醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单 丁醚、乙基2-羟基丙酸盐、甲基2-羟基-2-丙酸甲酯、乙基2-羟基-2-丙酸甲酯、乙氧基乙 酸乙酯、乙基羟基醋酸盐、甲基2-羟基-2-甲基丁酸、甲基3-甲氧基丙酸甲酯、乙基3-甲 氧基丙酸甲酯、甲基3-乙氧基丙酸酯、乙基3-乙氧基丙酸酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、乳酸甲 酯和乳酸乙酯、丙二醇、丙二醇乙酸酯、丙二醇乙醚乙酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇单甲 基醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯、丙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇单甲 醚丙酸酯、丙二醇甲醚醋酸盐、丙二醇乙醚乙酸酯、乙二醇甲醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯、 丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、乙二醇甲醚、乙二醇单乙醚、 乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯和乳酸丁酯、乙基3-乙氧基丙酸酯、甲基3-甲氧基丙酸甲 酯、甲基3-乙氧基丙酸酯和乙基3-甲氧基丙酸甲酯、β -丙内酯、β - 丁内酯、γ - 丁内酯、 α-甲基-γ-丁内酯、β-甲基-γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、γ-辛内酯、α-轻 基-γ_ 丁内酯、2-丁酮、3-甲基丁酮、频哪酮、2-戊酮、3-戊酮、4-甲基-2-戊酮、2-甲 基-3-戊酮、4, 4-二甲基-2-戊酮、2, 4-二甲基-3-戊酮、2, 2, 4, 4-四甲基-3-戊酮、2-己 酮、3-己酮、5-甲基-3-己酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、2-甲基-3-庚酮、5-甲基-3-庚 酮、2, 6-二甲基-4-庚酮、2-辛酮、3-辛酮、2-壬酮、3-壬酮、5-壬酮、2-癸酮、3-癸酮、 4_癸酮、5-己烯-2-酮、3-戊烯-2-酮、环戊酮、2-甲基环戊酮、3-甲基环戊酮、2, 2-二甲 基环戊酮、2, 4, 4-三甲基环戊酮、环己酮、3-甲基环己酮、4-甲基环己酮、4-甲基环己酮、 2, 2-二甲基环己酮、2, 6-二甲基环己酮、2, 2, 6-三甲基环己酮、环庚酮、2-甲基环庚酮、 3-甲基环庚酮、丙烯碳酸酯、碳酸亚乙烯、碳酸次乙酯和碳酸亚丁酯、醋酸盐-2-甲氧乙基、 醋酸盐-2-乙氧基乙基、醋酸盐-2- (2-乙氧基乙氧基）乙基、醋酸盐-3-甲氧基-3-甲基丁 基、醋酸盐-1-甲氧基-2-丙基、二丙二醇、单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单苯醚、二丙二 醇乙酸酯、二氧六环、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、醋酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙 酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、甲基甲氧基丙酸甲酯、乙基乙氧基丙酸酯、η-甲基吡咯烷酮（NMP)、 2-甲氧基乙基醚（二甘醇二甲醚）、乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚；乳酸乙酯或乳酸甲酯、甲 基丙酸盐、乙基丙酸盐和乙基乙氧基丙酸盐、甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、二氧化碳、环戊 酮、环己酮、乙基3-乙氧基丙酸盐、乳酸乙酯、丙二醇甲醚乙酸酯（PGMEA)、甲氧基乙醇、醋 酸丁酯和2-乙氧基乙醇、N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙 酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、苄基乙基醚、二己醚、丙酮基丙酮、 异佛乐酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来 酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸次乙酯、碳酸丙烯、乙酸苯氧基乙醇等。
[0123] 然而，本领域技术人员应该意识到，上面列出和描述的材料（可用于BARC层105 的溶剂成分的材料实例）仅仅是示例性的而不用于限制实施例。此外，可以可选地使用可 溶解聚合物树脂、催化剂和浮置交联层的任何适当的材料来帮助混合和涂覆BARC层105。 所有这些材料均包括在实施例的范围内。
[0124] 此外，如果需要的话，可以将其他成分添加到BARC层105的材料中。例如，在一个 实施例中，可以可选地使用染料单体、表面流平剂、粘合促进剂、消泡剂等。任何适当的添加 剂均可以添加到BARC层105的材料中，并且所有这些添加剂均包括在实施例的范围内。
[0125] 在一个实施例中，聚合物树脂、催化剂和浮置交联剂与任何期望的添加剂或其他 作用剂一起被添加到BARC溶剂中，以形成BARC层105的材料。一旦被添加，就进行混合以 在BARC层105的材料中实现均匀和恒定的组成，从而确保不存在由于BARC层105的材料的 不均匀混合或不恒定组成所引起的缺陷。一旦被混合到一起，就可以在使用之前储存BARC 层105的材料或者立即使用BARC层105的材料。
[0126] 在其原始混合形式下，BARC层105的材料可包括恒定的成分组成，其中聚合物树 脂的浓度介于大约〇. 1%至大约60%之间，催化剂的浓度介于大约0. 01%至大约10%，以 及浮置交联剂的浓度介于大约〇. 01 %至大约30%。然而，这些浓度是示意性的，可以使用 BARC层105的材料的各种成分的任何适当的组合，并且所有这些组合均包括在实施例的范 围内。
[0127] 一旦制备了 BARC层105的材料，就可以通过首先将BARC层105的材料涂覆在衬 底101和鳍103上来使用BARC层105的材料。BARC层105的材料可被施加至衬底101和 鳍103,使得BARC层105的材料涂覆衬底101和鳍103的露出的上表面，并且可以使用诸 如旋涂工艺、浸涂法、气刀涂覆法、淋涂法、拉丝锭法、凹面涂布法、层压法、挤压涂覆法、它 们的组合等的工艺进行涂覆。在一个实施例中，可以首先施加 BARC层105的材料，使得其 具有恒定的浓度并且在鳍103的顶部上方具有大约IOnm至大约1000 nm的厚度（诸如大约 IOOnm)〇
[0128] 图2示出了沿着BARC层105的顶面形成浮置区域201的浮置交联剂。在一个实 施例中，随着BARC层105被涂覆，浮置交联剂（例如在旋涂工艺的过程中）移动到BARC层 105的顶部。由于添加氟原子使得浮置交联剂具有高表面能量，所以引发了这种移动。高 表面能量，加上BARC层105内的氟原子和其他原子之间的低相互作用会引发浮置交联剂向 BARC层105的顶面的移动。
[0129] 在一个实施例中，随着浮置区域201的形成，浮置区域201中的浮置交联剂的浓度 将大于BARC层105的其余部分中交联剂的浓度，诸如浓度在大约0. 01 %至大约10%之间， 诸如大约2%，而BARC层105的其余部分（浮置区域201外）中的交联剂的浓度不大于约 5%。此外，浮置区域201的厚度T 1将小于BARC层105的整体厚度的大约50%，诸如在大 约10?至大约IQQQl之间，诸如大约100\然而，这些尺寸和浓度都可以变化且它们只 是示意性的，并且可以通过与本文列出的不同的适当浓度得到任何效果。
[0130] 图3示出了 BARC层105的预烘烤（通过标记为301的波形线在图3中示出），包 括烘烤本身及其最终的结果。在一个实施例中，一旦BARC层105被涂覆至衬底101和鳍 103,就执行BARC层105的预烘烤301，以在涂覆光刻胶401之前固化和干燥BARC层105。 BARC层105的固化和干燥去除了 BARC溶剂成分的一部分，但是留下了聚合物树脂、催化剂 和交联剂以及其他添加剂。在一个实施例中，预烘烤301可以在适合于蒸发BARC溶剂的温 度下进行，诸如在大约40°C至400°C之间（诸如在100°C至150°C之间），但是精确的温度取 决于BARC层105所选的材料。以充分的时间执行预烘烤301以固化和干燥BARC层105,诸 如在大约10秒至大约5分钟之间，诸如大约90秒。此外，预烘烤会使得浮置交联剂与聚合 物树脂发生反应并开始将聚合物树脂的各种聚合物结合和交联成较大分子的聚合物。
[0131] 然而，本领域技术人员应该意识到，上面的固化工艺（执行热烘烤以固化BARC层 105)仅仅是可用于固化BARC层105并引发交联反应的示意性工艺，而不用于限制实施例。 此外，可以可选地使用任何适当的固化工艺，诸如，将BARC层105暴露给能量源（例如，波 长在大约IOnm和大约1000 nm之间的光刻曝光）、照射BARC层105以固化BARC层105或者 甚至电固化BARC层105等。所有这些固化工艺均包括在实施例的范围内。
[0132] 当BARC层105的材料的所有成分在整个BARC层105中均具有恒定的浓度时，在 溶剂蒸发和交联发生的预烘烤301期间，会发生填充鳍103之间的间隙的一系列问题。具 体地，由于溶剂在BARC层105的表面处蒸发，所以剩余成分的浓度将增加，导致交联反应的 速度快于BARC层105的剩余部分（诸如鳍103之间）内的速度。如此，会由于BARC层105 的顶部与BARC层105的剩余部分之间的这种不均匀反应而在BARC层105内形成空隙。
[0133] 此外，交联反应本身会引起空隙的形成。具体地，在聚合物树脂的聚合物相互结合 的同时，交联反应将产生许多反应副产物。这些反应副产物会在预烘烤301期间蒸发和脱 气，使得在整个BARC层105中的交联聚合物之间形成空隙。
[0134] 一旦成熟，聚合物的交联也会引起收缩的发生。具体地，随着聚合物相互交联， BARC层105的交联密度将上升，导致BARC层105的总体积变小。这种变小的体积将沿着涂 有BARC层105的表面（例如衬底101和鳍103)生成应力。这些应力会远离表面结构牵拉 BARC层105,并使得空隙形成为与诸如鳍103的表面相邻。
[0135] 此外，交联反应也会将聚合物树脂变得更加疏水。这种变化将减小BARC层105与 衬底101之间的粘合性。如果这种粘合性的降低的程度较大，则会引起BARC层105与衬底 101之间的分层和剥离，从而在进一步的处理期间会严重影响BARC层105的性能。
[0136] 最后，发生所有上述性能，而在BARC层105内形成空隙并剥离，交联反应和去除溶 剂的组合也将用于硬化和固化BARC层105内的材料。这种硬化将防止材料流入空隙或剥 离，防止BARC层105的材料修正空隙和剥离。
[0137] 然而，通过包括浮置交联剂和形成浮置区域201，浮置交联剂将沿着BARC层105的 顶面定位。如此，交联反应将主要发生在浮置区域201内，而BARC层105的没有位于浮置 区域201内的剩余部分具有很少的交联反应，因此发生较少的聚合物交联。
[0138] 如此，交联反应将主要发生在BARC层105的顶面上方，从而针对光刻胶401 (随 后将被涂覆）提供了期望的保护并且提供了期望的抗反射特性。然而，将减少BARC层105 内其他部分的交联反应，使得通过过量交联所引起的后续问题减少。具体地，在浮置区域 201外部不会发生显著的膜收缩，并且不会在浮置区域201外产生过多的交联反应副产物 脱气，从而避免了空隙的形成。此外，通过沿着BARC层105和衬底101的界面避免交联反 应，BARC层105的亲水性将保持不变，使得粘合性不变并且避免或减少了 BARC层105与衬 底101之间的粘合问题。最后，由于BARC层105的剩余部分具有较少的交联聚合物，所以 BARC层105将仍然能够在发生交联反应期间流动，从而在完成预烘烤301之前填充在交联 反应早期形成的一些空隙。
[0139] 然而，使用浮置交联剂不是可用于形成浮置区域201的唯一方法或材料。此外，可 以可选地使用交联反应所涉及的，可被引入浮置到BARC层105的顶面并形成浮置区域201 的任何适当的材料。所有这些材料和方法均包括在实施例的范围内。
[0140] 例如，代替使用浮置交联剂，在一个可选实施例中，可以使用浮置聚合物树脂来代 替浮置交联剂。在该实施例中，浮置聚合物树脂可包括上面参照图1描述的聚合物树脂，但 是其中氟原子已经被取代到结构中。例如，在浮置聚合物树脂包括烷基的实施例中，在聚合 物的一个或多个烷基内，可以用氟原子取代氢原子。
[0141] 在另一个实施例中，氟原子可以是氟烷基的一部分，其被取代到聚合物树脂的聚 合物中。作为特定实例，氟原子可结合到氟烷基中，诸如上面参照浮置交联剂所讨论的氟烷 基（例如，CF 3、C2F5、以7等）。在聚合物树脂包括烷基的实施例中，氟烷基可以取代到聚合 物树脂中，以通过用氟烷基替代一个烷基来形成浮置聚合物树脂。
[0142] 在该实施例中，代替上面参照图1所描述的浮置交联剂，交联剂可以类似于上面 针对浮置交联剂所描述的交联剂（不添加氟原子）。可选地，交联剂可以为基于三聚氰胺的 剂、基于尿素的剂、基于亚乙基脲的剂、基于丙脲的剂、基于甘脲的剂、具有羟基、羟烷基或 它们的组合的脂环烃、脂环烃的含氧衍生物、甘脲化合物、醚化氨基树脂、它们的组合等。
[0143] 可用作交联剂的材料的具体实例包括三聚氰胺、甲基胍胺、苯代三聚氰胺、尿素、 亚乙基脲或具有甲醛的甘脲、具有甲醛和低级醇的组合物的甘脲、六甲氧基甲基三聚氰胺、 二甲氧基甲脲、二甲氧基甲基二甲氧基乙二醇尿素、四甲氧基甲基甘脲和四丁氧基甲基甘 脲、单、二、三和/或四-羟基甲基化甘脲、单、二、三和/或四-甲氧基甲基化甘脲、单、二、 三和/或四-乙氧基甲基化甘脲、单、二、三和/或四-丙氧基甲基化甘脲、以及单、二、三和 /或四-丁氧基甲基化甘脲、2, 3-二羟基-5-羟基甲基降莰烷、2-羟基-5, 6-双（羟基甲 基）降莰烷、环己烷二甲醇、3, 4, 8 (或9)-三羟基三环癸烷、2-甲基-2-金刚醇、1，4-二氧六 环-2, 3-二醇和1，3, 5-三羟基环己烷、四甲氧甲基甘脲、甲基丙基四甲氧甲基甘脲和甲基 苯基四甲氧基甲基甘脲、2, 6-双（羟基甲基）对甲酚、N-甲氧基甲基-或N-丁氧基甲基-三 聚氰胺。此外，通过以下步骤来获得化合物：使甲醛或者甲醛和低级醇与包含氨基的化合 物（诸如三聚氰胺、甲基胍胺、苯代三聚氰胺、尿素、亚乙基脲和甘脲）发生反应并用羟基甲 基或低烷氧基甲基取代氨基的氢原子，实例为六甲氧基甲基三聚氰胺、二甲氧基甲基尿素、 二甲氧基甲基二甲氧基乙二醇尿素、四甲氧甲基甘脲和四丁氧基甲基甘脲、3-氯-2-羟基 丙基甲基丙烯酸盐和甲基丙烯酸的共聚物、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸盐和环己基甲基 丙烯酸盐和甲基丙烯酸的共聚物、3-氯-2-羟基丙基甲基丙烯酸盐和苯甲基甲基丙烯酸盐 和甲基丙烯酸的共聚物、双酚A-二（3-氯-2-羟丙基）醚、酚醛树脂的聚（3-氯-2-羟丙 基）醚、季戊四醇四（3-氯-2-羟丙基）醚、三羟甲基甲烷三（3-氯-2-羟丙基）醚苯酚、 双酚A-二（3-乙酸基-2-羟丙基）醚、酚醛树脂的聚（3-乙酸基-2-羟丙基）醚、季戊四 醇四（3-乙酸基-2-羟丙基）醚、季戊四醇聚（3-氯乙酸基-2-羟丙基）醚、三羟甲基甲烷 三（3-乙酸基-2-羟丙基）醚、它们的组合等。
[0144] 在使用浮置聚合物树脂来代替浮置交联剂的实施例中，浮置聚合物树脂可在BARC 层105的材料内的初始浓度介于大约0. 1%至大约60%，而交联剂的初始浓度可介于大约 0. 01 %至大约30%。可如上面参照图1描述（例如旋涂工艺）来散布BARC层105的材料， 使得BARC层105在其被散布时，最初具有恒定的浓度。
[0145] 然而，类似于上面参照图2描述的实施例，在散布期间，一旦被散布，添加了氟原 子的浮置聚合物树脂将上升到BARC层105的顶部，形成浮置区域201 (参见图2)。通过位 于BARC层105顶部的浮置区域201，预烘烤工艺将引发主要位于浮置区域201中的交联反 应，并且将减少浮置区域201外的任何交联反应。通过与BARC层105的顶面邻近地执行交 联反应，可以减少或消除由空隙和分层所引起的缺陷。
[0146] 在又一实施例中，代替使用浮置交联剂或浮置聚合物，可以使用浮置催化剂来形 成浮置区域201。在该实施例中，浮置催化剂可以包括上面参照图1描述的trif Iuoroia催 化剂，但是其中氟原子已经被取代到结构中。例如，在浮置催化剂包括烷基的实施例中，氟 原子可以取代催化剂的一个或多个烷基内的氢原子。
[0147] 在另一实施例中，氟原子可以是取代到催化剂中的氟烷基的一部分。作为具体实 例，氟原子可以结合到氟烷基中，诸如上面参照浮置交联剂讨论的氟烷基（例如cf 3、c2f5、 C3F7等）。在催化剂包括烷基的实施例中，氟烷基可以取代到催化剂中，以通过用氟烷基取 代烷基来形成浮置催化剂。
[0148] 在特定实施例中，氟原子或氟烷基可以取代到诸如以下结构的催化剂中：
[0149]
[0150] 在使用浮置催化剂代替浮置交联剂或浮置聚合物树脂的实施例中，浮置催化剂在 BARC层105的材料内的初始浓度可介于大约0. 01 %至大约10%。可以如上面参照图1描 述来散布BARC层105的材料（例如旋涂工艺），使得BARC层105的材料在其被散布时最初 具有恒定的浓度。
[0151] 然而，类似于上面参照图2描述的实施例，在散布工艺期间，一旦被散布，添加了 氟原子的浮置催化剂将上升到BARC层105的顶部，形成浮置区域201 (参见图2)。通过位 于BARC层105顶部的浮置区域201，预烘烤工艺会引发仅位于浮置区域201中的交联反应， 而减少或消除浮置区域201之外的任何交联反应，从而消除或减少空隙或分层问题。
[0152] 图4A和图4B示出了在BARC层105上方的光刻胶401的涂覆、曝光和显影。在 一个实施例中，光刻胶401在光刻胶溶剂中包括光刻胶聚合物树脂以及一种或多种光敏化 合物（PAC)。在一个实施例中，光刻胶聚合物树脂可包括碳氢化合物结构（诸如脂环烃结 构），该碳氢化合物结构包含当其与通过PAC(稍后将进行描述）所生成的酸、碱或自由基混 合时，分解或反应的一个或多个基团（例如，酸不稳定基团）。在一个实施例中，碳氢化合物 结构包括重复单元，该重复单元形成光刻胶聚合物树脂的骨架骨干。该重复单元可包括丙 烯酸酯、异丁烯酸酯、巴豆酯、乙烯酯类、马来酸二酯、富马酸二酯、衣康酸二酯、（甲基）丙 烯腈、（甲基）丙烯酰胺、苯乙烯、乙烯基醚、它们的组合等。
[0153] 可用于碳氢化合物结构的重复单元的具体结构包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙 烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正己酯、 2-丙烯酸乙基己酯、乙酰氧基乙基丙烯酸酯、苯基丙烯酸酯、2-丙烯酸羟乙酯、2-甲氧基乙 基丙烯酸酯、2-乙氧基乙基丙烯酸酯、2- (2-甲氧基乙氧基）丙烯酸乙酯、丙烯酸环己酯、苯 甲基丙烯酸酯、2-烷基-2-金刚烷（甲基）丙烯酸酯或二烷基（1-金刚烷）甲基（甲基） 丙烯酸酯、甲基甲基丙烯酸盐、乙基甲基丙烯酸盐、正丙基甲基丙烯酸盐、异丙基甲基丙烯 酸盐、正丁基甲基丙烯酸盐、异丁基甲基丙烯酸盐、叔丁基甲基丙烯酸盐、正己基甲基丙烯 酸盐、2-乙基己基甲基丙烯酸盐、乙酰氧基乙基甲基丙烯酸盐、苯基甲基丙烯酸盐、2-羟乙 基甲基丙烯酸盐、2-甲氧基乙基甲基丙烯酸酯、2-乙氧基乙基甲基丙烯酸盐、2-(2-甲氧基 乙氧基）乙基甲基丙烯酸盐、环己基甲基丙烯酸盐、苯甲基甲基丙烯酸盐、3氯-2-羟丙基 甲基丙烯酸盐、3-乙酸基-2-羟丙基甲基丙烯酸盐、3-氯乙酸基-2-羟丙基甲基丙烯酸盐、 巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等。乙烯酯类的实例包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、乙烯基丁酸、甲 氧基醋酸乙烯、乙烯基苯甲酸、马来酸二甲基酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、富马酸二甲 酯、富马酸二乙酯、富马酸二丁酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯、丙烯酰胺、