TWI780715B

TWI780715B - 製造半導體裝置的方法及顯影劑組成物

Info

Publication number: TWI780715B
Application number: TW110118314A
Authority: TW
Inventors: 劉朕與; 翁明暉; 訾安仁; 張慶裕; 林進祥
Original assignee: 台灣積體電路製造股份有限公司
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2021-05-20
Publication date: 2022-10-11
Also published as: TW202144934A; CN113341662A

Abstract

一種製造半導體裝置的方法包含形成光阻層在基板上並選擇性曝露光阻層於光化輻射，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，以在光阻層中形成圖案。顯影劑組成物包含：具有漢森溶解度參數為18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1的第一溶劑；具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4的有機酸；以及路易士酸，其中有機酸與路易士酸不同。

Description

製造半導體裝置的方法及顯影劑組成物

本揭示的實施方式係關於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。

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域的化學和物理性質。可以利用這種修改與在未曝光的光敏材料區域中不修改，來去除一區域而不去除另一區域，反之亦然。

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。

本揭示的一實施方式提供一種製造半導體裝置的方法，包含形成光阻層在基板上；選擇性曝露光阻層於光化輻射，以形成潛在圖案；以及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，以在光阻層中形成圖案，其中顯影劑組成物包含：第一溶劑、有機酸以及路易士酸。第一溶劑具有漢森溶解度參數為18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1。有機酸，具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4，其中有機酸與路易士酸不同。

本揭示的一實施方式提供一種製造半導體裝置的方法，包含：形成抗蝕層於基板上；圖案化地交聯抗蝕層，以形成潛在圖案於抗蝕層中，其中抗蝕層包含交聯部分及未交聯部分；以及通過施加顯影劑組成物來顯影潛在圖案，以移除抗蝕層的未交聯部分，形成抗蝕層的交聯部分的圖案。其中顯影劑組成物包含：第一溶劑、有機酸以及路易士酸。第一溶劑具有漢森溶解度參數為18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1。有機酸具有酸解離常數pKa為-11 <pKa<4，其中有機酸與路易士酸不同。

本揭示的一實施方式提供一種顯影劑組成物，包含：第一溶劑、有機酸以及路易士酸。第一溶劑具有漢森溶解度參數為18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1。

有機酸具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4，其中有機酸與路易士酸不同。

10:基板

15:抗蝕層

30:光罩

35:不透明圖案

40:光罩基板

45:光化輻射

50:曝光區域

52:未曝光區域

55,55’:圖案

57:顯影劑

60:目標層

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

80:覆蓋層

85:吸收層

90:後側導電層

95:極紫外光輻射

97:極紫外光輻射的一部分

100:製程流程圖

105:抗蝕層

110:底層

115:中間層

120,125:光阻層

130:開口

130’,130”:圖案

200:沉積設備

205:真空腔室

210:基板支撐台

220,225:氣體供應

230,230’:進氣口

235,235’:氣體管線

240:氣體供應

245:真空幫浦

250:出氣口

255:排氣管

260:控制器

S110:操作

S120:操作

S130:操作

S140:操作

S150:操作

S160:操作

S170:操作

當讀到隨附的圖式時，從以下詳細的敘述可充分瞭解本揭露的各方面。值得注意的是，根據工業上的標準實務，各種特徵不是按比例繪製。事實上，為了清楚的討論，各種特徵的尺寸可任意增加或減少。

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3A圖及第3B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7A圖顯示根據本揭示的實施方式之有機金屬前驅物。

第7B圖顯示有機金屬前驅物曝露於光化輻射時發生的反應。第7C圖顯示根據本揭示的實施方式之有機金屬前驅物的實例。

第8圖顯示根據本揭示的實施方式之抗蝕劑沉積設備。

第9圖顯示根據本揭示的實施方式之光阻組成物組分曝露於光化輻射和加熱發生的反應。

第10圖顯示根據本揭示的實施方式之顯影劑反應。

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12A圖及第12B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13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14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15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16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17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18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19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20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。

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，是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抗蝕劑(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，將抗蝕劑(resist)塗佈在待圖案化層的表面或基板10上以形成抗蝕層15(resist layer)，如第2圖所示。在一些實施方式中，抗蝕劑是通過化學氣相沉積(CVD)或原子層沉積(ALD)形成的含金屬光阻(photoresist)。在一些實施方式中，含金屬光阻層是通過旋塗(spin-coating)方法形成。

在一些實施方式中，抗蝕層15接著進行第一烘烤(或曝光前烘烤)操作S120以揮發抗蝕劑(resist)組成物中的溶劑。在足以固化與乾燥抗蝕層15的溫度及時間下烘烤抗蝕層15。在一些實施方式中，在約40℃至120℃下加熱抗蝕層15，為時約10秒至約10分鐘。

在操作S130中，將抗蝕層15選擇性地曝露於光化輻射45(參照第3A圖及第3B圖)。在一些實施方式中，將抗蝕層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3A圖所示，在一些實施方式中，曝光輻射45在照射抗蝕層15前先穿過光罩30。在一些實施方式中，光罩30具有待複製至抗蝕層15的圖案。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，使用極紫外光微影對抗蝕層15進行選擇性曝光，以形成曝光區域50及未曝光區域52。在一些實施方式中，在極紫外光微影操作中，使用反射式光罩65來形成圖案化的曝光，如第3B圖所示。反射式光罩65包含低熱膨脹玻璃基板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形成在低熱膨脹玻璃基板70的背側。在極紫外光微影中，極紫外光輻射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之間。

在一些實施方式中，抗蝕層15為光阻層。相對於未曝露於輻射的抗蝕層15的區域(即未曝光區域52)，曝露於輻射的抗蝕層15的區域50(即曝光區域50)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，曝露於輻射的抗蝕層15的區域(曝光區域50)發生交聯反應。

抗蝕層15所曝露的電磁輻射的量可以通過注量(fluence)或劑量(dose)來表示，其是通過在曝露時間內的積分輻射通量獲得。在一些實施方式中，合適的輻射通量為約1mJ/cm²至約150mJ/cm²，在其他實施方式中為約2mJ/cm²至約100mJ/cm²，且在其他實施方式中為約3mJ/cm²至約50mJ/cm²。本領域通常知識者將了解到，在上述明確範圍內的輻射通量的其他範圍是可預期的，並且在本揭示的實施方式範圍內。

在一些實施方式中，選擇性或圖案化曝光是通過掃描電子束來進行。利用電子束微影，電子束誘發二次電子，從而改變被照射的材料。使用電子束微影和本揭示實施方式的含金屬的抗蝕劑(resist)可以實現高解析度。電子束可以由能量來表示，且在一些實施方式中，合適的能量範圍為約5V至約200kV(千伏)，在其他實施方式中，為約7.5V至約100kV。在一些實施方式中，在30kV的接近校正光束劑量為約0.1μC/cm²至約5μC/cm²，在其他實施方式中為約0.5μC/cm²至約1μC/cm²，且在其他實施方式中為約1μC/cm²至約100μC/cm²。本領域通常知識者可基於本揭示實施方式的教導來計算在其他光束能量下的相應劑量，並且將了解到在上述明確範圍內的電子束性質的其他範圍是可預期的，並且在本揭示的實施方式範圍內。

接下來，在操作S140中，抗蝕層15進行加熱或曝光後烘烤(PEB)。在一些實施方式中，抗蝕層15在約50℃至約250℃的溫度下加熱約20秒至約300秒。在一些實施方式中，曝光後烘烤是在約100℃至約230℃的溫度範圍內進行，在其他實施方式中是在約150℃至約200℃的溫度範圍內進行。在一些實施方式中，曝光後烘烤操作S140使在操作S130中曝露於光化操作的抗蝕層15中的第一化合物或第一前驅物與第二化合物或第二前驅物的反應產物進一步交聯。

在操作S150中，通過將顯影劑施加到經選擇性曝露的抗蝕層來對經選擇性曝露的抗蝕層進行顯影。如第4圖所示，分配器62將顯影劑57供應到抗蝕層15。在一些實施方式中，顯影劑57移除抗蝕層15的未曝光區域52，從而在抗蝕層15中形成開口的圖案55以曝露基板10，如第5圖所示。

在一些實施方式中，抗蝕層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’，從而將抗蝕層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55延伸到基板10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抗蝕層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抗蝕層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包括至少具有式MX_b的矽、金屬氧化物及金屬氮化物的介電質，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。

抗蝕層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(例如，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。在一些實施方式中，抗蝕劑為負型顯影(NTD)光阻。在一負型顯影光阻中，選擇顯影劑溶劑優先溶解抗蝕劑的未曝光部分以形成圖案化的抗蝕劑，而未曝露於光化輻射交聯的抗蝕劑部分。

在一些實施方式中，抗蝕層15由光阻組成物製成，包含在蒸氣態(vapor state)結合的第一化合物或第一前驅物及第二化合物或第二前驅物。第一前驅物或第一化合物為具有式M_aR_bX_c的有機金屬，如第7A圖所示，其中 M為Sn、Bi、Sb、In、Te、Ti、Zr、Hf、V、Co、Mo、W、Al、Ga、Si、Ge、P、As、Y、La、Ce、或Lu中的至少一種；且R為經取代或未取代的烷基、烯基或羧酸酯基。在一些實施方式中，M是選自由Sn、Bi、Sb、In、Te及其組合所組成的群組。在一些實施方式中，R是C3-C6烷基，烯基或羧酸鹽。在一些實施方式中，R是選自由丙基、異丙基、丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基、仲戊基、叔戊基、己基、異己基、仲己基、叔己基及其組合所組成的群組。在一些實施方式中，X為與第二化合物或第二前驅物反應的配體、離子或其他基團(moiety)；且1

a

2、b

1、c

1，並且b+c

5。在一些實施方式中，烷基、烯基或羧酸酯基團被一個或多個氟基團取代。在一些實施方式中，有機金屬前驅物為二聚體，如第7A圖所示，其中每個單體單元通過胺基連接。每個單體具有式MaRbXc，如上所定義。

在一些實施方式中，R是烷基，例如C_nH_2n+1，其中n

3。在一些實施方式中，R是氟化的，例如具有式C_nF_xH_((2n+1)-x)。在一些實施方式中，R具有至少一種β-氫(beta-hydrogen)或β-氟(beta-fluorine)。在一些實施方式中，R選自異丙基、正丙基、叔丁基、異丁基、正丁基、仲丁基、正戊基、異戊基、叔戊基和仲戊基及其組合所組成的群組。

在一些實施方式中，X是易於被第二化合物或第二前驅物置換以產生M-OH基團的任何基團(moiety)，例如選自由胺(包含二烷基氨基和單烷基氨基)、烷氧基、羧酸鹽、鹵素和磺酸鹽所組成的群組。在一些實施方式中，磺酸基被一個或多個胺基取代。在一些實施方式中，鹵化物是選自由F、Cl、Br和I所組成的群組中的一種或多種。在一些實施方式中，磺酸鹽基團包含經取代或未取代的C1-C3基團。

在一些實施方式中，第一有機金屬化合物或第一有機金屬前驅物包含金屬中心M⁺，且配體L附著在金屬中心M⁺上，如第7B圖所示。在一些實施方式中，金屬中心M⁺為金屬氧化物。在一些實施方式中，配體L包含C3-C12脂族或芳族基團。脂族或芳族基團可以為不具支鏈(unbranched)或含有1-9個碳的環狀或非環狀飽和懸垂基(pendant group)的支鏈(branched with cyclic)，包含基、烯基和苯基。支鏈基團可以進一步被氧或鹵素取代。在一些實施方式中，C3-C12脂族或芳族基團包含雜環基團。在一些實施方式中，C3-C12脂族或芳族基團通過醚鍵或酯鍵連接到金屬上。在一些實施方式中，C3-C12脂族或芳族基團包含亞硝酸鹽和磺酸鹽取代基。

在一些實施方式中，有機金屬前驅物或有機金屬化合物包含仲己基三(二甲基氨基)錫(sec-hexyl tris(dimethylamino)tin)、叔己基三(二甲基氨基)錫(t-hexyl tris(dimethylamino)tin)、異己基三(二甲基氨基)錫(i-hexyl tris(dimethylamino)tin)、正己基三(二甲基氨基)錫(n-hexyl tris(dimethylamino) tin)、仲戊基三(二甲基氨基)錫(sec-pentyl tris(dimethylamino)tin)、叔戊基三(二甲基氨基)錫(t-pentyl tris(dimethylamino)tin)、異戊基三(二甲基氨基)錫(i-pentyl tris(dimethylamino)tin)、正戊基三(二甲基氨基)錫(n-pentyl tris(dimethylamino)tin)、仲丁基三(二甲基氨基)錫(sec-butyl tris(dimethylamino)tin)、叔丁基三(二甲基氨基)錫(t-butyl tris(dimethylamino)tin)、異丁基三(二甲基氨基)錫(i-butyl tris(dimethylamino)tin)、正丁基三(二甲基氨基)錫(n-butyl tris(dimethylamino)tin)、仲丁基三(二甲基氨基)錫(sec-butyl tris(dimethylamino)tin)、異丙基(三)二甲基氨基錫(i-propyl(tris)dimethylamino tin)、正丙基三(二乙氨基)錫(n-propyl tris(diethylamino)tin)、和類似的烷基(三)(叔丁氧基)錫化合物，包含仲己基三(叔丁氧基)錫(sec-hexyl tris(t-butoxy)tin)、叔己基三(叔丁氧基)錫(t-hexyl tris(t-butoxy)tin)、異己基三(叔丁氧基)錫(i-hexyl tris(t-butoxy)tin)、正己基三(叔丁氧基)錫(n-hexyl tris(t-butoxy)tin)、仲戊基三(叔丁氧基)錫(sec-pentyl tris(t-butoxy)tin)、叔戊基三(叔丁氧基)錫(t-pentyl tris(t-butoxy)tin)、異戊基三(叔丁氧基)錫(i-pentyl tris(t-butoxy)tin)、正戊基三(叔丁氧基)錫(n-pentyl tris(t-butoxy)tin)、叔丁基三(叔丁氧基)錫(t-butyl tris(t-butoxy) tin)、異丁基三(丁氧基)錫(i-butyl tris(butoxy)tin)、正丁基三(丁氧基)錫(n-butyl tris(butoxy)tin)、仲丁基三(丁氧基)錫(sec-butyl tris(butoxy)tin)、異丙基(三)二甲基氨基錫(i-propyl(tris)dimethylamino tin)、或正丙基三(丁氧基)錫(n-propyl tris(butoxy)tin。在一些實施方式中，有機金屬前驅物或有機金屬化合是氟化的。在一些實施方式中，有機金屬前驅物或化合物具有沸點為少於約200℃。

在一些實施方式中，第一化合物或第一前驅物包含一個或多個可以與官能基團配位的不飽和鍵(例如羥基)在基板或中間層(intervening underlayer)的表面以提高光阻層對基板或底層的粘附力。

在一些實施方式中，第二前驅物或第二化合物是胺、硼烷(borane)、膦(phosphine)或水中的至少一種。在一些實施方式中，胺具有式N_pH_nX_m，其中當p為1時，0

n

3、0

m

3、n+m=3，且當p為2時n+m=4，並且每個X是鹵素獨立地選自由F、Cl、Br及I所組成的群組。在一些實施方式中，硼烷具有式B_pH_nX_m，其中當p為1時，0

n

3、0

m

3、n+m=3，且當p為2時，n+m=4，並且每個X是鹵素獨立地選自由F、Cl、Br及I所組成的群組。在一些實施方式中，膦具有式P_pH_nX_m，其中當p為1時，0

n

3、0

m

3、n+m=3，或當p為2時n+ m=4，並且每個X是鹵素獨立地選自由F、Cl、Br及I所組成的群組。

第7B圖顯示在一些實施方式中金屬前驅物曝露於光化輻射時發生的反應。曝露於光化輻射的結果是，配體基團L從金屬前驅物的金屬中心M⁺中分離出來，且兩個或多個金屬前驅物中心互相鍵結。

第7C圖顯示根據本揭示的實施方式之有機金屬前驅物的實例。在第7C圖中，Bz為苯基。

在一些實施方式中，通過氣相沉積操作執行沉積光阻組成物的操作S110。在一些實施方式中，氣相沉積操作包含原子層沉積(ALD)或化學氣相沉積(CVD)。在一些實施方式中，原子層沉積包含電漿增強原子層沉積(PE-ALD)，且化學氣相沉積包含電漿增強化學氣相沉積(PE-CVD)、有機金屬化學氣相沉積(MO-CVD)；常壓化學氣相沉積(AP-CVD)、及低壓化學氣相沉積(LP-CVD)。

根據本揭示一些實施方式之抗蝕層沉積設備200繪示第8圖。在一些實施方式中，沉積設備200為原子層沉積或化學氣相沉積設備。沉積設備200包含真空腔室205。真空腔室205中的基板支撐台210支撐基板10，例如矽晶圓。在一些實施方式中，基板支撐台210包含加熱器。在一些實施方式中，第一前驅物或化合物氣體供應220及載體/吹掃氣體供應225通過氣體管線235連接至腔室中的進氣口230，且第二前驅物或化合物氣體供應 240及載體/吹掃氣體供應225通過另一氣體管線235’連接至腔室中的另一進氣口230’。腔室抽真空，並藉由真空幫浦245通過出氣口250及排氣管255移除過量的反應物及反應副產物。在一些實施方式中，前驅物氣體及載體/吹掃氣體的流速或脈衝、過量的反應物及反應副產物排出、真空腔室205內的壓力、以及真空腔室205或晶圓支撐台210的溫度由控制器260控制，控制器260被配置為控制這些參數中的每一個。

沉積光阻層包含在蒸氣態(vapor state)結合第一化合物或第一前驅物及第二化合物或第二前驅物，以形成光阻組成物。在一些實施方式中，將光阻組成物的第一化合物或第一前驅物及第二化合物或第二前驅物大約同時經由進氣口230、230’引入沉積腔室205(化學氣相沉積腔室)中。在一些實施方式中，第一化合物或第一前驅物及第二化合物或第二前驅物經由進氣口230、230’，以交替的方式引入沉積腔室205(原子層沉積腔室)，例如，首先將一種化合物或前驅物，接著是第二種化合物或前驅物，然後交替地重複引入一種化合物或前驅物，隨後是第二種化合物或前驅物。

在一些實施方式中，在沉積操作期間，沉積腔室溫度為約30℃至約400℃，而在其他實施方式中，溫度為約50℃至約250℃之間。在一些實施方式中，在沉積操作期間，沉積腔室中的壓力為約5mTorr至約100Torr，而在其他實施方式中，壓力為約100mTorr至約10Torr。在一些實施方式中，電漿功率小於約1000W。在一些實施方式中，電漿功率為約100W至約900W。在一些實施方式中，第一化合物或前驅物及第二化合物或前驅物的流速為約100sccm至約1000sccm。在一些實施方式中，有機金屬化合物前驅物對第二化合物或前驅物的流量比為約1：1至約1：5。在超出上述範圍的操作參數下，在一些實施方式中會產生不令人滿意的光阻層。在一些實施方式中，光阻層的形成發生在單一腔室中(單鍋(one-pot)層形成)。

根據本揭示一些實施方式的化學氣相沉積製程中，將兩種或更多種有機金屬前驅物及第二前驅物的氣流由分開的入口路徑(進氣口230、氣體管線235及進氣口230’、氣體管線235’)引入化學氣相沉積設備的沉積腔室205中，使其在氣相中混和及反應，以形成反應產物。在一些實施方式中，使用分開的注入進氣口230、230’或雙增壓噴頭(dual-plenum showerhead)引入氣流。沉積設備被配置為使得有機金屬前驅物及第二前驅物的氣流在腔室中混和，使得有機金屬前驅物及第二前驅物反應已形成反應產物。在不限制本揭示的實施方式的機制、功能或用途的情況下，相信來自氣相反應的產物的分子量變得更重，接著被凝結(condensed)或以其他方式沉積到基板10上。

在一些實施方式中，原子層沉積製程用於沉積光阻層。在原子層沉積期間，通過將基板表面曝露於交替的氣態化合物(或前驅物)而生長一層在基板10上。與化學氣相沉積相反，前驅物作為一系列順序的、不重疊的脈衝引入。在這些脈衝中的每一個中，前驅物分子以自限方式與表面反應，因此一旦表面上所有的反應性位點都被消耗掉，反應就會終止。因此，在一次曝露於所有前驅物(所謂的ALD循環)之後，沉積在表面上的最大材料量取決於前驅物與表面的相互作用的性質。

在原子層沉積製程的一個實施方式中，在前半部分反應中，將有機金屬前驅物脈衝化，以將含金屬前驅物遞送至基板10表面。在一些實施方式中，有機金屬前驅物與合適的底層物質(underlying species)(例如基板表面上的OH或NH官能基)反應，以形成新的自飽和(self-saturating)表面。在一些實施方式中，通過使用真空幫浦245抽真空和/或通過使惰性吹掃氣體流動來去除過量未使用的反應物和反應副產物。然後，在一些實施方式中，第二前驅物例如氨(NH₃)被脈衝到沉積室。氨與基板上的有機金屬前驅物反應，從而獲得反應產物光阻在基板表面上。第二前驅物也與底層反應性物質形成自飽和鍵，以提供另一自限及飽和的後半部分反應。在一些實施方式中，進行第二次吹掃以除去未使用的反應物和反應副產物。第一前驅物及第二前驅物的脈衝與中間的吹掃操作交替進行，直到獲得所需的光阻層厚度。

在一些實施方式中，抗蝕層15形成為約5nm至約50nm的厚度，並且在其他實施例中形成為約10nm至約30nm的厚度。本領域通常知識者將了解到在上述明確範圍內的厚度的其他範圍是可以預期的，並且在本揭示的實施方式範圍內。可以基於光阻層的光學特性使用X射線反射率和/或橢圓偏振法的非接觸方法來評估厚度。在一些實施方式中，每個光阻層的厚度相對均勻以利於處理。在一些實施方式中，沉積的光阻層的厚度變化與平均厚度的變化不超過±25%，在其他實施方式中，每個光阻層的厚度與平均光阻層的厚度相差不超過±10%。在一些實施方式中，例如在較大基板上的高均勻性沉積，可以用1公分的邊緣排除來評估光阻層的均勻性，即，對於邊緣1公分以內的塗層部分，不評估層的均勻性。本領域通常知識者將了解，上述明確範圍內的其他範圍是可預期的，並且在本揭示的實施方式範圍內。

在一些實施方式中，第一及第二化合物或前驅物與載體氣體一起被輸送至沉積腔室205中。載體氣體、吹掃氣體、沉積氣體或其他製程氣體可包含氮氣、氫氣、氬氣、氖氣、氦氣或其組合。

在一些實施方式中，有機金屬化合物包含錫(Sn)、銻(Sb)、鉍(Bi)、銦(In)和/或碲(Te)作為金屬組分，但本揭示實施方式不限於這些金屬。在其他實施方式中，其他合適的金屬包含鈦(Ti)、鋯(Zr)、鉿(Hf)、釩(V)、鈷(Co)、鉬(Mo)、鎢(W)、鋁(Al)、鎵(Ga)、矽(Si)、鍺(Ge)、磷(P)、砷(As)、釔(Y)、鑭(La)、鈰(Ce)、鎦(Lu)或其組合。額外的金屬可以作為Sn、Sb、Bi、In和/或Te的替代或補充。

所使用的特定金屬可能會顯著影響輻射的吸收。因此，可以根據所需的輻射和吸收截面來選擇金屬成分。錫、銻、鉍、碲和銦在13.5nm對極紫外光有強吸收。鉿提供良好的電子束吸收及極紫外光輻射。包含鈦、釩、鉬或鎢的金屬組成物在更長的波長處具有強吸收性，以提供例如對248nm波長紫外光的敏感性。

第9圖顯示根據本揭示一實施方式之光阻組成物組分曝露於光化輻射和加熱發生的反應。第9圖顯示根據本揭示實施方式之在光阻圖案化方法的各階段中光阻層的示例性化學結構。如第9圖所示，光阻組成物包含有機金屬化合物，例如SnX₂R₂及第二化合物，例如氨(NH₃)。當有機金屬化合物與氨結合時，有機金屬化合物與一些氨在蒸氣相(vapor phase)中反應，以形成具有胺基連接到有機金屬化合物的金屬(Sn)上的反應產物。沉積的光阻層中的胺基具有氫鍵，此氫鍵可以實質上增加沉積的光阻層的沸點，並有助於防止含金屬的光阻材料排氣(outgassing)。此外，胺基的氫鍵可以幫助控制水氣對光阻層品質的影響。

當隨後曝露於極紫外光輻射時，有機金屬化合物吸收極紫外光輻射，並且一個或多個有機R基團從有機金屬化合物斷開，以形成胺基金屬化合物在輻射曝露區域中。然後，在一些實施方式中，當進行曝光後烘烤(PEB)時，胺基金屬化合物通過胺基交聯，如第9圖所示。在一些實施方式中，曝露於極紫外光輻射造成胺基金屬化合物發生部分交聯。

在本揭示一些實施方式中，顯影劑組成物，包含：具有漢森溶解度參數為18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1的第一溶劑；具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4的有機酸；以及路易士酸，其中有機酸與路易士酸不同。

漢森溶解度參數的單位為(焦耳/cm³)^½或相等於MPa^½，且是基於如下構想：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。

在一些實施方式中，第一溶劑的濃度為約60wt.%至約99wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一些實施方式中，第一溶劑的濃度大於60wt.%。在其他實施方式中，第一溶劑的濃度為約70wt.%至約90wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一些實施方式中，第一溶劑為乙酸正丁酯、甲基正戊基酮、己烷、庚烷和乙酸戊酯中的一種或多種。

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+H₂O

A-+H₃O⁺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pKa通過等式pKa=-log₁₀(Ka)與Ka相關。pKa值越低，酸越強。相反，pKa值越高，則鹼越強。在一些實施方式中，有機酸乙二酸(ethanedioic acid)、甲酸(methanoic acid)、2-羥基丙酸(2-hydroxypropanoic acid)、2-羥基丁二酸(2-hydroxybutanedioic acid)、檸檬酸(citric acid)、尿酸(uric acid)、三氟甲磺酸(trifluoromethanesulfonic acid)、苯磺酸(benzenesulfonic acid)、乙磺酸(ethanesulfonic acid)、甲基磺酸(methanesulfonic acid)、草酸及馬來酸中的一種或多種。在一實施方式中，有機酸的濃度為約0.001wt.%至約30wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。

在一些實施方式中，路易士酸包含一種或多種離子選自Li⁺、Na⁺、K⁺、Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Sn²⁺、Al³⁺、Se³⁺、Ca³⁺、In³⁺、La³⁺、Cr³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、 As³⁺、Ir³⁺、Sc³⁺、Y³⁺、Yb³⁺、Ln³⁺、Si⁴⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺,Th⁴⁺、Pu⁴⁺、VO²⁺、UO₂ ²⁺、(CH₃)₂Sn²⁺、RPO²⁺、ROPO²⁺、RSO²⁺、ROSO²⁺、SO₃ ^2-、I₇ ^-、I₅ ^-、CI₅ ^-、R₃C⁺、RCO⁺、NC⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、NO⁺、Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Tl⁺、Hg⁺、Cs⁺、Pd²⁺、Cd²⁺、Pt²⁺、CH₃Hg²⁺、Tl³⁺、Tl(CH₃)³⁺、RH₃ ⁺、RS⁺、RSe⁺、RTe⁺、I^-、Br^-、OH^-、RO²⁺及I^-，其中Ln為isa鑭系元素，包含La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu，且其中R為C1-C4烷基。

在一些實施方式中，路易士酸為離子化合物。在一些實施方式中，路易士酸包含一種或多種鹵素。在一些實施方式中，路易士酸包含一種或多種化合物選自I₂、Br₂、SO₂、Be(CH₃)₂、BF₃、BCl₃、BBr₃、B(OR)₃、Al(CH₃)₃、Ga(CH₃)₃、In(CH₃)₃、及B(CH₃)₃，其中R為C1-C4烷基。

在一些實施方式中，路易士酸包含Sc(CF₃SO₃)₃、Y(CF₃SO₃)₃及Ln(CF₃SO₃)₃中的一種或多種，其中Ln為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。

在一些實施方式中，路易士酸的濃度為約0.1wt.%至約15wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計，且在其他實施方式中，路易士酸的濃度為約1wt.%至約5wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。

在一些實施方式中，顯影劑組成物包含具有漢森溶解度參數為25>δ_d>13、25>δ_p>3及30>δ_h>4的第二溶劑，且第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一些實施方式中，第二溶劑的濃度為約0.1wt.%至少於約40wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一些實施方式中，第二溶劑為丙二醇甲醚(propylene glycol methyl ether)、丙二醇乙醚(propylene glycol ethyl ether)、γ-丁內酯(γ-butyrolactone)、環己酮(cyclohexanone)、乳酸乙酯(ethyl lactate)、甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、丙醇(propanol)、正丁醇(n-butanol)、丙酮(acetone)、二甲基甲醯胺(dimethyl formamide)、乙腈(acetonitrile)、異丙醇(isopropanol)、四氫呋喃(tetrahydrofuran)或乙酸(acetic acid)中的一種或多種。

在一些實施方式中，顯影劑組成物包含約0.001wt.%至約30wt.%的螯合物，基於顯影劑組成物的總重量計。在其他實施方式中，顯影劑組成物包含約0.1wt.%至約20wt.%的螯合物，基於顯影劑組成物的總重量計。在一些實施方式中，螯合物為乙二胺四乙酸、乙二胺-N,N’-二琥珀酸(EDDS)、二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)、聚天冬氨酸(polyaspartic acid)、反1,2-二胺基環己烷-N,N,N’,N’-四乙酸(trans-1,2-cyclohexanediamine-N,N,N’,N’-tetraacetic acid monohydrate)、乙二胺(ethylenediamine)或其類似者中的一種或多種。

在一些實施方式中，顯影劑組成物包含水或乙二醇(ethylene glycol)，基於顯影劑組成物的總重量，濃度為0.001wt.%至30wt.%。

在一些實施方式中，光阻顯影劑組成物包含濃度為約0.001wt.%至少於約5wt.%的介面活性劑，基於顯影劑組成物的總重量計，以增加溶解度並降低基板上的表面張力。在其他實施方式中，介面活性劑的濃度為約0.01wt.%至約1wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一些實施方式中，介面活性劑是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，介面活性劑是選自由硬脂酸鈉、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。

當顯影劑組成物組分的濃度超出揭露的範圍時，顯影劑組成物的性能和顯影效率可能會降低，導致光阻圖案中的光阻殘留物和浮渣(scum)增加，並增加了線寬粗糙度(line width roughness)及邊緣粗糙度(line edge roughness)。

在一些實施方式中，通過旋轉塗佈製程將顯影劑57施加到抗蝕層15上。在旋轉塗佈製程中，從抗蝕層15上方將顯影劑57施加到抗蝕層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5ml/min與約800ml/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100rpm與約2000rpm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20℃至約75℃。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抗蝕層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52(即沒有交聯)，從而曝露基板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50，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。在對抗蝕層15進行顯影並移除殘餘的顯影劑後，在圖案化的光阻層50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，以將光阻層的圖案50轉移到下面的基板10，從而形成圖案55’。基板10與抗蝕層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的選擇性比抗蝕層15更高。

在一些實施方式中，基板10及抗蝕層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。

如第10圖所示，在一些實施方式中，顯影劑組成物中的路易士酸與氧原子反應，此氧原子連接交聯的有機金屬光阻的兩個金屬中心。然後，顯影劑組成物中的親核基可以更容易地斷開交聯的M-O-M鍵，從而提高顯影劑組成物中的光阻的溶解度，並增加顯影操作的效率。在一些實施方式中，親核基由路易士酸產生。在其他實施方式中，親核基被添加至顯影劑組成物。在一些實施方式中，親核基為極性物質，包含水及氯化物及溴化物。在一些實施方式中，親核基維氯化銨或溴化銨。在一些實施方式中，親核基的濃度為約0.1wt.%至約15wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。

在一些實施方式中，在形成抗蝕層15之前，待圖案化的目標層60設置在基板10上，如第11圖所示。在一些實施方式中，目標層60為設置於金屬化層上的金屬化層或介電層，例如鈍化層。在目標層60為金屬化層的實施方式中，目標層60由使用金屬化製程及金屬沉積技術的導電材料形成，包含使用化學氣相沉積、原子層沉積及物理氣相沉積(濺射)。同樣地，如果目標層60為介電層，目標層60是由介電層形成技術形成，包含熱氧化、化學氣相沉積、原子層沉積及物理氣相沉積。

抗蝕層15隨後選擇性地曝露於光化輻射45/97以在抗蝕層15中形成曝光區域50及未曝光區域52，如第12A圖及第12B圖所示，並在此結合第3A圖及第3B圖進行描述。如本揭示之實施方式所述，光阻為負型光阻，在一些實施方式中，聚合物交聯發生在曝光區域50中。

如第13圖所示，通過從分配器62分配顯影劑57來顯影未曝光光阻區52，以形成光阻開口55的圖案，如第14圖所示。此處的顯影操作類似於本文第4圖和第5圖所揭示的顯影操作。

之後，如第15圖所示，使用蝕刻操作將抗蝕層15中的圖案55轉移至目標層60，並去除抗蝕層15，如第6圖所述在目標層60中形成圖案55”。

第16-19圖為根據本揭示的實施方式製造半導體裝置的替代實施方式的截面圖。在一些實施方式中，抗蝕層105為三層抗蝕層(tri-layer resist)，其包含設置於基板10上或目標層60上的底層110。中間層115設置在底層110上，且光阻層120設置在中間層115上，如第16圖所示。

在一些實施方式中，底層110為具有實質上平坦上表面的有機材料，且中間層115為抗反射層。在一些實施方式中，底層110的有機材料包含未交聯的多種單體或聚合物。在一些實施方式中，底層110包含可圖案化的材料和/或具有被調整以提供抗反射性質的組成。底層110的示例性材料包含碳骨架(carbon backbone)聚合物。底層110用於平坦化結構，因為取決於下方裝置層中的結構，下方結構可能不平坦。在一些實施方式中，底層110通過旋塗製程形成。在某些實施方式中，底層110的厚度為約50nm至約500nm。

三層抗蝕層結構的中間層115可具有為光微影操作提供抗反射性質和/或硬遮罩性質的組成。在一些實施方式中，中間層115包含含矽層(例如，矽硬遮罩材料)。中間層115可包含含矽無機聚合物。在其他實施方式中，中間層115包含矽氧烷聚合物。在其他實施方式中，中間層 115包含氧化矽(例如，旋塗玻璃(SOG))、氮化矽、氮氧化矽、多晶矽、含金屬有機聚合物材料(包含金屬如鈦、氮化鈦、鋁和/或鉭)；和/或其他合適的材料。中間層115可鍵截至相鄰層，例如通過共價鍵、氫鍵、或親水-親水(hydrophilic-to-hydrophilic)力。

光阻層120可由本文揭示的第2圖中的抗蝕層15公開的任何光阻組成物組成。對光阻層120進行光微影圖案化以提供包含光阻層125的曝露區和開口130的圖案，如第17圖所示。在一些實施方式中，根據本文揭示於第3A、3B、4的圖案化操作，將光阻層圖案化曝露於光化輻射並顯影。

在一些實施方式中，圖案130”延伸到中間層115和底層110中，如第18圖所示。使用光阻層125作為蝕刻遮罩來蝕刻中間層115和底層110。中間層115和底層110可以根據要蝕刻的材料和圖案130’的期望構造通過濕蝕刻或乾蝕刻來蝕刻。

然後，將三層抗蝕層105中的圖案圖案延伸到基板10或目標層中，並去除剩餘的光阻層120，中間層115和底層，如第19圖所示。使用合適的蝕刻操作將圖案延伸到基板10或目標層中。在一些實施方式中，在蝕刻操作中使用的蝕刻劑對基板或目標層是選擇性的。在一些實施方式中，可通過合適的光阻剝離或光阻灰化操作來去除光阻層120。在一些實施方式中，在光阻剝離、光阻灰化或基板蝕刻操作期間去除中間層115和底層110。在一些實施方式中，執行使用不同蝕刻劑的不同蝕刻操作以去除中間層115和底層110中的每一個，並且蝕刻基板10或目標層。

第20圖繪示根據本揭示的實施方式的製造半導體裝置的製程流程。在操作S110中，將抗蝕劑塗佈於待圖案化的層或基板10的表面，且抗蝕劑進行曝光前烘烤操作S120，如第1圖所揭示。抗蝕劑可以為本揭示實施方式的任何抗蝕劑。抗蝕層15選擇性地曝露於光化輻射，如第1圖、第3A圖及第3B圖中所揭示的操作S130。然後，如第1圖所揭露的，受到選擇性曝露的抗蝕層進行曝光後烘烤操作S140。在一些實施方式中，在兩個連續操作S160及S170中顯影抗蝕層。在一些實施方式中，使用任何本揭示實施例的含路易士酸的顯影劑組成物進行第一顯影操作S160。之後，在第二顯影操作S170中，使用與含路易士酸的顯影劑組成物不同的顯影劑組成物對受到選擇性曝露的抗蝕層進一步顯影。在一些實施方式中，不同的顯影劑組成物包含有機溶劑或水性溶劑。在一些實施方式中，有機溶劑為乙酸正丁酯(n-butyl acetate)、甲基正戊基酮(methyl n-amyl ketone)、己烷、庚烷及乙酸戊酯(amyl acetate)中的一種或多種。在一些實施方式中，水性溶劑為鹼性溶劑，例如氫氧化四甲基銨(tetramethyl ammonium hydroxide)溶液。在其他實施方式中，使用不同的顯影劑組成物進行第一顯影操作S160，且使用含路易士酸顯影劑來進行第二顯影操作S170。在一些實施方式中，不同的顯影劑組成物不包含路易士酸。

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曝露出圖案化的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。與其他顯影劑組成物和顯影操作相比，根據本揭示實施方式的顯影劑組成物和顯影操作提供了高達19%的顯影效率改進，從而顯著減少了殘留在顯影的光阻圖案中的光阻浮渣。

本揭示實施方式是一種製造半導體裝置的方法，包含形成光阻層在基板上並選擇性曝露光阻層於光化輻射，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，以在光阻層中形成圖案。顯影劑組成物包含：具有漢森溶解度參數為18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1的第一溶劑；具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4的有機酸；以及路易士酸，其中有機酸與路易士酸不同。在一實施方式中，顯影劑組成物包含具有漢森溶解度參數為25>δ_d>13、25>δ_p>3及30>δ_h>4的第二溶劑，且第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，顯影劑組成物更包含0.1wt.%至20wt.%的螯合物，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，路易士酸包含一種或多種離子選自由Li⁺、Na⁺、K⁺、Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Sn²⁺、Al³⁺、Se³⁺、Ca³⁺、In³⁺、La³⁺、Cr³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、As³⁺、Ir³⁺、Sc³⁺、Y³⁺、Yb³⁺、Ln³⁺、Si⁴⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺,Th⁴⁺、Pu⁴⁺、VO²⁺、UO₂ ²⁺、(CH₃)₂Sn²⁺、RPO²⁺、ROPO²⁺、RSO²⁺、ROSO²⁺、SO₃ ^2-、I₇ ^-、I₅ ^-、CI₅ ^-、R₃C⁺、RCO⁺、NC⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、NO⁺、Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Tl⁺、Hg⁺、Cs⁺、Pd²⁺、Cd²⁺、Pt²⁺、CH₃Hg²⁺、Tl³⁺、Tl(CH₃)³⁺、RH₃ ⁺、RS⁺、RSe⁺、RTe⁺、I^-、Br^-、OH^-、RO²⁺及I^-所組成的群組，或者一種或多種化合物選自由I₂、Br₂、SO₂、Be(CH₃)₂、BF₃、BCl₃、BBr₃、B(OR)₃、Al(CH₃)₃、Ga(CH₃)₃、In(CH₃)₃、及B(CH₃)₃所組成的群組，其中R是C1-C4烷基。在一實施方式中，路易士酸包含一種或多種選自由Sc(CF₃SO₃)₃、Y(CF₃SO₃)₃及Ln(CF₃SO₃)₃所組成的群組，其中Ln為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。在一實施方式中，路易士酸的濃度為0.1wt.%至15wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為大於60wt.%至99wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，有機酸的濃度為0.001wt.%至30wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，顯影劑組成物包含水或乙二醇(ethylene glycol)，基於顯影劑組成物的總重量，濃度為0.001wt.%至30wt.%。在一實施方式中，此方法包含將光阻層中的圖案延伸至基板中。在一實施方式中，在第一及第二連續顯影操作中顯影潛在圖案，其中第一及第二顯影操作使用不同的顯影劑組成物。在一實施方式中，在第一顯影操作中使用的顯影劑組成物不包含路易士酸。在一實施方式中，在第二顯影操作中使用的顯影劑組成物不包含路易士酸。

另一實施方式為方法，包含形成抗蝕層於基板上，並圖案化地交聯抗蝕層，以形成潛在圖案於抗蝕層中，其中抗蝕層包含交聯部分及未交聯部分。通過施加顯影劑組成物來顯影潛在圖案，以移除抗蝕層的未交聯部分，形成抗蝕層的交聯部分的圖案。顯影劑組成物包含：第一溶劑具有漢森溶解度參數為18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1；有機酸具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4；以及路易士酸，其中有機酸與路易士酸不同。在一實施方式中，顯影劑組成物包含第二溶劑具有漢森溶解度參數為25>δ_d>13、25>δ_p>3及30>δ_h>4，且第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，第二溶劑選自由丙二醇甲醚(propylene glycol methyl ether)、丙二醇乙醚(propylene glycol ethyl ether)、γ-丁內酯(γ-butyrolactone)、環己酮(cyclohexanone)、乳酸乙酯(ethyl lactate)、甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、丙醇(propanol)、正丁醇(n-butanol)、丙酮(acetone)、二甲基甲醯胺(dimethyl formamide)、乙腈(acetonitrile)、異丙醇(isopropanol)、四氫呋喃(tetrahydrofuran)及乙酸(acetic acid)所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，第一溶劑選自由乙酸正丁酯(n-butyl acetate)、甲基正戊基酮(methyl n-amyl ketone)、己烷、庚烷及乙酸戊酯(amyl acetate)所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，有機酸選自由乙二酸、甲酸檸檬酸(citric acid)、尿酸(uric acid)、三氟甲磺酸(trifluoromethanesulfonic acid)、苯磺酸(benzenesulfonic acid)、乙磺酸(ethanesulfonic acid)、甲基磺酸(methanesulfonic acid)、草酸及馬來酸所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，路易士酸選自由Sc(CF₃SO₃)₃、Y(CF₃SO₃)₃及Ln(CF₃SO₃)₃所組成的群組中的一種或多種，其中Ln為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。在一實施方式中，在第一及第二連續顯影操作中顯影潛在圖案，其中第一及第二顯影操作使用不同的顯影劑組成物。在一實施方式中，在第一顯影操作中使用的顯影劑組成物不包含路易士酸。在一實施方式中，在第二顯影操作中使用的顯影劑組成物不包含路易士酸。

另一實施方式為顯影劑組成物，包含：第一溶劑具有漢森溶解度參數為18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1；有機酸具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4；以及路易士酸，其中有機酸與路易士酸不同。在一實施方式中，顯影劑組成物包含第二溶劑具有漢森溶解度參數為25 >δ_d>13、25>δ_p>3及30>δ_h>4，且第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，路易士酸包含一種或多種離子選自由Li⁺、Na⁺、K⁺、Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Sn²⁺、Al³⁺、Se³⁺、Ca³⁺、In³⁺、La³⁺、Cr³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、As³⁺、Ir³⁺、Sc³⁺、Y³⁺、Yb³⁺、Ln³⁺、Si⁴⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺,Th⁴⁺、Pu⁴⁺、VO²⁺、UO₂ ²⁺、(CH₃)₂Sn²⁺、RPO²⁺、ROPO²⁺、RSO²⁺、ROSO²⁺、SO₃ ^2-、I₇ ^-、I₅ ^-、CI₅ ^-、R₃C⁺、RCO⁺、NC⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、NO⁺、Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Tl⁺、Hg⁺、Cs⁺、Pd²⁺、Cd²⁺、Pt²⁺、CH₃Hg²⁺、Tl³⁺、Tl(CH₃)³⁺、RH₃ ⁺、RS⁺、RSe⁺、RTe⁺、I^-、Br^-、OH^-、RO²⁺及I^-所組成的群組，或一種或多種化合物選自由I₂、Br₂、SO₂、Be(CH₃)₂、BF₃、BCl₃、BBr₃、B(OR)₃、Al(CH₃)₃、Ga(CH₃)₃、In(CH₃)₃及B(CH₃)₃所組成的群組，其中R是C1-C4烷基。在一實施方式中，路易士酸包含選自由Sc(CF₃SO₃)₃、Y(CF₃SO₃)₃及Ln(CF₃SO₃)₃所組成的群組中的一種或多種，其中Ln為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。在一實施方式中，路易士酸包含一種或多種鹵素。在一實施方式中，路易士酸為離子化合物。在一實施方式中，顯影劑組成物包含0.1wt.%至20wt.%的螯合物，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，路易士酸的濃度為0.1wt.%至15wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為大於60wt.%至99wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，有機酸的濃度為0.001wt.%至30wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，顯影劑組成物包含水或乙二醇(ethylene glycol)，基於顯影劑組成物的總重量，濃度為0.001wt.%至30wt.%。在一實施方式中，顯影劑組成物包含0.001wt.%至30wt.%的螯合物，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，螯合物選自由乙二胺四乙酸、乙二胺-N,N’-二琥珀酸(EDDS)、二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)、聚天冬氨酸(polyaspartic acid)、反1,2-二胺基環己烷-N,N,N’,N’-四乙酸(trans-1,2-cyclohexanediamine-N,N,N’,N’-tetraacetic acid monohydrate)及乙二胺(ethylenediamine)所組成的群組中的一種或多種。

本揭示另一實施方式為製造半導體裝置的方法，包含形成抗蝕層於基板上並擇性曝露抗蝕層於光化輻射。通過施加顯影劑組成物至受到選擇性曝露的抗蝕層來顯影潛在圖案，以在抗蝕層中形成圖案。顯影劑組成物包含：第一溶劑具有漢森溶解度參數為18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1；有機酸具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4；以及含有鹵素的路易士酸或離子型路易士酸，其中有機酸與路易士酸不同。在一實施方式中，抗蝕層為三層抗蝕層，包含底層、中間層及上感光層，且底層、中間層及上感光層由不同材料形成。在一實施方式中，顯影劑組成物包含第二溶劑具有漢森溶解度參數為25>δ_d>13、 25>δ_p>3及30>δ_h>4，且第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，方法包含在形成抗蝕層之前，形成目標層於基板上。在一實施方式中，方法包含將抗蝕層中的圖案延伸至目標層。在一實施方式中，離子型路易士酸包含一種或多種離子選自由Li⁺、Na⁺、K⁺、Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Sn²⁺、Al³⁺、Se³⁺、Ca³⁺、In³⁺、La³⁺、Cr³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、As³⁺、Ir³⁺、Sc³⁺、Y³⁺、Yb³⁺、Ln³⁺、Si⁴⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺,Th⁴⁺、Pu⁴⁺、VO²⁺、UO₂ ²⁺、(CH₃)₂Sn²⁺、RPO²⁺、ROPO²⁺、RSO²⁺、ROSO²⁺、SO₃ ^2-、I₇ ^-、I₅ ^-、CI₅ ^-、R₃C⁺、RCO⁺、NC⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、NO⁺、Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Tl⁺、Hg⁺、Cs⁺、Pd²⁺、Cd²⁺、Pt²⁺、CH₃Hg²⁺、Tl³⁺、Tl(CH₃)³⁺、RH₃ ⁺、RS⁺、RSe⁺、RTe⁺、I^-、Br^-、OH^-、RO²⁺及I^-所組成的群組，其中R是C1-C4烷基。在一實施方式中，含鹵素的路易士酸選自由I₂、Br₂、BF₃、BCl₃或BBr所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，路易士酸包含選自由Sc(CF₃SO₃)₃、Y(CF₃SO₃)₃及Ln(CF₃SO₃)₃所組成的群組中的一種或多種，其中Ln為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。在一實施方式中，路易士酸的濃度為0.1wt.%至15wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為大於60wt.%至99wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，有機酸的濃度為0.001wt.%至30wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，顯影劑組成物更包含水或乙二醇(ethylene glycol)，基於顯影劑組成物的總重量，濃度為0.001wt.%至30wt.%。在一實施方式中，方法包含在擇性曝露抗蝕層於光化輻射之後，以及顯影組成之前加熱抗蝕層。在一實施方式中，顯影劑組成物在顯影期間處於25℃至75℃的溫度。在一實施方式中，方法包含在擇性曝露抗蝕層於光化輻射之前加熱抗蝕層。在一實施方式中，顯影劑組成物包含介面活性劑。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，通過第一及第二連續顯影操作顯影受到選擇性曝露的抗蝕層，其中第一及第二顯影操作使用不同的顯影劑組成物。在一實施方式中，在第一顯影操作中使用的顯影劑組成物不包含路易士酸。在一實施方式中，在第二顯影操作中使用的顯影劑組成物不包含路易士酸。

本揭示另一實施方式為圖案化光阻層的方法，包含形成負型光阻層於基板上。光阻層選擇性地曝露於光化輻射，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移除未曝露於光化輻射的光阻層部分，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18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1；有機酸具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4；以及含有鹵素的路易士酸或離子型路易士酸，其中有機酸與路易士酸不同。在一實施方式中，顯影劑組成物包含第二溶劑具有漢森溶解度參數為25>δ_d>13、25>δ_p>3及30>δ_h>4，且第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，第二溶劑的濃度為0.1wt.%至少於40wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，第二溶劑選自由丙二醇甲醚(propylene glycol methyl ether)、丙二醇乙醚(propylene glycol ethyl ether)、γ-丁內酯(γ-butyrolactone)、環己酮(cyclohexanone)、乳酸乙酯(ethyl lactate)、甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、丙醇(propanol)、正丁醇(n-butanol)、丙酮(acetone)、二甲基甲醯胺(dimethyl formamide)、乙腈(acetonitrile)、異丙醇(isopropanol)、四氫呋喃(tetrahydrofuran)及乙酸(acetic acid)所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，第一溶劑選自由乙酸正丁酯(n-butyl acetate)、甲基正戊基酮(methyl n-amyl ketone)、己烷、庚烷及乙酸戊酯(amyl acetate)所組成的群組中的一種或多種。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，有機酸選自由乙二酸、甲酸檸檬酸(citric acid)、尿酸(uric acid)、三氟甲磺酸(trifluoromethanesulfonic acid)、苯磺酸(benzenesulfonic acid)、乙磺酸(ethanesulfonic acid)、甲基磺酸(methanesulfonic acid)、草酸及馬來酸所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，有機酸的濃度為0.001wt.%至20wt.%，基於顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，路易士酸為Sc(CF₃SO₃)₃、Y(CF₃SO₃)₃及Ln(CF₃SO₃)₃中的一種或多種，其中Ln為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。在一實施方式中，方法包含在選擇性曝露光阻層於光化輻射之後，及移除部分光阻層之前加熱光阻層。在一實施方式中，在選擇性曝露光阻層於光化輻射之後，選擇性曝露光阻層及加熱光阻層，使光阻層受到選擇性曝露的部分交聯。在一實施方式中，顯影劑組成物在顯影期間處於25℃至75℃的溫度。在一實施方式中，方法包含在選擇性曝露光阻層於光化輻射之前，加熱光阻層。

本揭示另一實施方式為組成物，包含：第一溶劑具有漢森溶解度參數為18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1；有機酸具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4；以及路易士酸，其中有機酸與路易士酸不同。在一實施方式中，組成物包含第二溶劑具有漢森溶解度參數為25>δ_d>13、25>δ_p>3及30>δ_h>4，且第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，第二溶劑選自由丙二醇甲醚(propylene glycol methyl ether)、丙二醇乙醚(propylene glycol ethyl ether)、γ-丁內酯(γ-butyrolactone)、環己酮(cyclohexanon。)、乳酸乙酯(。thyl lactat。)、甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)、丙醇(propanol)、正丁醇(n-butanol)、丙酮(acetone)、二甲基甲醯胺(dimethyl formamide)、乙腈(acetonitrile)、異丙醇(isopropanol)、四氫呋喃(tetrahydrofuran)及乙酸(acetic acid)所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，第二溶劑的濃度為0.1wt.%至少於40wt.%，基於組成物的總重量計。在一實施方式中，第一溶劑選自由乙酸正丁酯(n-butyl acetate)、甲基正戊基酮(methyl n-amyl ketone)、己烷、庚烷及乙酸戊酯(amyl acetate)所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為60wt.%至99wt.%，基於組成物的總重量計。在一實施方式中，有機酸選自由乙二酸、甲酸檸檬酸(citric acid)、尿酸(uric acid)、三氟甲磺酸(trifluoromethanesulfonic acid)、苯磺酸(benzenesulfonic acid)、乙磺酸(ethanesulfonic acid)、甲基磺酸(methanesulfonic acid)、草酸及馬來酸所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，有機酸的濃度為0.001wt.%至30wt.%，基於組成物的總重量計。在一實施方式中，組成物包含水或乙二醇(ethylene glycol)，基於組成物的總重量，濃度為0.001wt.%至30wt.%。在一實施方式中，路易士酸包含一種或多種離子選自由所組成的群組Li⁺、Na⁺、K⁺、Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Sn²⁺、Al³⁺、Se³⁺、Ca³⁺、In³⁺、La³⁺、Cr³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、As³⁺、Ir³⁺、Sc³⁺、Y³⁺、Yb³⁺、Ln³⁺、Si⁴⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺,Th⁴⁺、Pu⁴⁺、VO²⁺、UO₂ ²⁺、(CH₃)₂Sn²⁺、RPO²⁺、ROPO²⁺、RSO²⁺、 ROSO²⁺、SO₃ ^2-、I₇ ^-、I₅ ^-、CI₅ ^-、R₃C⁺、RCO⁺、NC⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、NO⁺、Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Tl⁺、Hg⁺、Cs⁺、Pd²⁺、Cd²⁺、Pt²⁺、CH₃Hg²⁺、Tl³⁺、Tl(CH₃)³⁺、RH₃ ⁺、RS⁺、RSe⁺、RTe⁺、I^-、Br^-、OH^-、RO²⁺及I^-所組成的群組中，或一種或多種化合物選自由I₂、Br₂、SO₂、Be(CH₃)₂、BF₃、BCl₃、BBr₃、B(OR)₃、Al(CH₃)₃、Ga(CH₃)₃、In(CH₃)₃及B(CH₃)₃所組成的群組，其中R是C1-C4烷基。在一實施方式中，路易士酸包含選自由Sc(CF₃SO₃)₃、Y(CF₃SO₃)₃及Ln(CF₃SO₃)₃所組成的群組中的一種或多種，其中Ln為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。在一實施方式中，組成物包含0.1wt.%至20wt.%的螯合物，基於組成物的總重量計。在一實施方式中，路易士酸的濃度為0.1wt.%至15wt.%，基於組成物的總重量計。在一實施方式中，組成物包含0.001wt.%至30wt.%的螯合物，基於組成物的總重量計。在一實施方式中，螯合物選自由乙二胺四乙酸、乙二胺-N,N’-二琥珀酸(EDDS)、二亞乙基三胺五乙酸(DTPA)、聚天冬氨酸(polyaspartic acid)、反1,2-二胺基環己烷-N,N,N’,N’-四乙酸(trans-1,2-cyclohexanediamine-N,N,N’,N’-tetraacetic acid monohydrate)及乙二胺(ethylenediamine)所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，組成物包含0.001wt.%至1wt.%的介面活性劑，基於組成物的總重量計。在一實施方式中，介面活性劑選自由烷基苯磺酸鹽(alkylbenzenesulfonates)、木質素磺酸鹽(lignin sulfonates)、脂肪醇乙氧基化物(fatty alcohol ethoxylates)及烷基酚乙氧基化物(alkylphenol ethoxylates)所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，介面活性劑選自由硬脂酸鈉(sodium stearate)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中的一種或多種。

本揭示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18>δ_d>3、7>δ_p>1及7>δ_h>1；有機酸具有酸解離常數pKa為-11<pKa<4；以及含有鹵素的路易士酸或離子型路易士酸，其中有機酸與路易士酸不同。在一實施方式中，光阻顯影劑組成物包含第二溶劑具有漢森溶解度參數為25>δ_d>13、25>δ_p>3及30>δ_h>4，且第一溶劑與第二溶劑為不同溶劑。在一實施方式中，離子型路易士酸包含一種或多種離子選自由Li⁺、Na⁺、K⁺、Be²⁺、Mg²⁺、Ca²⁺、Sr²⁺、Sn²⁺、Al³⁺、Se³⁺、Ca³⁺、In³⁺、La³⁺、Cr³⁺、Co³⁺、Fe³⁺、As³⁺、Ir³⁺、Sc³⁺、Y³⁺、Yb³⁺、Ln³⁺、Si⁴⁺、Ti⁴⁺、Zr⁴⁺,Th⁴⁺、Pu⁴⁺、VO²⁺、UO₂ ²⁺、(CH₃)₂Sn²⁺、RPO²⁺、ROPO²⁺、RSO²⁺、ROSO²⁺、SO₃ ^2-、I₇ ^-、I₅ ^-、CI₅ ^-、R₃C⁺、RCO⁺、NC⁺、Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺、Cu²⁺、Zn²⁺、NO⁺、Cu⁺、Ag⁺、Au⁺、Tl⁺、Hg⁺、Cs⁺、Pd²⁺、Cd²⁺、Pt²⁺、CH₃Hg²⁺、Tl³⁺、Tl(CH₃)³⁺、RH₃ ⁺、RS⁺、RSe⁺、RTe⁺、I^-、Br^-、OH^-、RO²⁺及I^-所組成的群組，其中R是C1-C4烷基。在一實施方式中，含鹵素的路易士酸選自由I₂、Br₂、BF₃、BCl₃或BBr所組成的群組中的一種或多種。在一實施方式中，路易士酸包含一種或多種選自由Sc(CF₃SO₃)₃、Y(CF₃SO₃)₃及Ln(CF₃SO₃)₃所組成的群組，其中Ln為La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu。在一實施方式中，路易士酸的濃度為0.1wt.%至15wt.%，基於光阻顯影劑組成物的總重量計。在一實施方式中，第一溶劑的濃度為大於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，有機酸的濃度為0.001wt.%至30wt.%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含水或乙二醇(ethylene glycol)，基於光阻顯影劑組成物的總重量計，濃度為0.001wt.%至30wt.%。在一實施方式中，光阻顯影劑組成物包含介面活性劑。在一實施方式中，介面活性劑的濃度從0.001wt.%至1wt.%基於光阻顯影劑組成物的總重量計。

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。