流體以去除底部抗反射塗層之流程圖。在不同圖式中對應的數字與符號除非有特別說明，否則通常是指對應的部分。圖式之繪示係用以清楚圖示出實施例之多個態樣，而無需依比例繪示。
本實施例的製造及應用將詳細討論如下。然而，應當理解的是，本揭露提供了許多可應用的發明概念， 其可在廣泛的各種特定背景中加以體現。所討論的特定實施例僅係用以說明所揭露標的之製造及應用的特定方式，並非用以限制不同實施例的範圍。
實施例將以有關之特定內容加以敘述，即用於半導體元件之製作的底部抗反射塗層。然而，其他實施例也可以應用至不同製程中之其他塗層。
現請參照圖1，其顯示出具有鰭片103與底部抗反射塗層(bottom anti-reflective coating，BARC)105之基材101，且鰭片103形成在基材101上，而底部抗反射塗層105施加在鰭片103以及基材101上。基材101可為具有低於103歐姆-公尺(ohm-meter)之電阻的實質導體或半導體，且可包含塊狀矽(bulk silicon)、摻雜或未摻雜、或絕緣底矽(silicon-on-insulator，SOI)基材之主動層。一般而言，絕緣底矽基材包含一層半導體材料，例如矽、鍺、矽鍺、絕緣底矽、絕緣底矽鍺(silicon germanium on insulator；SGOI)，或上述材料之組合。其他可使用的基材包含多層基材、梯度基材(gradient substrate)或混合定向(hybrid orientation)基材。
鰭片103將作為最終形成之鰭式場效電晶體(FinFET)或多閘極電晶體(並未在圖1中個別繪示)的鰭片結構。在一實施例中，鰭片103可由基材101的材料所形成，如此亦可包含塊狀矽、摻雜或未摻雜、或絕緣底矽基材之主動層。製作鰭片103時，可先施加罩幕材料在基材101上， 圖案化罩幕材料，然後再利用罩幕材料作為遮罩來蝕刻基材101而形成，藉此利用基材101的材料形成鰭片103。
然而，利用基材101的材料形成鰭片103之方式僅為可用來形成鰭片103的一例示方法。替代的，製作鰭片103時，可先在基材101上沉積半導體材料，例如矽、矽鍺或其類似物，然後再遮罩與蝕刻半導體材料，以在基材101上形成鰭片103。在又一替代的實施例中，製作鰭片103時，可遮罩基材101，再利用例如磊晶成長製程在基材101上形成鰭片103。可替代地使用這些以及任何其他適合形成鰭片103的方法，且意欲將所有這樣的方法完全涵蓋在實施例的範圍中。
底部抗反射塗層105施加在鰭片103上並填充鰭片103之間的區域，以作為光阻401施加的準備(並未繪示於圖1中，但在以下第4A圖有相關繪示及敘述)。顧名思義，底部抗反射塗層105係在光阻401的曝光期間作為防止能量(例如，光)不受控制且不必要之反射，例如光反射回上方之光阻401中，藉此防止反射的光在光阻401之不必要的區域中產生反應。此外，底部抗反射塗層105可用來在基材101與鰭片103上方提供一個平坦表面，以幫助降低能量傾斜照射時之不良影響。
在一實施例中，底部抗反射塗層105包含聚合物樹脂、催化劑以及交聯劑，以上所有成分皆放入並分散於溶劑中。聚合物樹脂可含有由各種單體所鍵結在一起之聚合物。在一實施例中，聚合物可含有不同之單體，如：交聯 單體和具有發光團單元之單體。在一實施例中，上述具有發光團單元之單體可包含乙烯基化合物(例如具有共軛雙鍵)，其中此乙烯基化合物含有取代及未取代之苯基、取代及未取代之蔥基、取代及未取代之苯蔥基、取代及未取代之萘基、取代及未取代之吖啶、取代及未取代之喹啉基及環取代之喹啉基(例如羥基喹啉基)，含有如氧、氮、硫或上述組合的雜原子之取代及未取代之雜環基如：吡咯啶基、哌喃基、哌啶基、吖啶基、喹啉基。在上述單元中之取代基可為任何烴基，例如碳數1至12之伸烷基、酯基、醚基或上述組合等，且可進一步含有例如氧、氮、硫或上述組合的雜原子。
在一特定實施例中，具有發光團單元之單體包括苯乙烯、羥基苯乙烯、乙醯氧基苯乙烯、苯甲酸乙烯酯、4-第三丁苯甲酸乙烯酯、乙二醇苯基醚丙烯酸酯、丙烯酸苯氧基丙酯、N-甲基馬來醯亞胺、2-(4-苯甲醯基-3-羥基苯氧基)乙基丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苯甲基甲酯、甲基丙烯酸9-蔥甲酯、9-乙烯蔥、2-乙烯萘、N-乙烯酞醯亞胺、N-(3-羥基)苯基甲基丙烯醯胺、N-(3羥基-4-羥羰基苯偶氮基)苯基甲基丙烯醯胺、N-(3-羥基-4-乙氧羰基苯偶氮基)苯基甲基丙烯醯胺、N-(2,4-二硝基苯基胺苯基)馬來醯亞胺、3-(4-乙醯胺苯基)偶氮基-4-羥基苯乙烯、3-(4-乙氧羰基苯基)偶氮基-乙醯乙醯氧基甲基丙烯酸乙酯、3-(4-羥苯基)偶氮基-乙醯乙醯氧基甲基丙烯酸乙酯、3-(4-磺苯基)偶氮基乙醯乙醯氧基甲基丙烯酸乙酯的四氫硫酸銨鹽或上述組合等。然而，任何適合的 單體，其具有用於吸收入射光及防止光反射的發光團者，都可選擇性使用；又所有此類的單體都涵蓋在上述實施例之範圍中。
上述交聯單體可用於聚合物樹脂中交聯單體與其他聚合物，以改變底部抗反射塗層105之溶解度，而交聯單體可選擇性地具有酸不安定基團。在具體實施例中，交聯單體可包含例如羥基、羧酸基、羧酯基、環氧基、胺基甲酸乙酯基、醯胺基及上述組合等烴鏈。適用於交聯單體的具體例子包括聚羥基苯乙烯、聚(羥基萘)、聚(甲基)丙烯酸酯、聚丙烯酸酯、聚芳酯、聚酯、聚胺基甲酸乙酯、醇酸樹脂(脂肪族聚酯)、聚(羥基苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯)，由下列單體之至少一者聚合成的均聚物及/或共聚物，如：苯乙烯、羥基苯乙烯、羥乙基(甲基)丙烯酸酯、羥丙基(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(羥基苯乙烯-苯乙烯-甲基丙烯酸酯)、聚(4-羥基苯乙烯)及聚(苯均四酸二酐-乙二醇-環氧丙烷)。
將上述各種單體聚合，而形成聚合物結構，其中聚合物結構具有碳鏈骨架，以作為聚合物樹脂。在一實施例中，上述聚合物結構可具有之碳鏈骨架為聚酯類、酚醛環氧、多醣類、聚醚類、聚亞醯胺類、聚胺基甲酸乙酯類及上述混合物。其中一種可使用的特定聚合物樹酯之實施例含有下列結構： 其中，每一R和R1可為氫或碳數1至8之取代或未取代的烷基；每一R2可為碳數1至10之取代或未取代的烷基；以及每一R3可為鹵素原子、碳數1至8的烷基、碳數1至8的烷氧基、碳數2至8的烯基、碳數2至8的炔基、氰基、硝基；m為0至9的整數；以及X為聚合物樹之中烷基單元的莫耳百分率，其值約10%至約80%；以及y為聚合物樹脂之中蔥單元的莫耳百分率，其值約5%至約90%。
在另一實施例中，聚合物樹脂亦可包含表面能修飾單體(具有例如表面能修飾基團)。表面能修飾單體是用來嘗試並使底部抗反射塗層105的表面能與基材101及鰭片103之材料(例如矽)的表面能匹配。藉由使表面能匹配，可利用毛細作用力來增強底部抗反射塗層105的填隙性能。
在一實施例中，表面能修飾之單體可用於增加底部抗反射塗層105的表面能。在這樣的實施例中，為了提升底部抗反射塗層105的表面能，表面能修飾之單體的表面能修飾基團含有一個或多個羥基、羧基、胺基或醯胺基。在具體實施例中，表面能修飾之單體可具有下列結構： 其中，R4和R5基團共同形成表面能修飾基團，R4為其氫與烴基相接之烷基且R4可具有直鏈、支鏈或環狀結構。R4中的烷基也可包含雜原子，例如包含氮原子或氧原子。R5可含有至少一個羥基、羧基、胺基或醯胺基。
在特定實施例中，表面能修飾之單體可包含丙烯酸單體、甲基丙烯酸單體、氫化苯乙烯單體或2-羥乙基丙烯酸酯衍生物之單體。例如，在一實施例中，其中表面能修飾基團為氫化苯乙烯單體，則表面能修飾之單體可具有下列結構：
在一實施例中，其中上述之表面能修飾之單體為丙烯酸單體，則表面能修飾之單體可具有下列結構：
在一實施例中，其中上述之表面能修飾之單體為2-羥乙基丙烯酸酯衍生物之單體，則表面能修飾之單體可具有下列結構：
然而，如在此技術領域中具有通常知識者將了解的，所述之提升底部抗反射塗層105的表面能的明確結構以及例子是用以例示，並非用以做為限制。更恰當的說，可替代地使用可提升底部抗反射塗層105之表面能的任何適合的單體中之任何適合的官能基。這些意欲完全涵蓋在實施例的範圍中。
另一方面，表面能修飾之單體可用於降低底部抗反射塗層105的表面能。在這樣的實施例中，為了降低底部抗反射塗層105的表面能，表面能修飾之單體中的表面能修飾基團可包含一個或多個烷基、氟基、氯基或苯甲基。在特定實施例中，上述之表面能修飾基團可包含直鏈、支鏈或環狀烷基或是氟官能基。
在特定實施例中，上述之表面能修飾支單體可具有下列結構： 其中R6和R7共同組成表面能基團，R6為其氫與烴基相接之烷基且R6可具有直鏈、支鏈或環狀結構。R6中的烷基也可包含雜原子，例如包含氮原子或氧原子。然而，在此實施例中，R7可含有至少一個烷基、氟基或苯甲基，且可包含一直鏈、支鏈或環狀烷基或者是氟基。例如，在某些實施例中，有表面能修飾之單體的聚合物樹脂可具有下列結構：
透過使用表面能修飾單體，可改變聚合物樹脂以及底部抗反射塗層105的表面能，如此使其具有更類似於基材101與鰭片103之表面能。藉由調整表面能的方式， 底部抗反射塗層105將實際上會被毛細作用力拉進結構之間的小開口中而不會受到下層材料的排斥。這幫助了底部抗反射塗層105無縫地填充了這些間隙。
此外，如在此技術領域中具有通常知識者將了解的，上述可聚合而形成底部抗反射塗層105之聚合物樹脂的各種單體係用以例示說明，並非用以在任何形式上限制實施例。更恰當的說，亦可採用可產生在此所述單體之所需功能的任何適合單體或單體組合。意欲將所有的這類單體完全涵蓋在實施例的範圍中。
在另一個實施例中，其中一種表面能修飾之單體、交聯單體、或具有發光團單元之單體也可包含無機成分。在一實施例中，無機成分可包含矽原子且在表面能修飾的單體中，表面能修飾基團可與矽原子鍵結。另一方面，在發光團單體中，發光團基團(在具有發光團單元的單體中)可與無機成分鍵結或在交聯單體中，交聯基團可與無機成分鍵結。任何適當的無機成分與任何表面能修飾之單體、發光團單體、交聯單體的組合皆可使用。
透過利用單體中的無機材料，可改變底部抗反射塗層105的表面能。此外，如果改變底部抗反射塗層105的表面能而使得其與下層材料(例如基材101與鰭片103)的表面能相同，則可利用毛細作用力來將底部抗反射塗層105拉至結構，例如鰭片103，之間的小空間中。這將幫助填充間隙並防止因底部抗反射塗層105的不穩定填充所造成的缺陷。
在一實施例中，有表面能修飾基團的表面能修飾之單體可用於增加底部抗反射塗層105的表面能。在這樣的實施例中，為了提升底部抗反射塗層105的表面能，表面能修飾之單體的表面能修飾基團含有一個或多個羥基、羧基、胺基或醯胺基。在特定實施例中，表面能修飾之單體可具有下列結構： 其中，R8和R9基團共同形成表面能修飾基團，R8為其氫與烴基相接之烷基且R8可具有直鏈、支鏈或環狀結構。R8中的烷基也可包含雜原子，例如包含氮原子或氧原子。R9可含有至少一個羥基、羧基、胺基或醯胺基。
在特定的實施例中，表面能修飾之單體可包含丙烯酸基團、甲基丙烯酸基團或氫化苯乙烯基團。在一實施例中，其中表面能修飾之單體包含矽以及表面能修飾基團為氫化苯乙烯，表面能修飾之單體可具有下列結構： 在一實施例中，其中表面能修飾之單體包含矽以及表面能修飾基團為羥基，表面能修飾之單體可具有下列結構：
在另一實施例中，表面能修飾之單體包含矽及表面能修飾基團為甲基丙烯酸基團。在另一實施例中，表面能修飾之單體包含矽及表面能修飾基團為丙烯酸單體。
然而，如在此技術領域中具有通常知識者將了解的，所述之提升底部抗反射塗層105的表面能的明確結構以及例子係用以例示說明，並非用以做為限制。更恰當的說，可替代地使用可提升底部抗反射塗層105之表面能的任何適合官能基。意欲將這些完全涵蓋在實施例的範圍中。
另一方面，有無機成份的表面能修飾之單體可用於降低底部抗反射塗層105的表面能。在這樣的實施例中，為了降低底部抗反射塗層105的表面能，表面能修飾之單體中的表面能修飾基團可包含一個或多個烷基、氟基、氯基或苯甲基。在特定的實施例中，表面能修飾基團可包含直鏈、支鏈或環狀烷基或是氟官能基。
在特定的實施例中，表面能修飾之單體可具有下列結構： 其中R10和R11共同組成表面能基團，R10為其氫與烴基相接之烷基且R10可具有直鏈、支鏈或環狀結構。R10中的烷基也可包含雜原子，例如包含氮原子或氧原子。然而，在此實施例中，R9可含有至少一個烷基、氟基或苯甲基，且可包含一直鏈、支鏈或環狀烷基或者是氟基。例如，在某些實施例中，有表面能修飾之單體的聚合物樹脂可具有下列之一的結構： 其中，R12為碳數1至6的烷基。
此外，在本實施例中，無機元素(例如矽)並非限制在僅存在聚合物骨架上。更恰當的說，無機元素可設在聚合物樹脂中之任意位置。例如，可以無機官能基形成交聯單體，無機官能基例如矽乙氧機或矽甲氧基，雖然亦可使用任何其他合適的交聯材料。
催化劑可為一用於觸發聚合物與聚合物樹脂間交聯反應的化合物，且可為如：熱酸產生劑、光酸產生 劑、光鹼產生劑或以上適合之組合等。在一實施例中，其中催化劑為熱酸產生劑，當加予底部抗反射塗層105足夠的熱時，催化劑會產生酸。熱酸產生劑的具體例包含：丁烷磺酸、三氟甲基磺酸、全氟丁基磺酸、硝基苯甲基甲苯磺酸酯，如：2-硝基苯甲基甲苯磺酸酯、2,4-二硝基苯甲基甲苯磺酸酯、2,6-二硝基苯甲基甲苯磺酸酯、4-硝基苯甲基甲苯磺酸酯；苯磺酸酯，如：2-三氟甲基-6-硝基苯甲基-4-氯苯磺酸酯、2-三氟甲基-6-硝基苯甲基-4-硝基苯磺酸酯；苯酚磺酸酯，如：苯基、4-甲氧基苯磺酸酯；有機酸之烷基胺鹽，如：10-莰基磺酸的三乙基胺鹽或上述組合等。
在一實施例中，其中催化劑為光酸產生劑，其可包含鹵化三氮雜苯、鎓鹽、重氮鹽、芳香族重氮鹽、鏻鹽、鋶鹽、碘鹽、亞醯胺磺酸酯、肟磺酸酯、重氮二碸、二碸、鄰-硝基苯基磺酸酯、磺酸酯、鹵化磺酸氧基二羧亞醯胺酯、α-氰基氧基胺-磺酸酯、亞醯胺磺酸酯、酮重氮基碸、磺醯基重氮酸酯、1,2-二(芳基磺醯基)肼、硝基苯基酯、均-三氮雜苯之衍生物及上述適合的組合等。
可使用的光酸產生劑的具體例包含α-(三氟甲基磺酸氧基)-雙環[2,2,1]-5-庚烯-2,3-二羧亞醯胺酯(MDT)、N-羥基-萘亞醯胺(DDSN)、安息香甲苯磺酸酯、第三丁基苯基-α-(對-甲苯磺酸氧基)-乙酸酯、第三丁基-α-(對-甲苯磺酸氧基)-乙酸酯、三芳基鋶鹽及二芳基碘鹽之六氟氟銻酸酯、六氟氟砷酸酯、三氟甲烷磺酸酯、碘鎓全氟己烷磺酸酯、N-莰基磺氧酸萘亞醯胺、N-全氟苯基磺氧酸萘亞 醯胺、離子性碘鎓磺酸酯，如：二芳基碘鎓(烷基或芳基)磺酸酯及雙(二-第三丁基苯基)碘鎓莰基磺酸酯、全氟烷磺酸酯，如：全氟戊烷磺酸酯、全氟辛烷磺酸酯、全氟甲烷磺酸酯、芳基(如苯基或苯甲基)三氟甲磺酸酯，如：三苯基鋶三氟甲磺酸酯或雙-(第三丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸酯；苯三酚衍生物(如：苯三酚的甲磺酸酯)、羥基亞醯胺的三氟甲烷磺酸酯、α,α'-雙-磺醯基-重氮甲烷、硝基取代的苯甲基醇之磺酸酯、萘醌-4-二疊氮及烷基二碸等。
在另一實施例中，催化劑可為光鹼產生劑。在這樣的實施例中，光鹼產生例可包含四級銨鹽二硫氨甲酸酯、α-胺酮、肟-胺基甲酸乙酯含有如：二苯甲酮肟六亞甲基二胺基甲酸乙酯、四有機酸硼銨鹽、N-(2-硝基苯甲氧基羰基)環胺或以上適合之組合等。
在一實施例中，上述之聚合物樹脂和催化劑亦包含浮動交聯劑。浮動交聯劑會與聚合物樹脂中的聚合物反應而形成直鏈或支鏈、其有較大分子量的聚合物結構，因此可改善交聯密度。在一實施例中，浮動交聯劑可為脂肪族聚醚類，如：聚醚多元醇、聚環氧丙基醚、乙烯醚、甘脲、三氮雜苯或上述組合等。
在一實施例中，其中浮動交聯劑為聚醚多元醇，則此浮動交聯劑具有下列結構： 其中n7代表1至300之整數；m1代表2至6之整數；R13代表氫原子或碳數1至10之烷基；以及R14代表碳數1至10之烷基、碳數2至6之烯基、碳數2至10之炔基、碳數2至10之烷羰基、碳數2至10之烷羰胺基、碳數2至10之烷氧烷基、碳數1至10之烷胺基、碳數1至10之烷二胺基或以上任意之組合，且為有機基團，根據聚氧化烯的數目其可具有2至6的價數。可用作為R13之烷基具體例包含甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基以及正戊基。
可用作為R14的烷基之具體例包含甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、環丁基、1-甲基-環丙基、2-甲基-環丙基、正戊基、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、環戊基、1-甲基-環丁基、2-甲基-環丁基、3-甲基-環丁基、1,2-二甲基-環丙基、2,3-二甲基-環丙基、1-乙基-環丙基、2-乙基-環丙基、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、環己基、1,4-二甲基-環己基、1-甲基-環戊基、2-甲基-環戊基、3-甲基-環戊基、1-乙基-環丁基、2-乙基- 環丁基、3-乙基-環丁基、1,2-二甲基-環丁基、1,3-二甲基-環丁基、2,2-二甲基-環丁基、2,3-二甲基-環丁基、2,4-二甲基-環丁基、3,3-三甲基-環丁基、1-正丙基-環丙基、2-正丙基-環丙基、1-異丙基-環丙基、2-異丙基-環丙基、1,2,2-三甲基-環丙基、1,2,3-三甲基-環丙基、2,2,3-三甲基-環丙基、1-乙基-2-甲基-環丙基、2-乙基-1甲基-環丙基、2-乙基-2-甲基-環丙基及2-乙基-3-甲基-環丙基。
可用作為R14的烯基之具體例包含乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、1-甲基-1-乙烯基、1-丁1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-1-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-1-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-異丙基-乙烯基、1,2-二甲基-1-丙烯基、1,2-二甲基-2-丙烯基、1-環戊烯基、2-環戊烯基、3-環戊烯基、1-己烯基、2-己烯基、3-己烯基、4-己烯基、5-己烯基、1-甲基-1-戊烯、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-乙烯基、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-第二丁基-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-異丁基-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-異丙基-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-第三丁基-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-異丙基-1-丙烯基、1-異丙基-2-丙烯基、1-甲基-2-環戊烯基、1-甲基-3-環戊烯基、2-甲基-1-環戊烯基、2-甲基-2-環戊烯基、2-甲基-3-環戊烯基、2-甲基-4-環戊烯基、2-甲基-5-環戊烯基、2-亞甲基-環己基、3-甲基-1-環戊烯基、3-甲基-2-環戊烯基、3-甲基-3-環戊烯基、3-甲基-4-環戊烯基、3-甲基-5-環戊烯基、3-亞甲基-環戊基、1-環己烯基、2-環己烯基及3-環己烯基。
可用作為R14的炔基之具體例包含乙炔基、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-丙炔基及1-異丙基-2-丙炔基。
可用作為R14的烷羰基之具體例包含甲烷羰基、乙烷羰基、正丙烷羰基、異丙烷羰基、環丙烷羰基、正丁烷羰基、異丁烷羰基、第二丁烷羰基、第三丁烷羰基、環丁烷羰基、1-甲基-環丙烷羰基、2-甲基-環丙烷羰基、正戊烷羰基、1-甲基-正丁烷羰基、2-甲基-正丁烷羰基、3-甲基-正丁烷羰基、1,1-二甲基-正丙烷羰基、1,2-二甲基-正丙烷羰基、2,2-二甲基-正丙烷羰基、1-乙基-正丙烷羰基、環戊烷羰基、1-甲基-環丁烷羰基、2-甲基-環丁烷羰基、3-甲基-環丁烷羰基、1,2-二甲基-環丙烷羰基、2,3-二甲基-環丙烷羰基、1-乙基-環丙烷羰基、2-乙基-環丙烷羰基、正己烷羰基、1-甲基-正戊烷羰基、2-甲基-正戊烷羰基、3-甲基-正戊烷羰基、4-甲基-正戊烷羰基、1,1-二甲基-正丁烷羰基、1,2-二甲基-正丁烷羰基、1,3-二甲基-正丁烷羰基、2,2-二甲基-正丁烷羰基、2,3-二甲基-正丁烷羰基、3,3-二甲基-正丁烷羰基、1-乙基-正丁烷羰基、2-乙基-正丁烷羰基、1,1,2-三甲基-正丙烷羰基、1,2,2-三甲基-正丙烷羰基、1-乙基-1- 甲基-正丙烷羰基、1-乙基-2-甲基-正丙烷羰基、環己烷羰基、1-甲基-環戊烷羰基、2-甲基-環戊烷羰基、3-甲基-環戊烷羰基、1-乙基-環丁烷羰基、2-乙基-環丁烷羰基、3-乙基-環丁烷羰基、1,2-二甲基-環丁烷羰基、1,3-二甲基-環丁烷羰基、2,2-二甲基-環丁烷羰基、2,3-二甲基-環丁烷羰基、2,4-二甲基-環丁烷羰基、3,3-二甲基-環丁烷羰基、1-正丙基-環丙烷羰基、2-正丙基-環丙烷羰基、1-異丙基-環丙烷羰基、2-異丙基-環丙烷羰基、1,2,2-三甲基-環丙烷羰基、1,2,3-三甲基-環丙烷羰基、2,2,3-三甲基-環丙烷羰基、1-乙基-2-甲基-環丙烷羰基、2-乙基-1-甲基-環丙烷羰基、2-乙基-2-甲基-環丙烷羰基及2-乙基-3-甲基-環丙烷羰基。
可用作為R14的烷羰胺基之具體例包含甲基羰胺基、乙基羰胺基、正丙基羰胺基、異丙基羰胺基、環丙基羰胺基、正丁基羰胺基、異丁基羰胺基、第二丁基羰胺基、第三丁基羰胺基、環丁基羰胺基、1-甲基-環丙基羰胺基、2-甲基-環丙基羰胺基、正戊基羰胺基、1-甲基-正丁基羰胺基、2-甲基-正丁基羰胺基、3-甲基-正丁基羰胺基、1,1-二甲基-正丙基羰胺基、1,2-二甲基-正丙基羰胺基、2,2-二甲基-正丙基羰胺基、1-乙基-正丙基羰胺基、環戊基羰胺基、1-甲基-環丁基羰胺基、2-甲基-環丁基羰胺基、3-甲基-環丁基羰胺基、1,2-二甲基-環丙基羰胺基、2,3-二甲基-環丙基羰胺基、1-乙基-環丙基羰胺基、2-乙基-環丙基羰胺基、正己基羰胺基、1-甲基-正戊基羰胺基、2-甲基-正戊基羰胺基、3-甲基-正戊基羰胺基、4-甲基-正戊基羰胺基、1,1-二甲基- 正丁基羰胺基、1,2-二甲基-正丁基羰胺基、1,3-二甲基-正丁基羰胺基、2,2-二甲基-正丁基羰胺基、2,3-二甲基-正丁基羰胺基、3,3-二甲基-正丁基羰胺基、1-乙基-正丁基羰胺基、2-乙基-正丁基羰胺基、1,1,2-三甲基-正丙基羰胺基、1,2,2-三甲基-正丙基羰胺基、1-乙基-1-甲基-正丙基羰胺基、1-乙基-2-甲基-正丙基羰胺基、環己基羰胺基、1-甲基-環戊基羰胺基、2-甲基-環戊基羰胺基、3-甲基-環戊基羰胺基、1-乙基-環丁基羰胺基、2-乙基-環丁基羰胺基、3-乙基-環丁基羰胺基、1,2-二甲基-環丁基羰胺基、1,3-二甲基-環丁基羰胺基、2,2-二甲基-環丁基羰胺基、2,3-二甲基-環丁基羰胺基、2,4-二甲基-環丁基羰胺基、3,3-二甲基-環丁基羰胺基、1-正丙基-環丙基羰胺基、2-正丙基-環丙基羰胺基、1-異丙基-環丙基羰胺基、2-異丙基-環丙基羰胺基、1,2,2-三甲基-環丙基羰胺基、1,2,3-三甲基-環丙基羰胺基、2,2,3-三甲基-環丙基羰胺基、1-乙基-2-甲基-環丙基羰胺基、2-乙基-1-甲基-環丙基羰胺基、2-乙基-2-甲基-環丙基羰胺基及2-乙基-3-甲基-環丙基羰胺基。
可用作為R14的烷氧烷基之具體例包含甲氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基甲基、丙氧基丙基、丙氧基甲基、第三丁氧基第三丁基及甲氧基第三丁基。
可用作為R14的烷胺基之具體例包含甲基胺基、乙基胺基、正丙基胺基、異丙基胺基、環丙基胺基、正丁基胺基、異丁基胺基、第二丁基氨基、第三丁基胺基、環丁基胺基、1-甲基-環丙基胺基、2-甲基-環丙基胺基、正 戊基胺基、1-甲基-正丁基胺基、2-甲基-正丁基胺基、3-甲基-正丁基胺基及1,1-二甲基-正丙基胺基。
可用作為R14的烷二胺基之具體例包含甲基二胺基、乙基二胺基、正丙基二胺基、異丙基二胺基、環丙基二胺基、正丁基二胺基、異丁基二胺基、第二丁基二胺基、第三丁基二胺基、環丁基二胺基、1-甲基-環丙基二胺基、2-甲基-環丙基二胺基、正戊基二胺基、1-甲基-正丁基二胺基、2-甲基-正丁基二胺基、3-甲基-正丁基二胺基及1,1-二甲基-正丙基二胺基。
在一實施例中，其中浮動交聯劑為聚環氧丙基醚，則其具有下列結構： 其中m2代表2至6之整數且R15代表(類似於前述之聚醚多元醇)碳數1至10之烷基、碳數2至6之烯基、碳數2至10之炔基、碳數2至10之烷羰基、碳數2至10之烷羰胺基、碳數2至10之烷氧烷基、碳數1至10之烷胺基、碳數1至10之烷二胺基或以上任意之組合；其有直鏈、支鏈或環狀結構；且為有機基團，根據環氧丙基醚的數目其可具有2至6的價數。
在一實施例中，其中浮動交聯劑為乙烯醚，則浮動交聯劑具有以下之結構： 其中，n8為1至6；R16為芳基或烷基；以及X1為烷基、烷氧基、羧基或上述組合。
在特定的實施例中，其中浮動交聯劑為乙烯醚，則浮動交聯劑具有以下其中一種結構：
在一實施例中，其中浮動交聯劑為甘脲，則浮動交聯劑可為甲基化甘脲，如：甲氧基甲基化甘脲。在特定的實施例中，其中浮動交聯劑為甲氧基甲基化甘脲，則浮動交聯劑具有以下結構：
在一實施例中，其中浮動交聯劑為三氮烯，則浮動交聯劑可為三氮烯，如：3,3-二甲基-1-苯烯三氮、含有3,3-二甲基-1-苯烯三氮或雙三氮烯之芳基。在特定的實施例中，浮動交聯劑為有下列結構之三氮烯：
在一實施例中，浮動交聯劑亦包含取代基的氟原子，使浮動交聯劑結構包含氟原子。在特定的實施例中，一或多個氟原子用來取代浮動交聯劑結構中烷基的氫原子。
另一方面，氟原子可為烷基氟的一部分，烷基氟取代至浮動交聯劑結構中。在具體例子中，納入氟原子之烷基氟基團具有下列其中一種結構： 然而，任何適合數目的碳原子及氟原子皆可選擇地使用。
此外，如在此技術領域中具有通常知識者將了解的，前列可用於浮動交聯劑中之有關結構與基團的確切例子僅為例示說明用，而並非意欲列舉每一個可用於形成浮動交聯劑之可能結構或基團。可使用任何適合的替代結構或任何適合的基團皆來形成浮動交聯劑。意欲將這類結構與基團完全涵蓋在實施例的範圍中。
可將底部抗反射塗層105的個別成分置入底部抗反射塗層溶劑中，以幫助底部抗反射塗層105的混合與配置。為幫助底部抗反射塗層105的混合與配置，溶劑至少部分是根據選來作為底部抗反射塗層105之聚合物樹脂的材料與單體以及催化劑來進行選擇。特別地，可挑選底部抗反射塗層溶劑，使得聚合物樹脂、催化劑以及浮動交聯劑可均勻溶解在底部抗反射塗層溶劑中並可施放在基材101以及鰭片103上。
在一實施例中，底部抗反射塗層溶劑可為有機溶劑，且可包含任何適合之溶劑，如：酮類、醇類、多元醇類、醚類、醇醚類、環醚類、芳香碳氫化合物、酯類、丙酸類、乳酸類、乳酸酯類、二醇單烷醚類、烷基乳酸酯類、烷基烷氧基丙酸酯類、環內酯類、含有環狀結構的單酮化合物、烯基碳酸酯類、烷基烷氧基乙酸酯類、烷基丙酮酸酯類、乙二醇烷醚乙酸酯類、二乙二醇、丙二醇烷基醚乙酸酯、二醇烷醚酯類或二醇單烷酯類等。
用於底部抗反射塗層之溶劑的材料之具體例包含丙酮、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、乙二醇二甲基醚、乙二醇甲乙基醚、乙二醇單乙醚、乙酸甲賽璐蘇、乙酸乙賽璐蘇、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙基醚、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、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、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、乳酸甲酯及乳酸乙酯、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、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、及乳酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯及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-丙位辛內酯、α-羥基-γ-丁內酯、2-丁酮、3-甲基丁酮、三級丁基乙酮、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、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、丙烯碳酸酯、碳酸亞乙烯酯、乙烯碳酸酯及丁烯碳酸酯、2-甲氧基乙酸乙酯、2-乙氧基乙酸乙酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙酸乙酯、3-甲氧基-3-甲基乙酸丁酯、1-甲氧基-2-乙酸丙酯、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、二氧雜環、乙酸甲酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、丙酸甲氧基甲酯、丙酸乙氧基乙酯、N-甲基吡咯啶酮(NMP)、2-甲氧基乙醚(diglyme)、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、丙酸甲酯、丙酸乙酯及丙酸乙氧基乙酯、甲乙基酮、環己酮、2-庚酮、二氧化碳、環戊酮、環己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、亞甲基賽珞蘇、乙酸丁酯及2-乙氧基乙醇、N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基甲醯胺苯、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亞碸、苯甲基乙醚、二己醚、己二銅、異佛酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二 乙酯、γ-丁內酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或乙酸賽珞蘇苯酯等。
然而，如在此技術領域中具有通常知識者將了解的，上述列舉且描述之可用於底部抗反射塗層105之溶劑成分的材料的例子僅為舉例說明用，並非用以限制實施例。更恰當的說，可替代地使用任何可溶解聚合物樹脂、催化劑以及浮動交聯劑的適合材料來幫助混合與施加底部抗反射塗層105。意欲將這些所有的這類材料完全涵蓋在實施例的範圍中。
此外，如有需要，亦可將其他成分添加到底部抗反射塗層105之材料中。例如，在一實施例中，可替代地使用單體染料、表面整平劑、助黏劑、消泡劑、或其類似物。可將任何適合添加劑加入底部抗反射塗層105之材料中，且意欲將所有這類添加劑完全涵蓋在實施例的範圍中。
在一實施例中，將聚合物樹脂、催化劑以及浮動交聯劑與任何所需添加劑或其他試劑加入底部抗反射塗層之溶劑中，以形成底部抗反射塗層105的材料。加入後，接著將混合物混合，以使底部抗反射塗層105的材料整體達到均勻且固定的組成，藉以確保沒有因底部抗反射塗層105之材料的不均勻混合或不固定組成所造成中之缺陷。混合在一起後，可在使用前先將底部抗反射塗層105的材料儲存起來或馬上使用。
在初始的混合形式中，底部抗反射塗層105的材料可包含固定的成分組成，其中聚合物樹脂具有介於約 0.1%與約60%之間的濃度，催化劑具有介於約0.01%與約10%之間的濃度，且浮動交聯劑具有介於約0.01%與約30%之間的濃度。然而，這些濃度係用以舉例說明，可使用底部抗反射塗層105之材料的不同成分的任何適合組合，且意欲將所有這類組合完全涵蓋在實施例的範圍中。
當已製備好底部抗反射塗層105的材料時，可透過先施加底部抗反射塗層105的材料在基材101以及鰭片105上的方式來利用底部抗反射塗層105的材料。可將底部抗反射塗層105的材料施加在基材101以及鰭片103上，因此底部抗反射塗層105的材料覆蓋基材101之上暴露表面以及鰭片103。可使用例如旋轉塗佈製程、浸塗法、氣刀塗佈法、簾幕塗佈法、線棒塗佈法、凹版塗佈法、層壓法、擠壓塗佈法、上述方法之組合或其類似方法的製程來施加底部抗反射塗層105之材料。在一實施例中，可先施加底部抗反射塗層105的材料，以使其具有固定濃度以及高於鰭片103頂端介於約10nm與約1000nm之間的厚度，例如約100nm的厚度。
圖2繪示浮動交聯劑沿著底部抗反射塗層105之頂面形成浮動區201。在一實施例中，底部抗反射塗層105的材料例如在旋轉塗佈製程中施加時，浮動交聯劑會移動至底部抗反射塗層105的上方。此移動的開始是因為氟原子的添加會導致浮動交聯劑具有很高的表面能。這樣的高表面能，伴隨著底部抗反射塗層105中的氟原子與其他原子 間的低互動，會引發浮動交聯劑移動至底部抗反射塗層105之上表面。
在一實施例中，隨著浮動區201的形成，浮動區201會具有較底部抗反射塗層105之剩餘部分高的浮動交聯劑的濃度，例如具有介於約0.01%與約10%之間的濃度，例如2%，而此時底部抗反射塗層105之剩餘部分(浮動區201之外)之浮動交聯劑的濃度不大於約5%。此外，浮動區201的厚度T1小於底部抗反射塗層105之整體厚度的約50%，例如介於約10Å與約1000Å之間，例如約100Å。然而，這些尺寸與濃度是可改變且僅用以舉例說明，可自不同於在此所列舉之適合濃度獲益。
圖3繪示底部抗反射塗層105的預烘烤過程(以圖3之標記301之波浪線表示)，包含烘烤本身以及其所導致的結果。在一實施例中，底部抗反射塗層105一經施加在基材101以及鰭片103上，便進行底部抗反射塗層105的預烘烤301以在光阻401塗佈之前先將底部抗反射塗層105硬化並烘乾。底部抗反射塗層105的硬化與烘乾移除了抗反射塗層之溶劑成分的一部分，但保留聚合物樹脂、催化劑、交聯劑以及其他添加劑。在一實施例中，預烘烤301可在適合蒸發底部抗反射塗層105之溶劑的溫度下進行，例如介於約40℃至約400℃的溫度之間(例如介於約100℃至約150℃的溫度之間)，然而明確的溫度是取決於所選擇之底部抗反射塗層105材料。進行預烘烤301一段足以硬化並烘乾底部抗反射塗層105的時間，例如介於約10秒鐘與約5分鐘之間，如90秒。此外，預烘烤301可 使浮動交聯劑與聚合物樹脂反應，並開始將聚合物樹脂的個別聚合物鍵結與交聯成為較大的分子聚合物。
然而，如在此技術領域中具有通常知識者將了解的，前述之硬化製程(進行熱烘烤以硬化底部抗反射塗層105)僅為可用來硬化底部抗反射塗層105以及引發交聯反應的一個例示製程，而並非用以限制實施例。更恰當的說，可替代地使用任何適合的硬化製程，例如將底部抗反射塗層105暴露在能量源下(例如以波長介於約10nm與約1000nm之間的微影曝光)照射底部抗反射塗層105以硬化底部抗反射塗層105，或甚至底部抗反射塗層105的電硬化，或其類似方法。意欲將所有這類硬化製程完全涵蓋在實施例的範圍中。
當底部抗反射塗層105中之底部抗反射塗層105之材料的全部成分具有固定的濃度時，填充鰭片103間的間隙之一系列的問題會發生在溶劑蒸發與交聯反應之預烘烤301期間。特別地，因為溶劑在底部抗反射塗層105之表面蒸發，因此所剩成分的濃度會增加，這驅使交聯反應發生的速度較底部抗反射塗層105之其餘部分，例如鰭片103之間，來的快。如此一來，底部抗反射塗層105中的孔隙可因底部抗反射塗層105之頂部與其餘部分之間的不均勻反應而形成。
此外，交聯反應本身會導致孔隙的形成。特別是，當聚合物樹脂的聚合物彼此鍵結時，交聯反應會產生一些反應副產物。這些反應副產物會在預烘烤301的期間蒸 發並釋出，導致孔隙出現在整個底部抗反射塗層105之交聯聚合物之間。
聚合物的交聯一旦成熟也會導致收縮發生。特別地，當聚合物彼此交聯時，底部抗反射塗層105的交聯密度會升高，導致底部抗反射塗層105之整體體積較小。較小的體積將在沿著底部抗反射塗層105塗佈之表面(例如基材101以及鰭片103)產生應力。這些應力會將底部抗反射塗層105拉離表面結構，而造成孔隙在靠近表面例如鰭片103的地方形成。
此外，交聯反應也會使聚合物樹脂變得更疏水性。此改變會降低底部抗反射塗層105與基材101之間的附著力。若附著力的降低夠多會導致底部抗反射塗層105與基材101之間發生分離與剝離，這會在進一步處理期間對底部抗反射塗層105之性能造成負面影響。
最後，當底部抗反射塗層105中形成孔隙以及脫落發生時，交聯反應的結合以及溶劑的移除也會使底部抗反射塗層105中的材料硬化且固化。這樣的硬化將阻礙材料流入孔隙或剝離中，也阻礙了底部抗反射塗層105之材料消除孔隙與剝離。
然而，由於浮動交聯劑的包含以及浮動區201的形成，浮動交聯劑會位於底部抗反射塗層105的頂而。如此，交聯反應會先在浮動區201中發生，而並未位於浮動區201中之底部抗反射塗層105的其餘部分具有較少的交聯反應，因而有較少的聚合物交聯。
有鑑於此，交聯反應會先發生在底部抗反射塗層105的整個頂面，藉此提供對抗隨後塗佈之光阻401的所需防護，並提供所需的抗反射性能。然而，底部抗反射塗層105中其他地方的交聯反應會減少，使得因過度交聯所引發的後續問題減少。特別地，浮動區201外沒有明顯的薄膜收縮，且浮動區201外也沒有明顯的交聯反應副產物形成氣體釋出，藉此可避免孔隙的形成。此外，藉由避免在底部抗反射塗層105與基材101之交界處的交聯反應，可保持底部抗反射塗層105的親水性不變，可使附著力保持相同或減少底部抗反射塗層105與基材101之間的附著力問題。最後，當底部抗反射塗層105的其餘部分具有較少的交聯聚合物時，底部抗反射塗層105仍可在交聯反應的進程期間流動，藉此可在預烘烤301完成之前填補交聯反應早期所可能形成之一些孔隙。
然而，使用浮動交聯劑並非可用來形成浮動區201之唯一方法或材料。更恰當的說，可替代性的使用任何適合參與交聯反應且可被誘發而浮動至底部抗反射塗層105的頂面並形成浮動區的材料。意欲將所有這類材料與方法完全涵蓋在實施例的範圍中。
舉例而言，除了使用浮動交聯劑之外，在一替代實施例中，也可使用浮動聚合物樹脂來取代浮動交聯劑。在這個實施例中，浮動聚合物樹脂可包含如上述關於圖1所述之聚合物樹脂，但其中氟原子已代入結構中。例如， 在一實施例中，浮動聚合物樹脂包含烷基，氟原子可取代樹脂中一個或多個烷基裡面的氫原子。
在另一實施例中，氟原子可為氟烷基之一部分，其可代入聚合物樹脂之聚合物中。在一特定例子中，氟原子可併入氟烷基中，例如上述有關浮動交聯劑的氟烷基(例如三氟甲烷基、三氟乙烷基、三氟丙烷基等)。在一實施例中，聚合物樹脂包含烷基，可透過以氟烷基取代烷基的方式，將氟烷基代入聚合物樹脂以形成浮動聚合物樹脂。
在此實施例中，交聯劑可相似於前述之浮動交聯劑(沒有添加氟原子)，並取代上述圖1之浮動交聯劑。另一方面，交聯劑可為三聚氰胺為主的試劑、尿素為主的試劑、乙烯尿素為主的試劑、丙烯尿素為主的試劑、甘脲為主的試劑、有羥基或羥烷基的脂肪族環狀碳水化合物或上述組合、含氧之脂肪族環狀碳氫化合物的衍生物、甘脲化合物、醚化胺基樹脂或上述組合等。
可用於作為交聯劑的材料包含三聚氰胺、乙胍、苯胍胺、尿素、乙烯尿素或含甲醛之甘脲、含甲醛與低級醇之組合的甘脲、六甲氧基甲基三聚氰胺、雙甲氧基甲基尿素、雙甲氧基甲基雙甲氧基乙烯尿素、四甲氧基甲基甘脲及四丁氧基甲基甘脲、單、二、三或四羥基甲基化甘脲、單、二、三及/或四甲氧基甲基化甘尿、單、二、三及/或四乙氧基甲基化甘脲、單、二、三及/或四丙氧基甲基化甘脲及單、二、三及/或四丁氧基甲基化甘脲、2,3-二羥基-5-羥基甲基降莰烷、2-羥基-5,6-雙羥甲基降莰烷、環己烷二甲醇、 3,4,8(或9)-三羥基三環癸烷、2-甲基-2-金剛醇、1,4-二氧雜環-2,3-二醇及1,3,5-三羥基環己烷、四甲氧基甲基甘脲、甲基丙基四甲氧基甲基甘脲及甲基苯基四甲氧基甲基甘脲、2,6-雙(羥甲基)對-甲酚、N-甲氧基甲基或N-丁氧基甲基三聚氰胺。此外，從甲醛、或甲醛及低級醇，與含胺基的化合物反應所得的化合物，如：三聚氰胺、乙胍、苯胍胺、尿素、乙烯尿素及甘脲以及將胺基的氫原子取代為羥甲基或低級烷氧甲基，反應而得之化合物，其例子為六甲氧基甲基三聚氰胺、雙甲氧基甲基尿素、雙甲氧基甲基雙甲氧基乙烯尿素、四甲氧基甲基甘脲及四丁氧基甲基甘脲、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯及甲基丙烯酸之共聚物、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯與環己基甲基丙烯酸酯及甲基丙烯酸之共聚物、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯與苯甲基甲基丙烯酸酯及甲基丙烯酸之共聚物、雙酚A-二(3-氯-2-羥丙基)醚、苯基醇酚醛樹脂之聚(3-氯-2-羥丙基)醚、季戊四醇四(3-氯-2-羥丙基)醚、三甲氧基甲烷(3-氯-2-羥丙基)醚苯醇、雙酚A-二(3-乙醯氧-2-羥丙基)醚、苯基醇酚醛樹脂之聚(3-乙醯氧-2-羥丙基)醚、季戊四醇四(3-乙醯氧-2-羥丙基)醚、季戊四醇四(3-氯乙醯氧-2-羥丙基)醚、三甲氧基甲烷(3-乙醯氧-2-羥丙基)醚或上述組合等。
在這個實施例中，是使用浮動聚合物樹脂而不是浮動交聯劑，浮動聚合物樹脂在底部抗反射塗層105中的初始濃度介於約0.1%與約60%之間，而浮動交聯劑的初始濃度可介於約0.01%與約30%之間。可如前面關於圖1所 做之敘述般施放底部抗反射塗層105的材料(例如旋轉塗佈法)，故底部抗反射塗層105在施放時最初具有固定的濃度。
然而，與前面關於圖2所做的敘述相同，在施放的過程中，一經施放，添加有氟原子之浮動聚合物樹脂會浮在底部抗反射塗層105的頂部，並形成浮動區201(見圖2)。頂部具有浮動區201的底部抗反射塗層105在預烘烤的過程中主要會在浮動區201開始交聯反應，且浮動區201外的任何交聯反應將會減少。透過在靠近底部抗反射塗層105的頂面進行交聯反應，可減少或消除孔隙以及分離所造成的缺陷。
在又一實施例中，除了使用浮動交聯劑或浮動聚合物之外，可使用浮動催化劑來形成浮動區201。在此實施例中，浮動催化劑可包含前面關於圖1所述之三氟催化劑，但氟原子已代入結構中。例如，在一實施例中，浮動催化劑包含烷基，且氟原子可取代在催化劑之一個或多個烷基中的氫原子。
在另一實施例中，氟原子可為氟烷基的一部分，其可代入催化劑中。在一特定例子中，氟原子可併入氟烷基中，例如前述關於浮動交聯劑的氟烷基(例如三氟甲烷基、三氟乙烷基、三氟丙烷基等)。在一實施例中，催化劑包含烷基，且可透過以氟烷基取代烷基的方式，將氟烷基代入催化劑以形成浮動催化劑。
在一特定實施例中，氟原子或氟烷基可取代至催化劑中，如下式所示：
在此實施例中，是使用浮動催化劑而不是浮動交聯劑或是浮動聚合物樹脂，浮動催化劑在底部抗反射塗層105之材料中的初始濃度可介於約0.01%與約10%之間。可如前面關於圖1所做之敘述般施放底部抗反射塗層105的材料(例如旋轉塗佈法)，故底部抗反射塗層105的材料在施放時具有固定的濃度。
然而，與前面關於圖2所做的描述相同，在施放的過程中，一經施放，添加有氟原子之浮動催化劑會浮在底部抗反射塗層105的頂部並形成浮動區201(見圖2)。頂部具有浮動區201的底部抗反射塗層105在預烘烤的過程中只會在浮動區201開始交聯反應，而浮動區201外的任何交聯反應將會減少或消除，藉此可消除少或減孔隙以及分離的問題。
圖4A與圖4B繪示在一底部抗反射塗層105上之光阻401的應用、曝光及顯影。在一實施例中，光阻401包含在光阻溶劑中，有一個或多個光活性化合物(photoactive compounds；PACs)之光阻聚合物樹脂。在一 實施例中，光阻聚合物樹脂可含有一個或多個會分解(例如酸不安定基團)或者當與光活性化合物(後述將進一步解釋)所產生之酸鹼或自由基混合會反應的碳氫結構(如：脂肪族碳氫結構)。在一實施例中，碳氫結構包含一形成光阻聚合物樹脂骨架之重複單元。此重複單元可包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、丁烯酸酯、乙烯酯、馬來酸二酯、反馬來酸二酯、亞甲基丁二酸二酯、(甲基)丙烯酸腈、(甲基)丙烯醯胺、苯乙烯、乙烯醚或上述組合等。
可用作為碳氫結構之重複單元的具體結構包含丙烯酸甲酯、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、丙烯酸第三丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸乙醯乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸-2-羥乙基酯、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、丙烯酸環己酯、丙烯酸苯甲酯、2-烷基-2-金剛烷基(甲基)丙烯酸酯或二烷基(1-金剛烷基)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、甲基丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸乙醯乙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸-2-羥乙基酯、甲基丙烯酸-2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸苯甲酯、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯、3-乙烯氧基-2-羥丙基甲基丙烯酸酯、3-氯乙烯氧基-2-羥丙基甲基丙烯酸 酯、丁烯酸丁酯及丁烯酸己酯等。乙烯酯的例子包含乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、馬來酸二甲基酯、馬來酸二乙酯、馬來酸二丁酯、反馬來酸二甲酯、反馬來酸二乙酯、反馬來酸二丁酯、亞甲基丁二酸二甲酯、亞甲基丁二酸二乙酯、亞甲基丁二酸二丁酯、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、第三丁基丙烯醯胺、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、苯甲基丙烯醯胺、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、第三丁基甲基丙烯醯胺、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、苯甲基甲基丙烯醯胺、甲基乙烯醚、丁基乙烯醚、己基乙烯醚、甲氧基乙基乙烯醚及二甲基胺基乙基乙烯醚等。苯乙烯之例子包含苯乙烯、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、乙烯甲基苯甲酯、α-甲基苯乙烯、馬來醯亞胺、乙烯吡啶、乙烯吡咯啶酮、乙烯咔唑或上述組合等。
在一實施例中，碳氫結構的重複單元也可具有取代的單環或多環之碳氫結構，或者就以單環或雙環碳氫結構作為重複單元，以形成脂環碳氫結構。適用的單環結構之具體例包含雙環烷、三環烷、四環烷、環戊烷或環己烷等。 適用的多環結構之具體例包含金剛烷、降莰烷、異冰片烷、三環壬烷或四環十二烷等。
在一實施例中，碳氫結構上之一離去基團，亦為酸不安定基團，其在光酸產生劑曝光後，會與光酸產生劑所產生隻酸/鹼/自由基反應。在一實施例中，上述會分解的基團可為羧酸基、氟化醇基、酚性醇基、磺基、磺醯胺基、亞胺磺醯基、(烷磺醯基)(烷羰基)亞甲基、(烷磺醯基)(烷羰基)亞胺基、雙(烷羰基)亞甲基、雙(烷羰基)亞胺基、雙(烷磺醯基)亞甲基、雙(烷磺醯基)亞胺基、三(烷羰基)亞甲基、三(烷羰基)亞胺基或上述組合等。可用之氟化醇類之具體例包含氟化羥烷基，如：六氟異丙醇基團。可用的羧酸基包含丙烯酸基或甲基丙烯酸基等。
在一實施例中，光阻聚合物樹脂也可包含其他附著在碳氫結構上的基團，以利改善可聚合樹脂的種種性質。例如，在光阻401顯影後，內脂基包含在碳氫結構中可幫助降低線邊緣之粗糙程度，以利減少在顯影期間所發生的缺陷。在一實施例中，內脂基可包含5至7個環，但可在內脂基中替代地使用任何適合的內脂結構。
光阻聚合物樹脂也可包含可幫助增加光阻401對下層結構(例如底部抗反射塗層105)之附著力的基團。在一實施例中，極性基可用來幫助增加附著力，且可使用在此實施例的極性基包含氫氧基、氰基或其類似物，但可替代地使用任何適合的極性基。
光阻聚合物樹脂更可選擇性包含一個或多個脂環族碳氫結構且其不包含會分解之基團。在一實施例中，不包含會分解之基團的碳氫結構包含如：1-金剛烷基(甲基)丙烯酸酯、三環癸基(甲基)丙烯酸酯、環己基(甲基)丙烯酸酯或上述組合等。
此外，上述光阻401也包含一個或多個光活性化合物。光活性化合物可為光活性成分，如：光酸產生劑、光鹼產生劑或自由基產生劑等，且光活性化合物可為正作用或負作用。在一實施例中，光活性化合物為光酸產生劑，其中光活性化合物可包含鹵化三氮雜苯、鎓鹽、重氮鹽、芳香族重氮鹽、鏻鹽、鋶鹽、碘鹽、亞醯胺磺酸酯、肟磺酸酯、重氮二碸、二碸、鄰-硝基苯基磺酸酯、磺酸酯、鹵化磺酸氧基二羧基亞醯胺酯、重氮二碸、α-氰基氧基胺-磺酸酯、酮重氮基碸、磺醯基重氮酸酯、1,2-二(芳基磺醯基)肼、均-三氮雜苯之衍生物及上述適合組合等。
可用的光酸產生劑之具體例包含α-(三氟甲基磺酸氧基)-雙環[2,2,1]-5-庚烯-2,3-二羧亞醯胺酯(MDT)、N-羥基-萘亞醯胺(DDSN)、安息香甲苯磺酸酯、第三丁基苯基-α-(對-甲苯磺酸氧基)-乙酸酯、第三丁基-α-(對-甲苯磺酸氧基)-乙酸酯、三芳基鋶鹽及二芳基碘鹽之六氟氟銻酸酯、六氟氟砷酸酯、三氟甲烷磺酸酯、碘鎓全氟己烷磺酸酯、N-莰基磺氧酸萘亞醯胺、N-全氟苯基磺氧酸萘亞醯胺、離子性碘鎓磺酸酯，如：二芳基碘鎓(烷基或芳基)磺酸酯及雙(二-第三丁基苯基)碘鎓莰基磺酸酯、全氟 烷磺酸酯，如：全氟戊烷磺酸酯、全氟辛烷磺酸酯、全氟甲烷磺酸酯、芳基(如苯基或苯甲基)三氟甲磺酸酯，如：三苯基鋶三氟甲磺酸酯或雙-(第三丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸酯；苯三酚衍生物(如：苯三酚的甲磺酸酯)、羥基亞醯胺的三氟甲烷磺酸酯、α,α'-雙-磺醯基-重氮甲烷、硝基取代的苯甲基醇之磺酸酯、萘醌-4-二疊氮及烷基二碸等。
在一實施例中，其中光活性化合物為自由基產生劑，則光活性化合物可包含n-苯甘胺酸、芳香酮，如：二苯甲酮、N,N-四甲基-4,4-二胺基二苯甲酮、N,N-四乙基-4,4-二胺基二苯甲酮、4-甲氧基-4'-二甲胺基二苯甲酮、3,3-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、p,p'-雙(二甲胺基)二苯甲酮、p,p'-雙(二乙胺基)二苯甲酮、蒽醌、2-乙基蒽醌、萘醌及菲醌，安息香，如：安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、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、乙基安息香，苯甲基衍生物，如：二苯甲基碸、苯甲基二苯基二硫、苯甲基二甲基缩酮，吖啶衍生物，如：9-苯基吖啶及1,7-雙(9-吖啶基)庚烷，噻吨酮，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、2-異丙基噻吨酮，苯乙酮，如：1,1-二氯苯乙酮、對-第二丁基二氯苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2,2-二氯-4-苯氧基苯乙酮，2,4,5-三芳基咪唑二聚體，如：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、2-(對-甲基硫醇基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚體或以上適合之組合等。
在一實施例中，其中光活性化合物為光鹼產生劑，則光活性化合物可包含四級銨鹽二硫氨甲酸酯、α-胺酮、肟-胺基甲酸乙酯含有如：二苯甲酮肟六亞甲基二胺基甲酸乙酯、四有機酸硼銨鹽、N-(2-硝基苯甲氧基羧基)環胺或以上適合之組合等。然而，所屬技術領域中具有通常知識者應可認知，此處列舉之化學化合物僅為說明光活性化合物之例子，而非用以將光活性化合物限於上述實施例。反之，任何適合的光活性化合物可選擇使用且包含在上述實施例之概念中。
可將光阻401的個別成分置入光阻溶劑中，以幫助光阻401的混合與配置。為了光阻401的混合與配置，光阻溶劑至少部分是根據選來作為光阻聚合物樹脂的材料以及光活性化合物來進行選擇。特別地，可挑選光阻溶劑，使得光阻聚合物樹脂與光活性化合物可均勻溶解在光阻溶劑中並可施放在底部抗反射塗層105上。
在一實施例中，光阻溶劑可為有機溶劑，且可包含任何適合的溶劑，如：酮類、醇類、多元醇類、醚類、醇醚類、環醚類、芳香碳氫化合物、酯類、丙酸類、乳酸類、乳酸酯類、二醇單烷醚類、烷基乳酸酯類、烷基烷氧基丙酸酯類、環內酯類、含有環狀結構的單酮化合物、伸烷基碳酸 酯類、烷基烷氧基乙酸酯類、烷基丙酮酸酯類、乳酸酯類、乙二醇烷醚乙酸酯類、二乙二醇、丙二醇烷基醚乙酸酯、二醇烷醚酯類或二醇單烷酯類等。
可用作底部抗反射塗層之溶劑的材料之具體例包含丙酮、甲醇、甲乙醇、甲苯、二甲苯、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、四氫呋喃、甲乙基酮、環己酮、甲基異戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇單乙酸酯、乙二醇二甲基醚、乙二醇甲乙基醚、乙二醇單乙醚、乙酸甲賽璐蘇、乙酸乙賽璐蘇、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇單甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙基醚、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、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、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、乳酸甲酯及乳酸乙酯、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、乳酸丙酯、及乳酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯及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-丙位辛內酯、α-羥基-γ-丁內酯、2-丁酮、3-甲基丁酮、三級丁基乙酮、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、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、丙烯碳酸酯、碳酸亞乙烯酯、乙烯碳酸酯及丁烯碳酸酯、2-甲氧基乙酸乙酯、2-乙氧基乙酸乙酯、2-(2-乙氧基乙氧基)乙酸乙酯、3-甲氧基-3-甲基乙酸丁酯、1-甲氧基-2-乙酸丙酯、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、二氧雜環、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、丙酸甲氧基甲酯、丙酸乙氧基乙酯、N-甲基吡咯啶酮(NMP)、2-甲氧基乙醚(diglyme)、乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚；乳酸乙酯或乳酸甲酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯及丙酸乙氧基乙酯、甲乙基酮、環己酮、2-庚酮、二氧化碳、環戊酮、環己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)、亞甲基賽珞蘇、乙酸丁酯及2-乙氧基乙醇、N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲 基甲醯胺苯、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯啶酮、二甲基亞碸、苯甲基乙醚、二己醚、己二銅、異佛酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、γ-丁內酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯或乙酸賽珞蘇苯酯等。
然而，如在此技術領域中具有通常知識者將了解的，上述列舉與描述之作為例子之可用於光阻401之光阻溶劑成分的材料僅用以舉例說明，並非用以限制實施例。更恰當的說，可替代地使用任何可溶解光阻聚合物樹脂以及光活性化合物的適合材料，以幫助光阻401的混合與施放。意欲將所有這類材料完全涵蓋在實施例的範圍中。
此外，前述材料可個別用來作為光阻401的光阻溶劑，而在一些替代實施例中，亦可使用超過一種的前述材料。例如，光阻溶劑可包含所述材料之兩種或多種混合物的組合。意欲將所有這類組合完全涵蓋在實施例的範圍中。
光阻交聯劑可選擇性地加入光阻401中。經曝光後，光阻交聯劑與光阻401中的光阻聚合物樹脂反應，幫助增加光阻中的交聯密度，藉此改善光阻圖案及抗乾式蝕刻性。在一實施例中，光阻交聯劑可為三聚氰胺為主的試劑、尿素為主的試劑、乙烯尿素為主的試劑、丙烯尿素為主的試劑、甘脲為主的試劑、有羥基或羥烷基的脂肪族環狀碳水化合物或上述組合、含氧之脂肪族環狀碳水化合物的衍生物、甘脲化合物、醚化胺基樹脂或上述組合等。
可用於作為光阻交聯劑的材料包含三聚氰胺、乙胍、苯胍胺、尿素、乙烯尿素或含甲醛之甘脲、含甲醛與低級醇之組合的甘脲、六甲氧基甲基三聚氰胺、雙甲氧基甲基尿素、雙甲氧基甲基雙甲氧基乙烯尿素、四甲氧基甲基甘脲及四丁氧基甲基甘脲、單、二、三或四羥基甲基化甘脲、單、二、三及/或四甲氧基甲基化甘脲、單、二、三及/或四乙氧基甲基化甘脲、單、二、三及/或四丙氧基甲基化甘脲及單、二、三及/或四丁氧基甲基化甘脲、2,3-二羥基-5-羥基甲基降莰烷、2-羥基-5,6-雙羥甲基降莰烷、環己烷二甲醇、3,4,8(或9)-三羥基三環癸烷、2-甲基-2-金剛醇、1,4-二氧雜環-2,3-二醇及1,3,5-三羥基環己烷、四甲氧基甲基甘脲、甲基丙基四甲氧基甲基甘脲及甲基苯基四甲氧基甲基甘脲、2,6-雙(羥甲基)對-甲酚、N-甲氧基甲基或N-丁氧基甲基三聚氰胺。此外，從甲醛、或甲醛及低級醇，與含胺基的化合物反應所得的化合物，如：三聚氰胺、乙胍、苯胍胺、尿素、乙烯尿素及甘脲以及將胺基的氫原子取代為羥甲基或低級烷氧甲基反應而得之化合物，其例子為六甲氧基甲基三聚氰胺、雙甲氧基甲基尿素、雙甲氧基甲基雙甲氧基乙烯尿素、四甲氧基甲基甘脲及四丁氧基甲基甘脲、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯及甲基丙烯酸之共聚物、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯與環己基甲基丙烯酸酯及甲基丙烯酸之共聚物、3-氯-2-羥丙基甲基丙烯酸酯與苯甲基甲基丙烯酸酯及甲基丙烯酸之共聚物、雙酚A-二(3-氯-2-羥丙基)醚、苯基醇酚醛樹脂之聚(3-氯-2-羥丙基)醚、季戊四醇四(3-氯-2- 羥丙基)醚、三甲氧基甲烷(3-氯-2-羥丙基)醚苯醇、雙酚A-二(3-乙醯氧-2-羥丙基)醚、苯基醇酚醛樹脂之聚(3-乙醯氧-2-羥丙基)醚、季戊四醇四(3-乙醯氧-2-羥丙基)醚、季戊四醇四(3-氯乙醯氧-2-羥丙基)醚、三甲氧基甲烷(3-乙醯氧-2-羥丙基)醚或上述組合等。
除了光阻聚合物樹脂、光活性化合物、光阻溶劑及光阻交聯劑外，光阻401也可包含數種幫助光阻401達到更高解析度的其他添加劑。例如，光阻401可包含幫助光阻401塗佈於表面上的能力之介面活性劑。在一實施例中，介面活性劑可包含非離子性介面活性劑、具有氟化脂肪族基團的聚合物、含有至少一個氟原子及/或最少一個矽原子的介面活性劑、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌狀共聚物、山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯。
可使用之介面活性劑的材料之具體例包含聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯硬脂醯醚、聚氧乙烯十六醚、聚氧乙烯油醯醚、聚氧乙烯辛基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚，山梨醇酐單月桂酸酯、山梨醇酐單十六酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、山梨醇酐三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單十六酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯硬脂醯醚及聚氧乙烯十六基醚；含氟之陽離子介面 活性劑、含氟之非離子性介面活性劑、含氟之陰離子介面活性劑、陽離子介面活性劑及陰離子介面活性劑、或上述組合等。
另一種可加入光阻401的添加劑為淬滅劑，其可用於抑制光阻中所產生的酸/鹼/自由基之擴散，以幫助光阻圖案組態和改善光阻401在時間上的穩定性。在一實施例中，淬滅劑為胺類，如：第二低級脂肪胺或第三級低脂肪胺等。可使用的胺類之具體例包含三甲基胺、二乙基胺、三乙基胺、二正丙胺、三正丙胺、三戊胺、二乙胺醇及三乙胺醇、烷醇胺或上述組合等。
另一方面，有機酸可用作淬滅劑。可使用的有機酸之具體例包含丙二酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、安息酸、水揚酸、磷含氧酸及其衍生物，如：磷酸及其衍生物暨其酯類，如：磷酸、磷酸二正丁基酯及磷酸二苯酯；亞磷酸及其衍生物暨其酯類，如：亞磷酸、亞磷酸二甲酯、亞磷酸二正丁基酯、苯基亞磷酸、亞磷酸二苯酯及亞磷酸二苯甲酯；次磷酸及其衍生物暨其酯類，包含次磷酸和苯基次磷酸。
其他可加入光阻401之添加劑為安定劑，其有助於防止在曝光時光阻401產生的酸造成非期望的擴散。在一實施例中，安定劑可包括含氮化合物，例如一級、二級和三級脂肪胺，例如哌啶、吡咯啶、嗎啉之環胺，例如吡啶、嘧啶、嘌呤之芳香族雜環，例如二偶氮雙環十一烯、胍類、亞胺類、醯胺類之亞胺，以及其他含氮化合物。在其他例子中，銨鹽亦可用作安定劑，包含氨、烷氧化合物的一 級、二級、三級和四級烷基及芳基銨鹽，包含氫氧化物、酚化物、羧酸鹽、芳基及烷基磺酸鹽、磺醯胺及其他。其他陽離子含氮化合物包含吡啶鹽類及其他陰離子雜環含氮化合物如烷氧化合物包含氫氧化物、酚化物、羧酸鹽、芳基及烷基磺酸鹽、磺胺等，皆可使用。
加至光阻401的另一添加劑可為溶解抑制劑，以幫助控制光阻401在顯影過程中的溶解。在一實施例中，膽鹽酯可用作溶解抑制劑。可使用的材料之具體例包含膽酸(IV)、去氧膽酸(V)、石膽酸(VI)、去氧膽酸第三丁基酯(VII)、石膽酸第三丁基酯(VIII)及第三α-乙醯石膽酸丁基酯(IX)。
加至光阻401的又一添加劑為塑化劑。塑化劑可用於減少光阻401和下層(如底部抗反射塗層105)間的分層和裂解，且其可包含單分子、寡聚合和高分子聚合的塑化劑，如：寡聚和聚乙二醇醚、脂環醚類及非酸反應性固醇衍生材料。可用作塑化劑材料的具體例包含二辛基酞酸酯、二-十二烷基酞酸酯、三乙二醇二辛酸酯、二甲基甘醇酞酸酯、磷酸三甲苯酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯及三乙酸甘油酯等。
加至光阻401的又另一添加劑可為著色劑，其有助於觀測者監控光阻401並在進一步處理前發現需要補正的任何缺陷。在一實施例中，著色劑可為三芳基甲烷染料或者是微粒子有機顏料。可用作著色劑材料的具體例包含結晶紫、甲基紫、乙基紫、油藍#603、維多利亞純藍 BOH、孔雀綠、鑽石綠，鈦化青顏料，偶氮顏料，碳黑，二氧化鈦，煌綠染料(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)、鹼性蕊香紅6G(C.I.45160)、二苯甲酮化合物，如：2,4二羥基二苯甲酮及2,2',4,4'-四羥基二苯甲酮、水揚酸化合物，如：水揚酸苯酯及4-第三丁基水揚酸苯酯、丙烯酸苯酯化合物，如：乙基-2-氰基-3,3-二丙烯酸甲酯及2'-乙基己基-2-氰基-3,3-二丙烯酸甲酯、苯並三唑化合物，如：2-(2-羥基-5-甲基苯基)-2氫-苯並三唑及2-(3-第三丁基-2-羥基-5-甲基苯基)-5-氯-2氫-苯並三唑、香豆素化合物，如：4-甲基-7-二乙胺基-1-苯並吡喃-2-酮、噻吨酮化合物，如：二乙基噻吨酮、二苯乙烯化合物、萘二甲酸化合物、偶氮染料、酞花青藍、酞花青綠、碘綠質、維多利亞藍、結晶紫、二氧化鈦、碳黑、萘黑、光適應甲基紫、溴酚藍及溴甲酚綠、雷射染料，如：鹼性蕊香紅G6、香豆素500、DCM(4-(二氰亞甲基)-2-甲基-6-(4-二甲胺基苯乙烯基)-4氫吡喃))、酸性紅620或亞甲基吡咯580等。此外，一個或多個著色劑可結合使用以提供預定之著色。
助黏添加劑亦可加至光阻401中，以增進光阻401和光阻401舖在其表面的下層(例如底部抗反射塗層105)間的黏著。在一實施例中，助黏添加劑包含具有至少一個活性取代基的矽烷化合物，如：羧基、甲基丙烯醯基、異氰酸鹽基及/或環氧基。黏著成分之具體例包含三甲氧基 硅基苯甲酸、γ-甲基丙醯烯丙氧基三甲氧基矽烷、乙烯三乙烯氧基矽烷、乙烯三甲氧基矽烷、γ-異氰酸丙基三甲氧基矽烷、γ-環氧丙基丙氧基三甲氧基矽烷、β-(3,4環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、苯並咪唑及聚苯並咪唑、低級烷羥基取代吡啶衍生物、氮雜環化合物、尿素、硫脲、有機磷化合物、8-氧基喹啉、4-羥基喋啶及其衍生物、1,10-啡啉及其衍生物、2,2'-聯吡啶及其衍生物、苯並三唑、苯二胺化合物、2-胺基-1-苯乙醇、N-苯基乙胺醇、N-乙基二乙胺醇、N-乙基乙胺醇及其衍生物、苯並噻唑及具有環己烷基環及嗎啉環之苯並噻唑胺鹽、3-環氧丙基丙氧基三甲氧基矽烷、3-環氧丙基丙氧基三乙氧基矽烷、3-硫醇丙基三甲氧基矽烷、3-硫醇丙基三乙氧基矽烷、3-甲基丙烯醯丙氧基三甲氧基矽烷、乙烯三甲氧基矽烷或上述組合等。
可額外將表面整平劑加入光阻401中，以幫助光阻401的頂面平整，如此使照射光不會被不平整表面不利地改變。在一實施例中，表面整平劑可包含氟化脂肪族酯類(fluoroaliphatic esters)、末端羥基氟化聚醚類(hydroxyl terminated fluorinated polyethers)、氟化乙烯乙二醇(fluorinated ethylene glycol)、矽樹脂(silicones)、丙烯酸聚合物整平劑(acrylic polymer levcling agents)、前述之組合或其類似物。
在一實施例中，將光阻聚合物樹脂以及光活性化合物與任何所需的添加劑或其他試劑加入光阻溶劑中供使用。一經加入，接著將混合物混合，以在整個光阻401 中達到均勻的組成，藉以確保沒有因材料的不均勻混合或不固定組成所造成中之缺陷。一旦混合在一起後，可在使用前先將光阻401儲存起來或馬上使用。
一旦製備好，可透過先施加光阻401在底部抗反射塗層105上的方式來利用光阻401。可將光阻401施加在底部抗反射塗層105上，因此光阻401覆蓋在底部抗反射塗層105之上暴露表面上，且可利用例如旋轉塗佈製程、浸塗法、氣刀塗佈法、簾幕塗佈法、線棒塗佈法、凹版塗佈法、層壓法、擠壓塗佈法、上述方法之組合或其類似方法來施加光阻401。在一實施例中，可施加光阻401，以使光阻401在底部抗反射塗層105之表面上方之厚度介於約10nm與約300nm，例如150nm。
光阻401一經施加在半導體基材上，便進行光阻401的預烘烤，以在曝光而完成光阻401之應用前將光阻401硬化並烘乾。光阻401的硬化與烘乾移除了光阻溶劑成分，但保留光阻聚合物樹脂、光活性化合物、光阻交聯劑以及其他所選的添加劑。在一實施例中，預烘烤可在適合蒸發光阻溶劑的溫度下進行，例如介於約40℃與約150℃的溫度之間，然而明確的溫度是取決於所選擇之光阻401的材料。進行預烘烤一段足以硬化並烘乾光阻的時間，例如介於約10秒鐘與約5分鐘之間，如90秒。
一經施加，可曝光光阻401，以在光阻401中形成曝光區403以及非曝光區405。在一實施例中，可藉由將基材101與經硬化與烘乾後之光阻401放入曝光用 之光阻成像裝置400中的方式來開始曝光的進行。光阻成像裝置400可包含光阻承載盤404、光阻能量源407、位於光阻承載盤404與光阻能量源407之間之圖案化光罩409以及光阻光學件413。在一實施例中，光阻承載盤404之表面可供半導體元件100以及光阻401放置或裝設於其上，且可在光阻401曝光的期間提供支撐並控制基材101。 此外，光阻承載盤404可沿著單一或多軸移動，也可提供基材101與光阻401任何所需之加熱或冷卻，以防止溫度梯度影響曝光製程。
在一實施例中，光阻能量源407提供光阻能411，例如光，至光阻401中，以引發光活性化合物反應。此光活性化合物的反應接著與光阻聚合物樹脂反應，以對光阻能411所照射之光阻401的部分進行化學改質。在一實施例中，光阻能411可為電磁輻射，例如g光(波長約為436nm)、i光(波長約為365nm)、紫外輻射、遠紫外輻射、x光、電子束、或其類似電磁幅射。光阻能量源407可為電磁輻射，且可為氟化氪激發雷射光(波長為248nm)、氟化氬激發雷射光(波長為193nm)、氟激發雷射光(波長為157nm)、或其類似電磁輻射。然而，可替代的使用任何其他適合的光阻能411的來源，例如水銀燈、氙氣燈、碳弧燈或其類似的來源。
圖案化光罩409位於光阻能量源407與光阻401之間，以阻擋部分的光阻能411，藉以在光阻能411實際照射在光阻401上之前形成圖案化能415。在一實施 例中，圖案化光罩409可包含一系列的層(例如基材、吸收層、抗反射塗層、遮蔽層等)，以反射、吸收或阻擋部分光阻能411照射到光阻401不想照射到的部分。所需圖案可透過依所需照射形狀形成穿過圖案化光罩409之開口方式來形成在圖案化光罩409中。
當光阻能411在離開光阻能量源407時，光學件(圖4A之梯形標示413表示)可用來集中、擴大、反射或控制光阻能411。光阻能411是由圖案化光罩409予以圖案化且朝向光阻401。在一實施例中，光阻光學件413包含一個或多個透鏡、反光鏡、濾光片、其組合或其類似物，以控制光阻能411沿著光阻光學件413之路徑。此外，雖然圖4A所示之光阻光學件413是位在圖案化光罩409與光阻401之間，但光阻光學件413的元件(例如個別透鏡、反光鏡等)也可以設置在任何介於光阻能量源407(光阻能411產生的地方)以及光阻401之間的位置。
在一實施例中，具有光阻401的半導體元件100放置在光阻承載盤404上。一旦圖案已對準半導體元件100，光阻能量源407便產生所需的光阻能411(例如光)，光阻能411在途中穿過圖案化光罩409與光阻光學件413而抵達光阻401。照射在部分光阻401上的圖案能415包含在光阻401中的光活性化合物反應。光活性化合物所吸收的圖案能415的化學反應產物(例如酸類、鹼類、自由基)接著與光阻聚合物樹脂反應，以對穿過圖案化光罩409而照射到的光阻401部分進行化學改質。
在一特定例子中，圖案能415為波長193nm的光，光活性化合物為光酸產生劑，分解的基團為在碳氫結構上的羧酸基，且使用交聯劑。圖案能415會照射在光酸產生劑上，且光酸產生劑會吸收照射的圖案能415。此吸收會使光酸產生劑開始在光阻401中產生質子(例如H+離子)。當質子撞擊在碳氫結構上的羧酸基時，質子通常會與羧酸基反應，而化學改質羧酸基並改變光阻聚合物樹脂的特性。羧酸基接著與光阻交聯劑反應，以與光阻401中之其他光阻聚合物樹脂交聯。
光阻401的曝光可選擇性地使用浸潤式微影技術。在這樣的技術中，浸潤介質(圖2未單獨繪示)可置於光阻成像裝置400(特別光阻光學件413之最終透鏡)以及光阻401之間。藉由將浸潤介質放在適當地方，可以穿過浸潤介質之圖案能415來圖案化光阻401。
在此實施例中，可形成保護層(圖4A亦未個別繪示)在光阻401上，以防止浸潤介質直接接觸光阻401並溶出，或以不同方式對光阻401造成負面影響。在一實施例中，保護層在浸潤介質中不溶解，如此使得浸潤介質不會溶解保護層，也不會與光阻401相溶混，故保護層並不會對光阻401造成不利的影響。此外，保護層是透明的，故圖案能415可無阻礙地通過保護層。
在一實施例中，保護層包含在保護層溶劑中之保護層樹脂。用來作為保護層溶劑之材料至少一部分係依據選來作為光阻401之成分，因為保護層溶劑應該不能溶 解光阻401的材料，藉以避免光阻401在保護層之塗佈與使用的期間分解。在一實施例中，保護層溶劑包含醇類溶劑、含氟溶劑以及碳氫溶劑。
可用做保護層材料的溶劑之具體例包含甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、正丙醇、1-丁醇、2-丁醇、2-甲基-2-丙醇、3-甲基-1-丁醇、異丁醇、第三丁醇、1-戊醇、2-戊醇、3-戊醇、n-己醇、環己醇、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-氟苯基甲基醚、2,3-二氟苯甲基醚、全氟己烷、全氟庚烷、全氟-2-戊酮、全氟-2-丁基四氫呋喃、全氟四氫呋喃、全氟三丁基胺、全氟四戊基胺、甲苯、二甲苯及苯甲醚及脂肪族碳氫溶劑，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、2,3,4-三甲基戊烷或上述組合等。
類似於光阻401，保護層樹脂可包含保護層重複單元。在一實施例中，保護層重複單元可為具有羧基、脂環結構、具有1至5個碳原子之烷基、酚基或含有氟原子 之基團的重複碳氫結構之丙烯酸樹脂。脂環結構之具體例可包含環己基、金剛烷基、降莰基、異冰片基、三環壬基及四環十二基等。烷基之具體例包含正丁基或異丁基等。然而，任何市合之保護層樹脂皆可選擇使用。
保護層之組成也可包含額外的添加劑有助於如黏著、表面平整及塗佈等事項。例如，雖然其他的添加劑亦可加入，但保護層之組成可更包含保護層介面活性劑，且上述添加劑應全部包含於此實施例之概念中。在一實施例中，保護層介面活性劑可為烷基陽離子介面活性劑、醯胺型四級陽離子介面活性劑、酯型四級陽離子介面活性劑、胺氧化物介面活性劑、甜菜鹼介面活性劑、烷氧鹽介面活性劑、脂肪酸酯介面活性劑、醯胺類介面活性劑、醇類介面活性劑、乙烯二胺介面活性劑或含氟及/或含矽介面活性劑。
可用做保護層介面活性劑的材料之具體例包含聚氧乙烯烷基醚，如：聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯硬脂醯醚、聚氧乙烯十六醚、聚氧乙烯油醯醚；聚氧乙烯烷基芳基醚，如：聚氧乙烯辛基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚；聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌狀共聚物；山梨醇酐脂肪酸酯，如：山梨醇酐單月桂酸酯、山梨醇酐單十六酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐三油酸酯及梨醇酐三硬脂酸酯及聚乙烯山梨醇酐單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單十六酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯、聚烯山梨醇酐三油酸酯及聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸。
在施加保護層於光阻401上之前，先將保護層樹脂以及所需之添加劑加入保護層溶劑中，以形成保護層組成。接著混合保護層溶劑，以確保在整個保護層組成中具有一致的濃度。
在保護層組成已準備好來進行施加時，可將保護層組成施加在光阻401上。在一實施例中，可使用一製程來進行施加操作，此製程例如為旋轉塗佈製程、浸塗法、氣刀塗佈法、簾幕塗佈法、線棒塗佈法、凹版塗佈法、層壓法、擠壓塗佈法、上述方法之組合或其類似方法來進行。在一實施例中，可施加保護層組成，以使保護層組成在光阻401的表面上的厚度約100nm。
將保護層組成施加至光阻401上後，可進行保護層之預烘烤步驟，以移除保護層溶劑。在一實施例中，保護層預烘烤可在適合蒸發保護層溶劑之溫度下進行，例如介於約40℃與150℃之間。然而，然而明確的溫度是取決於所選擇之保護層組成的材料。進行保護層預烘烤一段足以硬化並烘乾保護層組成的時間，例如介於約10秒鐘至約5分鐘，如90秒。
已將保護層設置在光阻401上後，將具有光阻401以及保護層的半導體元件100放置在光阻承載盤404上，並可將浸潤介質置於保護層與光阻光學件413之間。在一實施例中，浸潤介質為折射率大於周圍大氣之折射率的液體，例如具有大於1之反射率。浸潤介質的例子可包 含水、油、甘油、三油酸甘油脂、環烷醇類或其類似物，然而可替代地使用任何適合的介質。
可利用例如氣刀法來將浸潤介質配置於保護層與光阻光學件413之間，如此可將新鮮的浸潤介質施加在保護層與光阻光學件413之間的一個區域，且使用加壓氣體朝向保護層以形成阻隔並避免浸潤介質散開。在本實施例中，可施加、使用、以及從保護層移除浸潤介質來回收，故有新鮮之浸潤介質供實際的照射製程使用。
然而，前述之氣刀法並非光阻401可能使用浸潤法曝光的唯一方法。亦可使用任何其他適合使用浸潤介質來照射光阻401的方法，例如將整個基材101連同光阻401以及保護層一起浸泡，使用固態阻隔取代氣態阻隔，或是在沒有保護層下使用浸潤介質。可使用通過浸潤介質曝光光阻401的任何適合方法，且意欲將所有這類方法完全涵蓋在實施例的範圍中。
在光阻401已曝光於圖案能415後，可使用曝光後烘烤，以幫助在曝光期間因圖案能415照射在光活性化合物上所產生之酸類、鹼類以及自由基的產生、分散以及反應。這種幫助有助於產生或加強在光阻401中之曝光區403與非曝光區405之間產生化學差異的化學反應。這些化學差異也導致曝光區403與非曝光區405間的可溶性差異。在一實施例中，曝光後烘烤可在溫度介於約50℃與約160℃之間下進行約40至約120秒。
圖4B繪示光阻401在曝光後利用顯影劑417之顯影。在光阻401曝光後，接續執行曝光後烘烤，光阻401可用正性顯影劑或負性顯影劑曝光，其取決於光阻401所想要的圖案。在一實施例中，光阻401之曝光區403經移除後會形成正型圖案，其中光阻401之上述部分中係以圖案化能量415曝光，透過化學反應改變其溶解度後，再利用例如鹼性水溶液之正型顯影劑移除上述部分。上述鹼性水溶液可包含四甲基氫氧化銨(TMAH)、四丁基氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨水、單甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、單乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、單異丙基胺、二異丙基胺、三異丙基胺、單丁基胺、二丁基胺、單乙胺醇、雙乙胺醇、三乙胺醇、二甲基胺醇、二乙基胺醇、偏矽酸鉀、四乙基氫氧化銨或上述組合等。
若欲進行負型顯影，可使用有機溶劑或臨界流體移除光阻401中未以能量曝光而保留其原本的溶解度的部分。可使用的材料之具體例包含碳氫溶劑、醇類溶劑、醚類溶劑、酯類溶劑、臨界流體或上述組合等。可用作負型溶劑之具體例包含己烷、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、臨界二氧化碳、二乙醚、二丙醚、二丁醚、乙烯乙醚、二氧雜環、氧化丙烯、四氫呋喃、賽珞蘇、甲基賽珞蘇、丁基賽珞蘇、甲基卡必醇、二乙二醇單乙醚、丙酮、甲乙基酮、 甲基異丁基酮、異佛酮、環己酮、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、吡啶、甲醯胺或N,N-二甲基甲醯胺等。
然而，如在此技術領域中具有通常知識者將了解的，前述之正型顯影劑以及負型顯影劑僅用以舉例說明，並非僅將實施例限制在上列之顯影劑。更恰當的說，可替代地使用任何適合型態的顯影劑，包含酸性顯影劑或甚至水性顯影劑，這些顯影劑可用來選擇性地移除部分之光阻401，此部分之光阻具有不同光阻401之另一部分的性質(例如水溶性)，且意欲將所有這類顯影劑完全涵蓋在實施例的範圍中。
在一實施例中，利用浸潤式微影來曝光光阻401，且利用保護層來保護光阻401使其不受浸潤介質的影響。顯影劑417可選擇不僅可移除光阻401的需要移除的那些部分，也可選擇可在相同的顯影步驟中移除保護層的。替代地，可在不同製程中移除保護層，例如使用不同於顯影劑417的溶劑，或甚至在顯影之前利用蝕刻製程從光阻401上移除保護層。
圖4B繪示利用例如旋轉塗佈製程將顯影劑417施加在光阻401上。在此製程中，在半導體元件100(與光阻401)旋轉時，從光阻401上方將顯影劑417施加在光阻401上。在一實施例中，當半導體元件100以介於約500rpm與約2500pm之間，例如約1500rpm，的速度旋轉時，可以介於約300mL/min與約1000mL/min，例如約500mL/min，的流率供應顯影劑417。在一實施例中，顯 影劑417之溫度可介於約10℃與約80℃(例如50℃)之間，且顯影可持續進行介於約1分鐘與約60分鐘之間，例如約30分鐘。
雖然在此所描述的旋轉塗佈法是一種在曝光後顯影光阻401之適合方法，但這是用以作為一例示，並非用以限制實施例。更恰當的說，可替代性地使用任何適合顯影的方法，包含浸泡製程、攪拌製程、噴霧製程、上述方法之組合或其類似方法。意欲將所有這類顯影製程完全涵蓋在實施例的範圍中。
圖4B繪示在一實施例中使用負型顯影劑來移除光阻401之非曝光區的顯影製程的剖面圖。如圖所示，顯影劑417施加在光阻401中，並溶解光阻401的非曝光區405。光阻401之非曝光區405的溶解與移除在光阻401中留下了開口，而以圖案能415的形狀圖案化光阻401，藉以將圖案化光罩409的圖案轉換至光阻401。
一旦光阻401被圖案化，圖案可轉移至底部抗反射塗層105上。在一實施例中，底部抗反射塗層105係不可溶於顯影劑417，可利用光阻401(已圖案化)作為光罩層進行蝕刻製程，以移除底部抗反射塗層105。蝕刻製程可為乾式蝕刻製程，其利用如氧、氮、氫、氨、硫化六氟、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、氬、氟、三氟甲烷、四氟甲烷、全氟環丁烷、全氟丙烷或上述組合等的蝕刻劑進行。然而，任何適合的蝕 刻製程，如：濕式蝕刻及其他任何適合的蝕刻劑皆可選擇使用。
替代地，在一實施例中，底部抗反射塗層105包含酸不安定基團，其可反應以去交聯底部抗反射塗層105中的交聯聚合物，並改變底部抗反射塗層105的可溶性。可在顯影製程中利用顯影劑圖案化底部抗反射塗層105。尤其是在曝光期間，光酸產生劑可在底部抗反射塗層105中產生酸，這會打斷交聯鍵結並改變底部抗反射塗層105之可溶性。然後，在正型顯影製程中，可利用正型顯影劑在同一製程中移除光阻401之已曝光的部分以及底部抗反射塗層105。可利用具有任何適合步驟之任何適合的圖案化製程來圖案化並移除光阻401以及底部抗反射塗層105，且將所有這類製程與步驟完全涵蓋在實施例的範圍中。
圖5繪示底部抗反射塗層195應用在物理平坦化製程，例如化學機械研磨(CMP)之另一實施例。在化學機械研磨製程中，將蝕刻材料與研磨材料之組合接觸底部抗反射塗層105(或是位於底部抗反射塗層105上之一層，例如光阻401)。而且，使用研磨墊501磨掉底部抗反射塗層105(或是位於底部抗反射塗層105上的任意層)直到達成所需厚度為止。
在本實施中，沿著底部抗反射塗層105之頂面的浮動區201會導致聚合物樹脂在浮動區201中產生較底部抗反射塗層105的其餘部分多的交聯。如此，底部抗 反射塗層105的其餘部分(浮動區201外的部分)具有較低的交聯密度，並維持較浮動區201高的彈性。彈性對與化學機械研磨製程中的物理研磨有關的剪力有較佳之抵抗，而不會發生例如剝離的問題。
圖6繪示光阻401的移除以及具有浮動區201的底部抗反射塗層105。在一實施例中，可利用例如灰化製程來移除光阻401，藉由增加光阻401的溫度直至光阻401熱分解。經熱分解後，使用一道或多道清洗製程來物理移除光阻401。
光阻401已移除後，可使用可與底部抗反射塗層105交互作用的流體601來移除底部抗反射塗層105(具有浮動區201)，以移除浮動區201以及底部抗反射塗層105之其餘部分。在一實施例中，流體601為可以物理性地、化學性地或透過庫倫力之交互作用，以完成底部抗反射塗層105的移除。在一特定實施例中，流體可包含水溶液。當流體為水溶液時，水溶液可為酸性(例如pH值約介於-1到4之間)或鹼性(pH值約介於9到14之間)。這些實施例之pH值可依需求而以有機或無機酸或鹼(以下將進一步說明)調整。
替代地，可使用濕式清潔製程來移除底部抗反射塗層105。在使用濕式清潔製程之一實施例中，可使用例如標準清潔劑1(SC-1)或標準清潔劑2(SC-2)之溶液。然而，可替代地使用其他溶液，例如硫酸與過氧化氫的混合物(也就是SPM)或是氟化氫溶液。意欲將任何可以用來移除 底部抗反射塗層105之適合的溶液或製程完全涵蓋在實施例的範圍中。
替代地，流體601可為有機溶劑。在本實施例中，流體可為具有介於2與30個之間之碳原子的酯類、乙醚、醯胺、醇類、酐或烷類。然而，亦可以使用任何其他(統一之)適合的有機溶劑，例如前述之底部抗反射塗層溶劑或是光阻溶劑。
可利用例如濕式蝕刻製程將流體601施加至底部抗反射塗層105。在一實施例中，使用例如浸泡製程、攪拌製程、噴霧製程、前述製程的組合或類似的製程將底部抗反射塗層105及浮動區201浸入流體601中。流體601可具有介於約30℃與約150℃之間，例如約50℃的溫度。
然而，由於浮動區201中的交聯數量較底部抗反射塗層105之其餘部分多，且浮動區201亦具有較底部抗反射塗層105之其餘部分大之密度。如此，流體601對浮動區201與底部抗反射塗層105之其餘部分也具有不同的移除速率。浮動區201具有低於底部抗反射塗層105之其餘部分的移除速率。
在底部抗反射塗層105之其餘部分的移除速率大於浮動區201的情況下，可以遠較於可能不具有浮動區之其他底部抗反射塗層快的移除速率來移除底部抗反射塗層105(包含浮動區201)。這些底部抗反射塗層(不具有浮動區201)可具有固定的交聯以及固定之密度，其可能 都沒看到移除直到浸泡10分鐘後。如此一來，在底部抗反射塗層105及浮動區201浸入流體601中之一實施中，可進行少於約一分鐘的浸泡。
在一實施例中，其中流體601利用化學反應移除底部抗反射塗層105及浮動區域201，流體601可用數種方式與底部抗反射塗層105反應以完成移除。例如，化學反應可包含氧化/還原反應、酸/鹼反應、取代反應、加成反應或上述組合等。例如，流體601可包含無機酸(如磺酸、氫氯酸、硫酸)、有機酸(如乙酸)、無機鹼(如氫氧化鈉或氫氧化鉀)或有機鹼(如三乙基胺、吡啶、甲基胺、四甲基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、膽鹼、胍、咪唑、有機鋰或格林纳試劑)以與底部抗反射塗層105反應。任何適合的化學反應類型可用於移除底部抗反射塗層105及浮動區域201。
替代地，在一實施例中，移除製程使用流體601，藉以利用物理力來移除底部抗反射塗層105及浮動區201。物理力可為庫倫力，因此流體601可用來修飾底部抗反射塗層105之表面能。透過修飾表面能的方式，可減少或消除底部抗反射塗層105與下層(例如基材101及鰭片103)之間的附著力，藉以至少部分地釋放底部抗反射塗層105與下層之間的附著力，而使得底部抗反射塗層105可從下層上移除。
流體601可更包含有助於流體601之物理性質或有助於流體601和底部抗反射塗層105間的化學反應之添加劑。在一實施例中，流體601可額外包含介面活 性劑。在一實施例中，介面活性劑可包含非離子性介面活性劑、具有氟化脂肪族基團的聚合物、含有至少一個氟原子及/或最少一個矽原子的介面活性劑、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、聚氧乙烯-聚氧丙烯嵌狀共聚物、山梨醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐脂肪酸酯。
可使用之介面活性劑的材料之具體例包含聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯硬脂醯醚、聚氧乙烯十六醚、聚氧乙烯油醯醚、聚氧乙烯辛基酚醚、聚氧乙烯壬基酚醚，山梨醇酐單月桂酸酯、山梨醇酐單十六酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐單油酸酯、山梨醇酐三油酸酯、山梨醇酐三硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單月桂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單十六酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐單硬脂酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨醇酐三硬脂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯硬脂醯醚及聚氧乙烯十六基醚；含氟之陽離子介面活性劑、含氟之非離子性介面活性劑、含氟之陰離子介面活性劑、陽離子介面活性劑及陰離子介面活性劑、或上述組合等。
此外，流體601也可包含額外可幫助穩定或控制流體601之物理性質的成分。例如，流體601可包含一成分，例如臭氧、過氧化氫及/或二氧化碳，其中臭氧可用來穩定流體601也可以作為表面活性劑，二氧化碳可有助於修飾表面電荷。為了幫助控制流體601，流體601中 可包含任何適合的材料，且意欲將這些材料完全涵蓋在實施例的範圍中。
在一些特定實施例中，流體601可為標準清潔劑1(SC-1)清洗製程中的溶液或硫酸過氧化氫混合物。例如，在流體601為標準清潔劑1之流體的實施例中，流體601可為氫氧化銨(NH4OH)、過氧化氫(H2O2)以及水以適當比例(例如1：1：5)所混合之溶液。此溶液將移除浮動區201以及底部抗反射塗層105之其餘部分。
透過流體601的使用可移除具有浮動區201的底部抗反射塗層105，相對於不具有浮動區201的底部抗反射塗層，底部抗反射塗層105整體的移除時間會減少。例如，不具有浮動區201，整個底部抗反射塗層具有固定的密度以及固定的交聯，其移除會相對困難與耗時，且有時候花費超過10分鐘以確保有效移除底部抗反射塗層。然而，包含浮動區201，可以相當快的速度完成底部抗反射塗層105(具有不同區域密度)的移除，因此可以非常少的時間(例如少於約1分鐘)進行底部抗反射塗層105的有效移除。
此外，此領域具有通常知識者應可熟知，前述之實施例使用底部抗反射塗層105填補鰭片103與基材101間的孔隙，僅為說明之途，並非用以限制於上述實施例。反之，可選擇性使用任何適合型式的基材101與此基材101上之任何適合的結構。例如，在基材101為導電性基材的實施例中，此基材101可由一導電材料所形成，且此導電材料之製程類似於金屬化層之製程(如金屬鑲嵌法、 雙重金屬鑲嵌法、沉積法等)。在基材101為導電性基材的具體實施例中，此基材101之導電性材料包含至少一金屬、金屬合金、金屬氮化物、金屬硫化物、金屬硒化物、金屬氧化物或金屬矽化物。舉例而言，上述導電性材料可具有化學式MX3 a，其中M為金屬，X3為氮、矽、硒、或氧，且a為0.4至2.5。雖然所有適合之材料皆可選擇性使用，惟具體例子包含銅、鈦、鋁、鈷、釕、氮化鈦、二氮化鎢(WN2)及氮化鉭。
又另一實施例中，基材101為介電層且具有約1至約40之介電常數。在一實施例中，基材101包含矽、金屬氧化物或有化學式MX4 b，其中M為金屬化矽、X4為氮或氧且b為0.4至2.5間的金屬氮化物。在具體實施例中，基材101之介電層可為矽氧化物、矽氮化物、氧化鋁、二氧化鉿或氧化鑭等，且利用如沉積或氧化等製程所形成。
圖7繪示在底部抗反射塗層105(包含浮動區201)已移除後，流體601的移除。如圖所示，流體601以及底部抗反射塗層105的移除，留下了基材101以及鳍片103。一旦移除底部抗反射塗層105後，便可在鳍片103上進行額外的製程，例如從鳍片103形成多閘極電晶體。
圖8繪示另一實施例，其中底部抗反射塗層105(包含浮動區201)係與中間層801一起使用，中間層801係在浮動區201形成後設置在底部抗反射塗層105上。在一實施例中，中間層801可為具有不同於光阻401之抗蝕刻性的有機層或無機層。在一實施例中，中間層801包含 至少一抗蝕刻性分子，例如低大西數結構(low onishi number structure)、雙鍵結構、三鍵結構、鈦、氮化鈦、鋁、氧化鋁、氮氧化矽、或其類似物。
在另一特定實施例中，中間層801為硬罩幕材料，例如矽、氮化矽、氧化物、氮氧化物、碳化矽、前述之組合或其類似物。可透過例如化學氣相沉積法(chemical vapor deposition，CVD)來形成中間層801之硬罩幕材料。雖然，可替代地使用其他製程，例如電漿增益化學氣相沉積法(plasma enhanced chemical vapor deposition，PECVD)、低壓化學氣相沉積法(low pressure chemical vapor deposition，LPCVD)、旋轉塗佈法，或甚至於氧化矽形成後接著進行氮化的方法。可利用任何適合方法或方法的組合來形成或設置硬罩幕材料，且意欲將所有這些方法或組合完全涵蓋在實施例的範圍中。中間層801的厚度可介於約100Å與約800Å之間，例如約300Å。
一旦中間層801的硬罩幕材料形成後，可在中間層801的硬罩幕材料上方設置並圖案化光阻401。光阻401在中間層801之硬罩幕材料上的配置以及光阻401的圖案化與前面關於圖1至圖4B所述之光阻401的配置以及光阻401的顯影類似。例如，可使用旋轉塗佈法來設置光阻401，使用光阻成像裝置400照射，然後再使用顯影劑417來顯影。
圖8也繪示，已將光阻401圖案化成所需圖案後，可利用光阻401來作為罩幕以圖案化中間層801的 硬罩幕材料。例如，可利用非等向性蝕刻製程，例如反應性離子蝕刻(RIE)，來將光阻401的圖案移轉到中間層801。藉此，可在乾式蝕刻中使用適合之蝕刻劑的離子，例如四氟甲烷/氧氣(CF4-O2)，以移除圖案化光阻401所暴露之中間層801的部分。然而，均可替代地使用任何其他適合的蝕刻劑，例如三氟甲烷/氧氣(CHF2/O2)、二氟甲烷(CH2F2)、一氟甲烷(CH3F)、或其類似物，以及任何其他適合的移除方法，例如濕式剝除法。
圖8進一步繪示一旦光阻401之圖案轉移至中間層801，中間層801可用於轉移光阻401之圖案至底部抗反射塗層105。在一實施例中，可利用以光阻401及中間層801(已圖案化)作為光罩層之蝕刻製程移除底部抗反射塗層105。蝕刻製程可為利用如氧、氮、氫、氨、硫化六氟、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、氬、氟、三氟甲烷、四氟甲烷、全氟環丁烷、全氟丙烷或上述組合等的蝕刻劑之乾式蝕刻製程。然而，任何適合的蝕刻製程，如濕式蝕刻或甚至同時與中間層801所實施的濕式蝕刻，及其他任何適合之蝕刻劑皆可選擇使用。
然而，如在此技術領域中具有通常知識者將了解的，中間層801在底部抗反射塗層105上方的配置僅用以例示，並非用以限制於這些實施例。更恰當的說，可將中間層801設置在任何相對於底部抗反射塗層105之位 置，例如設置在底部抗反射塗層105與基材101之間。意欲將任何適合系列層完全涵蓋在實施例的範圍中。
透過一起使用具有浮動區201之底部抗反射塗層105以及中間層801，可將光阻401的圖案形成在中間層801與底部抗反射塗層105中。接著，可將此圖案應用在基材101與鰭片103的其他處理中。
圖9繪示可用來施加並移除具有浮動區201之底部抗反射塗層105的製程流程圖。在一實施例中，在第一步驟901中，施放或施加底部抗反射塗層105。一經施放，在第二步驟903中，浮動區201便形成在底部抗反射塗層105中。一旦完成後，在第三步驟905中，利用對底部抗反射塗層105與浮動區201施加液體的方式，移除底部抗反射塗層105與浮動區201。
依照一實施例，提供一種半導體元件的製作方法，包含施放抗反射材料於基材上，以形成抗反射塗層，抗反射材料具有一第一濃度之一浮動成分。形成浮動區鄰近抗反射塗層之頂面，浮動區具有第二濃度之浮動成分，第二濃度大於該第一濃度。
依照另一實施例，提供一種半導體元件的製作方法，包含施加抗反射塗層在基材上，抗反射塗層包含具有氟原子之至少一成分。沿著抗反射塗層之頂面形成浮動區，其中浮動區具有濃度較抗反射塗層之其餘部分高之前述至少一成分。烘烤抗反射塗層以在浮動區中開始交聯反應。
依照又一實施例，提供包含聚合物樹脂與交聯劑的抗反射材料，其中聚合物樹脂與交聯劑的抗反射材料之一者包含氟原子。抗反射材料也包含催化劑。
依照再一實施例，提供一種半導體元件的製作方法，包含施放抗反射材料於基材上，以形成抗反射塗層，抗反射材料具有第一濃度之浮動成分。形成浮動區鄰近抗反射塗層之頂面，浮動區具有第二濃度之浮動成分，第二濃度大於該第一濃度。施加流體至抗反射材料，以移除抗反射材料以及浮動區。
依照再一實施例，提供一種半導體元件的製作方法，包含施加抗反射塗層在基材上，以及以第一移除速率沿著抗反射塗層之頂面而從抗反射塗層形成第一區，其中抗反射塗層之第二區具有不同於第一移除速率之第二移除速率。利用施加流體至抗反射塗層之方式，移除第一區與第二區。
依照再一實施例，提供一種半導體元件的製作方法，包含施加抗反射塗層在基材上，抗反射塗層包含具有氟原子之至少一成分。沿著抗反射塗層之頂面形成浮動區，其中浮動區之前述至少一成分之濃度較抗反射塗層之其餘部分高。利用施加流體至抗反射塗層少於1分鐘的方式，移除浮動區與抗反射塗層之其餘部分。
雖然已詳細描述這些實施例及其特徵，然應該了解到的一點是，在不偏離所附請求項所定義之揭露的精神與範圍下，當可在此進行各種改變、取代以及修正。例如， 可利用許多不同的單體來形成底部抗反射塗層的材料，且可利用不同的製程來形成、施加與顯影光阻。
此外，本申請案的範圍並非限制在說明書所描述之製程、機械、製造、物質成分、手段、方法及步驟的特定實施例中。如在此技術領域中具有通常知識者將可輕易從本揭露中了解到，現存或日後所發展出之可與在此所描述之對應實施例執行實質相同之功能、或達到實質相同之結果的製程、機械、製造、物質成分、手段、方法或步驟，可依據本揭露來加以應用。因此，後附之請求項意欲包含在其範圍內的這類製程、機械、製造、物質成分、手段、方法或步驟。
101‧‧‧基材
103‧‧‧鰭片
105‧‧‧底部抗反射塗層

Claims (10)

  1. 一種半導體元件的製作方法，該方法包含：施放一抗反射材料於一基材上，以形成一抗反射塗層，該抗反射材料具有一第一濃度之一浮動成分；形成一浮動區鄰近該抗反射塗層之一頂面，該浮動區具有一第二濃度之該浮動成分，該第二濃度大於該第一濃度；以及施加一流體至該抗反射塗層，以移除該抗反射塗層以及該浮動區。
  2. 如請求項1所述之方法，其中施加該流體之步驟為施加一水溶液。
  3. 如請求項2所述之方法，其中該水溶液具有一pH值，且該pH值介於-1到4之間或介於9到14之間。
  4. 如請求項1所述之方法，其中施加該流體之步驟為施加一有機溶劑。
  5. 如請求項1所述之方法，其中該流體包含一無機酸。
  6. 一種半導體元件的製作方法，該方法包含施加一抗反射塗層在一基材上；以一第一移除速率沿著該抗反射塗層之一頂面而從該抗反射塗層形成一第一區，其中該抗反射塗層之一第二區具有不同於該第一移除速率之一第二移除速率；以及利用施加一流體至該抗反射塗層之方式，移除該第一區與該第二區。
  7. 如請求項6所述之方法，於移除該第一區與該第二區之步驟前，更包含圖案化該抗反射塗層。
  8. 如請求項6所述之方法，其中施加該流體之步驟為施加一水溶液，且該水溶液具有一pH值，該PH值介於-1到4之間或介於9到14之間。
  9. 一種半導體元件的製作方法，該方法包含：施加一抗反射塗層在一基材上，其中該抗反射塗層包含具有一氟原子之至少一成分；沿著該抗反射塗層之一頂面形成一浮動區，其中該浮動區之該至少一成分之一濃度較該抗反射塗層之一剩餘部高；以及利用對該抗反射塗層施加少於一分鐘之一流體的方式，去除該浮動區以及該抗反射塗層之該剩餘部。
  10. 如請求項9所述之方法，其中該流體為一水溶液，且該水溶液具有一pH值，該pH值介於-1到4之間或介於9到14之間。
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