光阻底层组成物与制造半导体装置的方法与流程

本揭露的一些实施方式是关于光阻底层组成物与制造半导体装置的方法。

背景技术：

当消费电子装置因应于消费需求而变得愈来小时，这些装置的独立元件的尺寸必须缩小。在有缩小半导体装置中的独立装置(例如晶体管、电阻器、电容器等)的尺寸的压力的情况下，构成例如移动电话、电脑平板等的主要元件的半导体装置被迫缩小。

其中一种可用于半导体装置制程的科技为光刻材料的使用。此种材料应用于被图案化的层的表面，接着使用本身已被图案化的能量源来曝光将要被图案化的层。这种曝光方式修饰光敏性材料的曝光区域的化学与物理性质。可利用这种修饰方式，沿着缺少修饰的光敏性材料的未曝光区，在不移除另一区域的情况下来移除一个区域。

然而，随着独立装置的尺寸减少，光刻制程的制程视窗(processwindow)变得更加紧缩。如此一来，光刻制程的领域发展有必要维持缩小装置尺寸的能力，且需要进一步的改良，以达到期望的设计规范，使得可维持产生更小的元件。

技术实现要素：

本揭露的实施方式是制造半导体装置的方法，包含在半导体基板上形成包含光阻底层组成物的光阻底层，并在光阻底层上形成包含光阻剂组成物的光阻层。选择性地在光化辐射下曝光光阻层，并显影光阻层以形成在光阻层中的图案。光阻底层组成物包含：具有一或多个酸不稳定基团侧基与环氧基侧基的第一聚合物、具有一或多个交联基团的第二聚合物、酸产生剂、淬灭剂或光分解碱与溶剂。光阻底层组成物包含重量百分浓度在0％至10％的淬灭剂或光分解碱，以第一聚合物与第二聚合物的总重量为基准。

本揭露的另一个实施方式是制造半导体装置的方法，包含在半导体基板上形成包含光阻底层组成物的光阻底层。使光阻底层交联。在光阻底层上形成包含光阻剂组成物的光阻层，并图案化光阻层。光阻底层组成物包含：具有多个酸不稳定基团侧基或多个环氧基侧基的第一聚合物、具有多个交联基团的第二聚合物、酸产生剂与溶剂。

本揭露的另一个实施方式是光阻底层组成物，包含具有一或多个酸不稳定基团侧基与环氧基侧基的第一聚合物、具有一或多个交联基团的第二聚合物、酸产生剂与溶剂。

附图说明

当与随附图示一起阅读时，可由后文实施方式最佳地理解本揭露内容的态样。注意到根据此产业中的标准实务，各种特征并未按比例绘制。实际上，为论述的清楚性，可任意增加或减少各种特征的尺寸。

图1a、图1b、图1c、图1d、图1e、图1f、图1g、图1h、图1i、图1j与图1k为制造根据本揭露的一些实施方式的半导体装置的连续操作的横截面视图；

图2a绘示本揭露的一些实施方式的具有酸不稳定基团的聚合物；图2b绘示本揭露的一些实施方式的酸不稳定基团的去保护反应；图2c绘示本揭露的一些实施方式的酸不稳定基团的实施；

图3a绘示根据本揭露的一些实施方式的具有酸不稳定基团的聚合物；图3b与图3c绘示根据本揭露的一些实施方式的开环反应的实施例；

图4a绘示根据本揭露的一些实施方式的具有环氧基的聚合物与环氧基反应；图4b绘示根据本揭露的一些实施方式的环氧基的实施例；

图5绘示根据本揭露的一些实施方式的光酸产生剂的实施例；

图6绘示根据本揭露的一些实施方式的淬灭剂的实施例。

图7a绘示根据本揭露的一些实施方式的光分解碱结构；图7b绘示根据本揭露的一些实施方式的光分解碱的实施例；

图8a绘示根据本揭露的一些实施方式的具有交联基团的聚合物；图8b绘示根据本揭露的一些实施方式的交联基团的实施例；

图9a、图9b、图9c、图9d、图9e、图9f、图9g与图9h绘示根据本揭露的的一些实施方式的连续操作的制程阶段的横截面视图；

图10a、图10b、图10c、图10d、图10e、图10f、图10g、图10h、图10i绘示根据本揭露的的一些实施方式的连续操作的制程阶段的横截面视图；

符号说明：

10：基板15：光阻底层

15’：第二层15a：光阻底层

15b：部分20：光阻层

20a：部分20b：部分

25：掩膜25a：掩膜

25b：掩膜30：辐射

35：图案35’：图案

35”：图案35”’：图案

40：掩膜基板50：被图案化的层

55：基板60：多层

70：保护盖75：吸收材料层

80：背部导体层85：极紫外线辐射

90：辐射95：底层

100：中间层。

具体实施方式

后文揭露内容提供用于实行所提供的标的的不同特征的许多不同的实施例或范例。后文描述组件及布置的特定范例以简化本揭露内容。当然，这些仅为范例且未意图具限制性。举例而言，在后文的描述中，在第二特征之上或上的第一特征的形成可包含以直接接触方式形成第一特征及第二特征的实施例，且亦可包含在第一特征与第二特征间形成额外特征，使得第一特征及第二特征可不直接接触的实施例。此外，在各种范例中，本揭露内容可能重复元件符号及/或字母。此重复是出于简单及清楚的目的，且重复本身并不规范所论述的各种实施例及/或配置间的关系。

进一步地，为便于描述，本文中可使用诸如「在...之下」、「在...下方」、「较低」、「在...上方」、「较高」、及类似者的空间相对术语，以描述图示中所例示的一个元件或特征与另一元件(等)或特征(等)的关系。除图示中所描绘的定向之外，空间相对术语亦意图涵盖元件在使用或操作中的不同定向。设备能以其他方式定向(旋转90度或以其他定向)，且本文中使用的空间相对描述语可同样以相应的方式解释。除此之外，术语「由...制成」可表示「包含」或「由...组成」。

随着特征尺寸减少至60纳米的图案间距，线宽解析度也遇到了瓶颈。残留的光阻剂或细屑很难从具有小间距与高深宽比的图案移除。为了改善在极紫外线(extremeultraviolet，euv)光刻操作中的线宽粗糙度，根据本揭露的一些实施方式，可使用光阻底层。光阻底层在显影操作中移除，从而移除覆盖在光阻底层上的任何残留的光阻剂或细屑。在一些实施方式中，光阻底层为底部抗反射膜(bottomanti-reflectivecoating，barc)。

图1a至图1k为制造根据本揭露的一些实施方式的半导体装置的连续操作的横截面视图。图1a绘示形成在基板10上(例如，半导体晶圆)的光阻底层15。在一些实施方式中，底层15以液体的方式沉积，且基板10在沉积底层时旋转。

在一些实施方式中，基板10包含至少在表面部分的单晶半导体层。基板10可包含单晶半导体材料例如，但不限于，硅(si)、锗(ge)、硅锗(sige)、砷化镓(gaas)、锑化铟(insb)、磷化镓(gap)、锑化镓(gasb)、砷化铝铟(inalas)、砷化铟镓(ingaas)、磷化镓锑(gasbp)、锑砷化镓(gaassb)与磷化铟(inp)。在一些实施方式中，基板10为绝缘体上硅(silicon-oninsulator，soi)的硅层。在特定的实施方式中，基板由硅晶体制成。在特定的实施方式中，基板由硅晶圆制成。

基板10可包含在基板10中的一或多个缓冲层(未绘示)。缓冲层可用于逐渐改变晶格常数，从基板的晶格常数改变至后续形成的源极/漏极区域的晶格常数。缓冲层可由外延成长单晶半导体材料形成，例如，但不限于，硅、锗、锗锡(gesn)、硅锗、砷化镓、锑化铟、磷化镓、锑化镓、砷化铝铟、砷化铟镓、磷化镓锑、锑砷化镓、氮化镓(gan)、磷化镓(gap)与磷化铟。在实施方式中，硅锗缓冲层外延成长在硅基板上。硅锗缓冲层的锗浓度可从最底下缓冲层的30％原子比增加至最上方缓冲层的70％原子比。

在一些实施方式中，基板10包含至少一种金属、金属合金与具有化学式mxa的金属/氮化物/硫化物/氧化物/硅化物，其中m为金属，x为氮(n)、硫(s)、硒(se)、氧(o)、硅(si)，且a介于约0.4至约2.5之间。在一些实施方式中，基板10包含钛(ti)、铝(a1)、钴(co)、钌(ru)、氮化钛(tin)、氮化钨(wn)、氮化钽(tan)与其组合。

在一些实施方式中，基板10包含具有至少一种硅或金属的氧化物或氮化物的介电质层，其中硅或金属的氧化物或氮化物具有化学式mxb，m为金属或硅，x为氮或氧且b介于约0.4至约2.5之间。在一些实施方式中，钛、铝、铪(hf)、锆(zr)为适合做为m的金属。在一些实施方式中，基板10包含二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪、氧化镧与其组合。

在一些实施方式中，光阻底层15包含光阻底层组成物，此光阻底层组成物包含具有一或多个酸不稳定基团侧基(pendantacid-labilegroups)或一或多个环氧基侧基(pendantepoxygroups)的聚合物、具有一或多个交联基团(crosslinkinggroups)的聚合物、酸产生剂(acidgenerator)、淬灭剂(quencher)或光分解碱(photodecomposablebase)与溶剂(solvent)。在一些实施方式中，酸产生剂为光酸产生剂(photoacidgenerator)。

在一些实施方式中，酸不稳定基团侧基的原子百分比为聚合物的约5％至约50％，此聚合物具有酸不稳定基团侧基或环氧基侧基。当酸不稳定基团侧基的量超过揭露的范围，可能不会改善线宽粗糙度，也不会减少细屑。在一些实施方式中，交联基团的原子百分比为聚合物的约30％至约70％，此聚合物具有交联基团。当交联基团的量超过揭露的范围，可能不会改善线宽粗糙度，也不会减少细屑。

在一些实施方式中，光阻底层组成物包含重量百分浓度0％至约10％的淬灭剂或光分解碱。在一些实施方式中，光阻底层15包含置于光阻底层(第一层)15上的第二层15’，其中第二层15’包含重量百分浓度0.1％至约10％的淬灭剂或光分解碱，如图1b所示。在一些实施方式中，若淬灭剂或光分解碱的量超过揭露的范围，可能无法改善或无法进一步改善线宽粗糙度与减少细屑。

图2a绘示本揭露的一些实施方式的具有酸不稳定基团(acidlabilegroup，alg)的聚合物。图2b绘示本揭露的一些实施方式的酸不稳定基团的去保护反应(deprotectionreaction)。当聚合物组成物在光化辐射(actinicradiation)(例如具有波长248纳米的辐射)下曝光时，光酸产生剂(photoacidgenerator，pag)产生酸(h⁺)，酸(h⁺)会将酸不稳定基团(例如碳酸基)的正丁基团切开，并在聚合物上制造羟基(例如酚)。根据本揭露的一些实施方式的酸不稳定基团的实施例绘示于图2c中。

在一些实施方式中，光阻底层15中的聚合物包含碳氢结构(例如脂环族碳氢结构)，此碳氢结构包含形成聚合物树脂的主链结构的重复单元。这种重复单元可包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、巴豆酸酯、乙烯基酯、马来酸二酯、延胡索酸二酯、衣康酸二酯、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯、乙烯基醚、其组合或类似物。

在一些实施方式中，使用于碳氢结构的重复单元的特别结构包含一或多個丙烯酸甲酯、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、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酰氧基乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯酸-2-甲氧基乙酯、丙烯酸-2-乙氧基乙酯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙基丙烯酸酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸-2-烷基-2-金刚烷酯(2-alkyl-2-adamantyl(meth)acrylate)或(甲基)丙烯酸二烷基(1-金刚烷基)甲酯(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、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯、2-(2-甲氧基乙氧基)乙基甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸-3-氯-2-羟基丙酯(3-chloro-2-hydroxypropylmethacrylate)、甲基丙烯酸-3-乙酰氧基-2-羟基丙酯(3-acetoxy-2-hydroxypropylmethacrylate)、甲基丙烯酸-3-氯乙酰氧基-2-羟基丙酯(3-chloroacetoxy-2-hydroxypropylmethacrylate)、巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等。乙烯基酯的范例包含乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、延胡索酸二甲酯、延胡索酸二乙酯、延胡索酸二丁酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺(methylacrylamide)、乙基丙烯酰胺、丙基丙烯酰胺、正丁基丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、环己基丙烯酰胺、2-甲氧基乙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、苯基丙烯酰胺、苯甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺(methacrylamide)、甲基甲基丙烯酰胺(methylmethacrylamide)、乙基甲基丙烯酰胺(ethylmethacrylamide)、丙基甲基丙烯酰胺(propylmethacrylamide)、正丁基甲基丙烯酰胺(n-butylmethacrylamide)叔丁基甲基丙烯酰胺(tert-butylmethacrylamide)、环己基甲基丙烯酰胺(cyclohexylmethacrylamide)、2-甲氧基乙基甲基丙烯酰胺(2-methoxyethylmethacrylamide)、(二甲基甲基丙烯酰胺dimethylmethacrylamide)、二乙基甲基丙烯酰胺(diethylmethacrylamide)、苯基甲基丙烯酰胺(phenylmethacrylamide)、苯甲基甲基丙烯酰胺(benzylmethacrylamide)、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、二甲胺基乙基乙烯基醚等。苯乙烯的实施例包含苯乙烯、甲苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、羟基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙烯苯甲酸甲酯、α-甲苯乙烯、马来酰亚胺、乙烯基吡啶、乙烯吡咯烷酮、乙烯基咔唑、其组合或类似物。

在一些实施方式中，碳氢结构的重复单元也具有不论是单环或是多环碳氢结构的取代基，或是单环或多环碳氢结构为重复单元，以形成脂环族碳氢结构。在一些实施方式中，单环结构的特定实施例包含二环烷、三环烷、四环烷、环戊烷、环己烷等。在一些实施方式中，单环结构的特定实施例包含金刚烷(adamantine)、降冰片烷(norbornane)、乙酸异冰片酯(isobornane)、三环癸烷(tricyclodecane)、四环十二烷(tetracyclododecane)等。

会分解的基团(酸不稳定基团)连接在碳氢结构上，使得此基团在光化辐射下的曝光期间，会与由光活性化合物(例如光酸产生剂)产生的酸根离子/碱根离子/自由基反应。在一些实施方式中，会分解的基团为羧酸基、氟化醇基、苯酚基、磺基、磺胺基、磺酰亚胺基(sulfonylimidogroup)、(烷基磺酰基)(烷基羰基)亚甲基((alkylsulfonyl)(alkylcarbonyl)methylenegroup)、(烷基磺酰基)(烷基羰基)亚胺基((alkylsulfonyl)(alkyl-carbonyl)imidogroup)、双(烷基羰基)亚甲基(bis(alkylcarbonyl)methylenegroup)、双(烷基羰基)亚胺基(bis(alkylcarbonyl)imidogroup)、双(烷基磺酰基)亚甲基(bis(alkylsulfonyl)methylenegroup)、双(烷基磺酰基)亚胺基(bis(alkylsulfonyl)imidogroup)、三(烷基羰基)亚甲基(tris(alkylcarbonyl)methylenegroup)、三(烷基磺酰基)亚甲基(tris(alkylsulfonyl)methylenegroup)、其组合或类似物。用于氟化醇类的特定基团包含被氟化的羟烷基，例如在一些实施方式中的六氟异丙醇基。用于羧酸基的特定基团包含丙烯酸基、甲基丙烯酸基等。

图3a绘示根据本揭露的一些实施方式的具有酸不稳定基团的聚合物。图3b与图3c绘示根据本揭露的一些实施方式的开环反应与酸不稳定基团的实施例。在一些实施方式中，在酸不稳定基团的反应期间，缩醛、缩丙酮化合物或酸酐基被分解为二元醇。在一些实施方式中，酸不稳定基团藉由连接基团r1连接至具有酸不稳定基团侧基或环氧基侧基的聚合物，连接基团r1从下列基团中选出：经取代或未经取代的、有支链或无支链的脂肪族基(aliphaticgroups)、有支链或无支链的芳香族基团、具有1至9个碳的环状与非环状基团、未经取代或由卤素取代的基团或-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)s-、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)n-、-so2o-、-so2s-、-so-与-so2-或羧酸基、醚基、酮基、酯基或苯基。在一些实施方式中，酸不稳定基团为五元或六元杂环。在一些实施方式中，酸不稳定基团为环缩醛基。

图4a绘示根据本揭露的一些实施方式的具有环氧基的聚合物与环氧基反应。图4b绘示根据本揭露的一些实施方式的环氧基的实施例。在环氧基反应中形成羟基。在一些实施方式中，环氧基藉由连接基团r1连接至具有环氧基侧基的聚合物，连接基团r1从下列基团中选出：经取代或未经取代的、有支链或无支链的脂肪族基(aliphaticgroups)、有支链或无支链的芳香族基团、具有1至9个碳的环状与非环状基团、未经取代或由卤素取代的基团或-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)s-、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)n-、-so2o-、-so2s-、-so-与-so2-或羧酸基、醚基、酮基、酯基或苯基。

图5绘示根据本揭露的一些实施方式的光酸产生剂的实施例。在一些实施方式中，光酸产生剂包含阳离子与阴离子的组合，例如图5所示的阳离子与阴离子中的其中一个。根据本揭露的一些实施方式的光酸产生剂包含α-(三氟甲基磺酰)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2，3-二羧基酰亚胺(α-(trifluoromethylsulfonyloxy)-bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2，3-dicarb-o-ximide，mdt)、n-羟-萘酰亚胺(n-hydroxy-naphthalimide，ddsn)、安息香对甲苯磺酸酯(benzointosylate)、叔丁基苯基-α-(对甲苯磺酰氧)乙酸酯(t-butylphenyl-α-(p-toluenesulfonyloxy)-acetate)与叔丁基-α-(对甲苯磺酰氧)乙酸酯(t-butyl-α-(p-toluenesulfonyloxy)-acetate)、三芳基锍(triarylsulfonium)与二芳基錪(diaryliodonium)的六氟锑酸盐、六氟砷酸盐、三氟甲磺酸盐、錪全氟辛磺酸盐(iodoniumperfluorooctanesulfonate)、n-樟脑磺酰氧萘酰亚胺(n-camphorsulfonyloxynaphthalimide)、n-五氟苯磺酰氧萘酰亚胺(n-pentafluorophenylsulfonyloxynaphthalimide)、离子化的錪磺酸盐(ioniciodoniumsulfonates)例如二芳基錪(diaryliodonium)(烷基或芳基)磺酸盐与双(二叔丁苯基)錪莰基磺酸盐(bis-(di-t-butylphenyl)iodoniumcamphanylsulfonate)、全氟烷磺酸盐(perfluoroalkanesulfonates)例如全氟戊磺酸盐、全氟辛磺酸盐、全氟甲磺酸盐、芳基(例如苯基或苯甲基)三氟甲磺酸盐例如三苯基锍三氟甲磺酸盐(triphenylsulfoniumtriflate)或双(叔丁苯基)錪三氟甲磺酸盐(bis-(t-butylphenyl)iodoniumtriflate)；联苯三酚衍生物(例如联苯三酚的三甲磺酸酯(trimesylate))、羟亚胺的三氟甲磺酸酯(trifluoromethanesulfonateesters)、α，α′-双-磺基-重氮甲烷(α，α′-bis-sulfonyl-diazomethanes)、有氮取代的苯甲醇的磺酸酯、4-重氮萘醌(naphthoquinone-4-diazides)、烷基二砜(alkyldisulfones)或类似物。

在一些实施方式中，以光酸产生剂与聚合物的总重量为基准，光酸产生剂的重量百分浓度介于约1％至约20％之间。在其他的实施方式中，以光酸产生剂与聚合物的总重量为基准，光酸产生剂的重量百分浓度介于约10％至约15％之间。当光酸产生剂的浓度低于揭露的范围，可能无法产生足够的酸来改善线宽粗糙度并减少细屑。当光酸产生剂的浓度高于揭露的范围，可能不会显著地改善线宽粗糙度与细屑的问题，或是可能增加线宽粗糙度与细屑的问题。

图6绘示根据本揭露的一些实施方式的淬灭剂的实施例。在一些实施方式中，淬灭剂抑制在光阻底层中所产生的酸或碱的扩散，所以防止光产生的酸或碱扩散至未在光化辐射下曝光的部分光阻底层。

图7a绘示根据本揭露的一些实施方式的光分解碱结构的实施例。在一些实施方式中，光分解碱包含阳离子与阴离子的组合。r代表经取代或未经取代的具有5个或更多个碳原子的脂环基。x代表二价的连接基。y代表线性、有支链的或环状的烯基或亚芳基。rf代表包含氟原子的碳氢基团。m⁺代表有机阳离子或金属阳离子。阳离子与阴离子的实施例绘示于图7b中。

图8a绘示根据本揭露的一些实施方式的具有交联基团的聚合物与交联基团的实施例。藉由加热组成物至摄氏约80度至摄氏约300度之间来活化交联基团。交联基团的实施例绘示于图8b。在一些实施方式中，交联基团藉由连接基团r1连接至具有交联基团的聚合物，连接基团r1从下列基团中选出：经取代或未经取代的、有支链或无支链的脂肪族基(aliphaticgroups)、有支链或无支链的芳香族基团、具有1至9个碳的环状与非环状基团、未经取代或由卤素取代的基团或-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)s-、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)n-、-so2o-、-so2s-、-so-与-so2-或羧酸基、醚基、酮基、酯基或苯基。

在一些实施方式中，具有酸不稳定基团侧基或交联基团的聚合物的主链为碳氢链。在一些实施方式中，聚合物为聚羟基苯乙烯、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯为主的聚合物。

在一些实施方式中，聚合物也包含其他连接至碳氢结构的基团，以助于提升可聚合树酯的各种性质。在一些实施方式中，聚合物包含一或多个脂环族碳氢结构，此脂环族碳氢结构不包含可分解基团。在一些实施方式中，不包含可分解基团的碳氢结构包含例如以下的结构：1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷基(甲基)丙烯酸酯、环己烷基(甲基)丙烯酸酯、其组合或类似物。

在一些实施方式中，光阻底层15具有介于2纳米至约1微米之间的宽度。在一些实施方式中，光阻底层具有介于5纳米至约500纳米之间的宽度，且在其他实施方式中，光阻底层具有介于10纳米至约200纳米之间的宽度。低于揭露范围的光阻底层厚度可能不足以提供适当的光阻剂的粘着与抗反射特性。大于揭露范围的光阻底层厚度可能不必要地太厚，且可能无法对光阻层的粘着性与细屑减少提供更进一步的改善。

在溶剂中放入光阻底层组成物的个别成分，以助于光阻底层的混合与分配。为了帮助光阻剂的混合与分配，至少部分地根据所选的聚合物与光酸产生剂的材料来选择溶剂。在一些实施方式中，选择溶剂，使得聚合物树酯与光酸产生剂可均匀地溶解在溶剂中，并分配至将要被图案化的层上。

在一些实施方式中，溶剂为有机溶剂，并包含一或多种适合的溶剂例如酮、醇、多元醇、醚、醇醚、环状醚、芳香族碳氢化合物、酯、丙酸盐、乳酸盐、乳酸酯、烷二醇单烷醚、烷基乳酸盐、烷基烷氧基丙酸盐、环状内酯、包含环的单酮化合物、烯基碳酸盐、烷基烷氧基乙酸盐、烷基丙酮酸、乳酸酯、乙二醇烷基醚乙酸酯、二甘醇、丙二醇烷基醚乙酸酯、烷二醇烷基醚乙酸酯、烷二醇单烷基酯或类似物。

可用于光阻底层组成物的溶剂的材料特定实施例包含丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇(isopropanol，ipa)、正丁醇、甲苯、二甲苯、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、四氢呋喃(tetrahydrofuran，thf)、环己酮(cyclohexanone，chn)、甲基异戊酮、2-庚酮(mak)、乙二醇、4-甲基-2-戊醇(methylisobutylcarbinol，mibc)、乙二醇一乙酸酯、乙二醇二甲基醚、乙二醇甲基乙基醚、乙二醇一乙基醚、甲基-2-乙氧乙基乙酸酯、乙基-2-乙氧乙基乙酸酯、二甘醇、二甘醇一乙酸酯、二甘醇一甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二甲基、二甘醇乙基甲基醚、二甘醇一乙基醚、二甘醇一丁基醚、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、乙基羟基乙酸酯、2-羟基-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、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯(n-butylacetate，nba)、乳酸甲酯、乳酸乙酯(ethyllactate、el)、乳酸丙酯、乳酸丁酯、丙二醇、丙二醇一乙酯、丙二醇一乙基醚乙酸酯、丙二醇一甲基醚乙酸酯、丙二醇一丙基甲基醚乙酸酯、丙二醇一丁基醚乙酸酯、丙二醇一甲基醚丙酸酯、丙二醇一乙基醚丙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇一甲基醚乙酸酯、丙二醇一乙基醚乙酸酯、丙二醇一甲基醚、丙二醇一乙基醚、丙二醇一丙基醚、丙二醇一丁基醚、乙二醇一甲基醚、乙二醇一乙基醚、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯与3-甲氧基丙酸乙酯、β-丙內酯、β-丁內酯、γ-丁內酯(gbl)、α-甲基-γ-丁內酯、β-甲基-γ-丁內酯、γ-戊內酯、γ-己内酯、γ-辛内酯、α-羟基-γ-丁内酯、2-丁酮、3-甲基丁酮频哪醇酮、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、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、3-甲基环己酮、4-甲基环己酮、4-乙基环己酮、2，2-二甲基环己酮、2，6-二甲基环己酮、2，2，6-三甲基环己酮、环庚酮、2-甲基环庚酮、3-甲基环庚酮、碳酸丙烯酯、碳酸次乙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、2-甲氧基乙基乙酸酯(acetate-2-methoxyethyl)、2-乙氧基乙基乙酸酯(acetate-2-ethoxyethyl)、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯(acetate-2-(2-ethoxyethoxy)ethyl)、3-甲氧基-3-甲基丁基乙酸酯(acetate-3-methoxy-3-methylbutyl)、1-乙氧基-2-丙基乙酸酯(acetate-1-methoxy-2-propyl)、二丙二醇、单甲基醚、单乙基醚、单丙基醚、单丁基醚、单苯醚、二丙二醇一乙酸酯、二恶烷、甲基丙酮酸、乙基丙酮酸、丙基丙酮酸、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、n-甲基吡咯烷酮(n-methylpyrrolidone，nmp)、2-甲氧基乙基醚(2-methoxyethylether，diglyme)、乙二醇一甲基醚、丙二醇一甲基醚、丙酸甲酯、乙酸甲酯、乙基乙氧基丙酸酯、甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、环戊酮、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲基醚乙酸酯(propyleneglycolmethyletheracetate，pgmea)、亚甲基-2-乙氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、n-甲基甲酰胺、n，n-二甲基甲酰胺(n，n-dimethylformamide，dmf)、n-甲基甲酰苯胺、n-甲基乙酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、苯甲基乙基醚、二己醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、乙二酸二乙酯、马来酸二乙酯、苯基-2-乙氧基乙醇乙酯(phenylcellosolveacetate)或类似物。

熟习本领域的技艺者将了解，在此列出的用于光阻底层组成物的溶剂成分的材料只是为了例示性质，并不是为了将实施方式限制为如特定所述的溶剂成分。再者，可使用任何可溶解聚合物与光酸产生剂的材料，且所有这些材料包含在本揭露范围中。

在一些实施方式中，方法包含光阻底层的第一加热，加热温度介于摄氏约40度至摄氏约300度之间，持续时间为10秒至5分钟，以形成包含交联的光阻底层15a的组成物，如图1c所示。加热会导致交联基团交联。在一些实施方式中，第一加热在介于摄氏约80度至摄氏约200度之间的温度下执行，持续时间为约20秒至约3分钟。在其他实施方式中，第一加热在介于摄氏约80度至摄氏约300度之间的温度下执行，持续时间为约30秒至约2分钟。

接着，光阻剂组成物置于在基板10上的包含交联的光阻底层15a的组成物上，以形成光阻层20，如图1d所示。在一些实施方式中，基板10在光阻层20的沉积期间或之后旋转，以使光阻剂组成物遍布包含交联的光阻底层15a的组成物的表面。

光阻层20为光敏性层，且在光化辐射下曝光与显影光阻层20来图案化光阻层20。被入射辐射照射的光阻剂区的化学性质以特定的方式改变，此改变取决于使用的光阻剂种类。光阻层20为正型光阻剂或负型光阻剂。正光阻剂指的是当在辐射(例如紫外线光)下曝光时，正型光阻剂指的是当曝光在辐射下时，例如紫外光，变得可溶于显影剂的光阻剂材料，而未曝光(或曝光较少)的光阻剂区域不可溶于显影剂。另一方面，负型光阻剂指的是当曝光在辐射下时，变得可不可溶于显影剂的光阻剂材料，而未曝光(或曝光较少)的光阻剂区域可溶于显影剂。当曝光在辐射下时，变得不可溶的负型光阻剂区域可能是因为曝光在辐射下造成的交联而变得不可溶。

光阻层20为藉由光化辐射曝光来图案化、显影的光敏性层。取决于使用的光阻剂种类，被入射辐射撞击的光阻剂区域的化学性质会以不同形式变化。光阻层20不是正型光阻剂就是负型光阻剂。正型光阻剂指的是当曝光在辐射(例如紫外光)下时，变得可溶于显影剂的光阻剂材料，而未曝光(或曝光较少)的光阻剂区域不可溶于显影剂。另一方面，负型光阻剂指的是当曝光在辐射下时，变得不可溶于显影剂的光阻剂材料，而未曝光(或曝光较少)的光阻剂区域可溶于显影剂。当在辐射下曝光时，变得不可溶的负型光阻剂区域可能是因为在辐射下曝光造成的交联而变得不可溶。

光阻剂为正型或是负型取决于用于显影光阻剂的显影剂种类。举例而言，当显影剂为水溶液型显影剂时，例如氢氧化四甲基铵(tetramethylammoniumhydroxide，tmah)溶液，有些正型光阻剂提供正型图案(即藉由显影剂移除暴露区)。另一方面，当显影剂为有机溶液时，相同的光阻剂提供负型图案(即藉由显影剂移除未暴露区)。此外，在一些由氢氧化四甲基铵溶液显影的负型光阻剂中，由氢氧化四甲基铵移除光阻剂的未暴露区，且光阻剂的暴露区一暴露在光化辐射下便发生交联，在显影结束后仍会留在基板上。

在一些实施方式中，根据本揭露的光阻剂组成物包含具有一或多种在溶剂中的光活性化合物(photoactivecompounds，pacs)的聚合物。在一些实施方式中，聚合物包含碳氢结构(例如脂环族碳氢结构)，此碳氢结构包含一或多个会分解的基团(例如，酸不稳定基团)，或是当与从光活性化合物(如下文所述)产生的酸根离子、碱根离子或自由基混合时，会发生反应。在一些实施方式中，碳氢结构包含形成聚合物树酯的主链结构的重复单元。这种重复单元可包含丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、巴豆酸酯、乙烯基酯、马来酸二酯、延胡索酸二酯、衣康酸二酯、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯、乙烯基醚、其组合或类似物。

在一些实施方式中，使用于碳氢结构的重复单元的特定结构包含一或多个丙烯酸甲酯、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、丙烯酸异辛酯、丙烯酸乙酰氧基乙酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、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)乙基酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸-2-烷基-2-金刚烷酯或(甲基)丙烯酸二烷基(1-金刚烷基)甲酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、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)乙基酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸-3-氯-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-3-乙酰氧基-2-羟基丙酯、甲基丙烯酸-3-氯乙酰氧基-2-羟基丙酯、巴豆酸丁酯、巴豆酸己酯等。乙烯基酯的实施例包含乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、延胡索酸二甲酯、延胡索酸二乙酯、延胡索酸二丁酯、衣康酸二甲酯、衣康酸二乙酯、衣康酸二丁酯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺(methylacrylamide)、乙基丙烯酰胺、丙基丙烯酰胺、正丁基丙烯酰胺、叔丁基丙烯酰胺、环己基丙烯酰胺、2-甲氧基乙基丙烯酰胺、二甲基丙烯酰胺、二乙基丙烯酰胺、苯基丙烯酰胺、苯甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺(methacrylamide)、甲基甲基丙烯酰胺(methylmethacrylamide)、乙基甲基丙烯酰胺(ethylmethacrylamide)、丙基甲基丙烯酰胺(propylmethacrylamide)、正丁基甲基丙烯酰胺(n-butylmethacrylamide)叔丁基甲基丙烯酰胺(tert-butylmethacrylamide)、环己基甲基丙烯酰胺(cyclohexylmethacrylamide)、2-甲氧基乙基甲基丙烯酰胺(2-methoxyethylmethacrylamide)、(二甲基甲基丙烯酰胺dimethylmethacrylamide)、二乙基甲基丙烯酰胺(diethylmethacrylamide)、苯基甲基丙烯酰胺(phenylmethacrylamide)、苯甲基甲基丙烯酰胺(benzylmethacrylamide)、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、二甲胺基乙基乙烯基醚等。苯乙烯的实施例包含苯乙烯、甲苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、羟基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、乙烯苯甲酸甲酯、α-甲苯乙烯、马来酰亚胺、乙烯基吡啶、乙烯吡咯烷酮、乙烯基咔唑其组合或类似物。

在一些实施方式中，碳氢结构的重复单元也具有不论是单环或是多环碳氢结构的取代基，或是单环或多环碳氢结构为重复单元，以形成脂环族碳氢结构。在一些实施方式中，单环结构的特定实施例包含二环烷、三环烷、四环烷、环戊烷、环己烷等。在一些实施方式中，单环结构的特定实施例包含金刚烷(adamantine)、降冰片烷(norbornane)、乙酸异冰片酯(isobomane)、三环癸烷(tricyclodecane)、四环十二烷(tetracyclododecane)或类似物。

会分解的基团(也称为离去基，或是在一些光活性化合物为光酸产生剂的实施方式中的酸不稳定基团)连接在碳氢结构上，使得此基团在光化辐射下的曝光期间，会与由光活性化合物(例如光酸产生剂)产生的酸根离子/碱根离子/自由基反应。在一些实施方式中，会分解的基团为羧酸基、氟化醇基、苯酚基、磺基、磺胺基、磺酰亚胺基(sulfonylimidogroup)、(烷基磺酰基)(烷基羰基)亚甲基((alkylsulfonyl)(alkylcarbonyl)methylenegroup)、(烷基磺酰基)(烷基羰基)亚胺基((alkylsulfonyl)(alkyl-carbonyl)imidogroup)、双(烷基羰基)亚甲基(bis(alkylcarbonyl)methylenegroup)、双(烷基羰基)亚胺基(bis(alkylcarbonyl)imidogroup)、双(烷基磺酰基)亚甲基(bis(alkylsulfonyl)methylenegroup)、双(烷基磺酰基)亚胺基(bis(alkylsulfonyl)imidogroup)、三(烷基羰基)亚甲基(tris(alkylcarbonyl)methylenegroup)、三(烷基磺酰基)亚甲基(tris(alkylsulfonyl)methylenegroup)、其组合或类似物。用于氟化醇类的特定基团包含被氟化的羟烷基，例如在一些实施方式中的六氟异丙醇基。用于羧酸基的特定基团包含丙烯酸基、甲基丙烯酸基或类似物。光阻剂组成物的聚合物上的酸不稳定基团的实施例包含在绘示于图2c的基团中。

在一些实施方式中，聚合物也包含其他连接至碳氢结构的基团，以助于提升可聚合树酯的各种性质。举例而言，含有内酯基的碳氢结构有助于减少显影光阻剂后的边缘粗糙度的程度，从而减少显影过程中所产生的缺陷量。在一些实施方式中，内酯基包含具有五元至七元的环，虽然任何适合的内酯结构皆可用于内酯基中。

在一些实施方式中，聚合物包含有助于提升光阻层与底下的结构(例如基板)之间的粘着性。极性基可用于提升粘着性。适合的极性基包含羟基、氰基或类似物，虽然任何适合的极性基皆可使用。

视情况而定，在一些实施方式中，聚合物包含一或多个脂环族碳氢结构，此脂环族碳氢结构不包含会分解的基团。在一些实施方式中，不包含會分解的基团的碳氢结构包含例如以下的结构：1-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯(1-adamantyl(meth)acrylate)、三环癸烷基(甲基)丙烯酸酯、环己烷基(甲基)丙烯酸酯其组合或类似物。

在一些实施方式中，光阻剂组成物中的聚合物为聚羟基苯乙烯、聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯为主的聚合物。

此外，光阻剂的一些实施方式包含一或多种光活性化合物。光活性化合物为具有光活性的成分，例如光酸产生剂、光碱产生剂、自由基产生剂或类似物。在一些光活性化合物为光酸产生剂的实施方式中，光活性化合物包含卤化三嗪、鎓盐、重氮盐、芳香族重氮盐、鏻盐、锍盐、錪盐、酰亚胺磺酸酯、肟磺酸酯、重氮基二砜、二砜、邻硝基苯甲基砜、磺酸化酯、卤化磺酰氧基二羧基酰亚胺、α-氰基氧胺磺酸酯、酮基重氮基砜、磺酰基重氮酯、1，2-二芳基磺酰联胺、硝基苯甲基酯与s-三嗪衍生物、其组合或类似物。

光酸产生剂的特定实施例包含α-(三氟甲基磺酰)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2，3-二羧基酰亚胺(α-(trifluoromethylsulfonyloxy)-bicyclo[2.2.1]hept-5-ene-2，3-dicarb-o-ximide，mdt)、n-羟-萘酰亚胺(n-hydroxy-naphthalimide，ddsn)、安息香对甲苯磺酸酯(benzointosylate)、叔丁基苯基-α-(对甲苯磺酰氧)乙酸酯(t-butylphenyl-α-(p-toluenesulfonyloxy)-acetate)与叔丁基-α-(对甲苯磺酰氧)乙酸酯(t-butyl-α-(p-toluenesulfonyloxy)-acetate)、三芳基锍(triarylsulfonium)与二芳基錪(diaryliodonium)的六氟锑酸盐、六氟砷酸盐)、三氟甲磺酸盐、錪全氟辛磺酸盐(iodoniumperfluorooctanesulfonate)、n-樟脑磺酰氧萘酰亚胺(n-camphorsulfonyloxynaphthalimide)、n-五氟苯磺酰氧萘酰亚胺(n-pentafluorophenylsulfonyloxynaphthalimide)、离子化的錪磺酸盐(ioniciodoniumsulfonates)例如二芳基錪(diaryliodonium)(烷基或芳基)磺酸盐与双(二叔丁苯基)錪莰基磺酸盐(bis-(di-t-butylphenyl)iodoniumcamphanylsulfonate)、全氟烷磺酸盐(perfluoroalkanesulfonates)例如全氟戊磺酸盐、全氟辛磺酸盐、全氟甲磺酸盐、芳基(例如苯基或苯甲基)三氟甲磺酸盐例如三苯基锍三氟甲磺酸盐(triphenylsulfoniumtriflate)或双(叔丁苯基)錪三氟甲磺酸盐(bis-(t-butylphenyl)iodoniumtriflate)；联苯三酚衍生物(例如联苯三酚的三甲磺酸酯(trimesylate))、羟亚胺的三氟甲磺酸酯(trifluoromethanesulfonateesters)、α，α′-双-磺基-重氮甲烷(α，α′-bis-sulfonyl-diazomethanes)、有氮取代的苯甲醇的磺酸酯、4-重氮萘醌(naphthoquinone-4-diazides)、烷基二砜(alkyldisulfones)或类似物。根据本揭露的一些实施方式的光酸产生剂的结构绘示于图5中。

在光活性化合物为自由基产生剂的一些实施方式中，光活性化合物包含n-苯基甘氨酸、芳香酮类，包含二苯酮、n，n′-四甲基-4，4′-二胺二苯酮、n，n′-四乙基-4，4′-二胺二苯酮、4-甲氧基-4′-二甲基乙基二苯酮、3，3′-二甲基-4-甲氧基二苯酮、p，p′-双(二甲胺)二苯酮、p，p′-双(二乙胺)二苯酮；蒽醌、2-乙基蒽醌；萘醌；与菲醌；安息香(benzoin)类，包含安息香、安息香甲基醚、安息香异丙醚、安息香异丙醚、安息香正丁醚、安息香苯醚(benzoin-phenylether)、甲基安息香(methylbenzoin)与乙基安息香(ethylbenzoin)；苯甲基衍生物，包含聯苄、苄基二苯基二硫化物(benzyldiphenyldisulfide)与苄基二甲基酮；吖啶(acridine)衍生物，包含9-苯基吖啶与和1，7-双(9-吖啶基)庚烷；硫杂蒽酮(thioxanthones)，包含2-氯硫杂蒽酮、2-甲基硫杂蒽酮、2，4-二乙基硫杂蒽酮、2，4-二甲基硫杂蒽酮与2-异丙基硫杂蒽酮；苯乙酮(acetophenones)，包含1，1-二氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、2，2-二乙氧基苯乙酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮与2，2-二氯-4-苯氧基苯乙酮；2，4，5-三芳基咪唑二聚体(2，4，5-triarylimidazoledimers)，包含如2-(邻氯苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻氯苯基)-4，5-二(甲氧基苯基)咪唑二聚体、2-(邻氟苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚体、2-(邻甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚体、2-(对甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚体、2，4-二(对甲氧基苯基)-5-二苯基咪唑二聚体、2-(2，4-二甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚体与2-(对-甲基巯基苯基)-4，5-二苯基咪唑二聚体、其组合或类似物。

在光活性化合物为光碱产生剂的一些实施方式中，光碱产生剂包含二硫代氨基甲酸酯四级铵盐(quatemaryammoniumdithiocarbamates)、α胺基酮、含肟-胺基甲酸乙酯(oxime-urethane)的分子例如二苯酮肟六亚甲基二胺基甲酸乙酯、铵四硼酸有机盐与n-(2-氮硝基苄氧羰基)环胺、其组合或类似物。

熟习本领域的技艺者将了解，在此列出的化学品只是为了例示光活性化合物的实施例，并不是为了将实施方式限制为如特定所述的光活性化合物。再者，可使用任何适合的光活性化合物，且所有的这些光活性化合物包含在本揭露范围中。

在一些实施方式中，在光阻剂中加入交联剂。交联剂与聚合物树酯中的碳氢结构中的其中一个基团反应，并与不同的碳氢结构中的第二基团反应，以将两个碳氢结构交联、键结在一起。这种键结与交联增加了交联反应产生的聚合物产物的分子量，并增加光阻剂的总体连接密度。密度的增加与连接密度的增加有助于提升光阻图案。

在一些实施方式中，交联剂具有以下的结构：

其中c为碳，n介于1至15之间，a与b各自包含氢原子、羟基、卤化物、芳香族碳环或具有1至12个碳的直链或环状的烷基、烷氧基/氟基、烷基/氟烷氧基链，且每个碳包含a与b。在碳链的第一尾端的第一末端碳包含x，且在碳链的第二尾端的第二末端碳包含y，其中x与y各自包含胺基、硫醇基、羟基、异丙醇基或异丙胺基，除非是n等于1时，x与y会键结至同一个碳。可用于交联剂的材料的特定实施例包含以下：

在一些加入偶合试剂(couplereagent)与交联剂的实施方式中，可加入偶合试剂来代替加入至光阻剂组成物的交联剂，或是除了加入至光阻剂组成物的交联剂外，也加入偶合试剂。偶合试剂藉由在加入交联试剂之前，与聚合物树酯中的碳氢结构中的基团反应来帮助交联反应，从而减少交联反应的反应能量，并增加反应速率。键结的偶合试剂接着与交联剂反应，从而将交联剂偶合至聚合物树酯。

或者，在一些实施方式中，在光阻剂中加入偶合试剂而不加入交联剂，偶合试剂用于将聚合物中的碳氢结构中的基团偶合至不同的碳氢结构中的第二基团，以将两个聚合物交联与键结在一起。然而，在这种实施方式中，与交联剂不同，偶合试剂不会留下而成为聚合物的一部分，且只协助一个碳氢结构与另一个碳氢结构之间的直接键结。

在一些实施方式中，偶合试剂具有以下结构：

其中，r为碳原子、氮原子、硫原子或氧原子，m包含氯原子、溴原子、碘原子、--no2、--so3-、--h--、--cn、--nco、--ocn、--co2-、--oh、--or*、--oc(o)cr*、--sr、--so2n(r*)2--so2r*、sor、--oc(o)r*、--c(o)or*、--c(o)r*、--si(or*)3、--si(r*)3、环氧基等，且r*为被取代或未被取代的c1至c12的烷基、c1至c12的芳基、c1至c12的芳烷基等。在一些实施方式中，可用于偶合试剂的材料的特定实施例包含以下：

光阻剂的一些实施方式为含金属光阻剂。在一些实施方式中，含金属光阻剂形成含金属的光阻层。在一些实施方式中，含金属光阻剂中的金属包含铯(cs)、钡(ba)、镧(la)、铈(ce)、铟(in)、锡(sn)或银(ag)。

在一些实施方式中，含金属光阻剂包含金属氧化物纳米粒子。在一些实施方式中，金属氧化物纳米粒子从由下列物质组成的群组中选出：二氧化钛、氧化锌、二氧化锆、氧化镍、氧化钴、氧化锰、氧化铜、氧化铁、钛酸锶、氧化钨、氧化钒、氧化铬、氧化锡、氧化铪、氧化铟、氧化镉、氧化钼、氧化钽、氧化铌、氧化铝与其组合。如这里所使用的，纳米粒子为具有平均尺寸介于约1纳米至约10纳米的粒子。在一些实施方式中，金属氧化物纳米粒子具有介于约2纳米至约5纳米之间的平均尺寸。在一些实施方式中，以光阻剂组成物的总重量为基准，金属氧化物纳米粒子在光阻剂组成物中的量的重量百分浓度介于约15％至约10％之间。在一些实施方式中，重量百分浓度低于1％的金属氧化物纳米粒子提供过于稀薄的光阻层，而重量百分浓度高于10％的金属氧化物纳米粒子提供粘性过高的光阻层，此种光阻层很难在基板上提供具有均一厚度的光阻剂涂布层。

在一些实施方式中，金属氧化物纳米粒子与羧酸或磺酸配位基配位。举例而言，在一些实施方式中，氧化锆或氧化铪纳米粒子与甲基丙烯酸配位，形成甲基丙烯酸铪(hafniummethacrylicacid，hfmaa)或甲基丙烯酸锆(zirconiummethacrylicacid，zrmaa)。在一些实施方式中，甲基丙烯酸铪或甲基丙烯酸锆以约5％至约10％的重量百分浓度溶于涂布溶剂中，例如丙二醇甲基醚乙酸酯(propyleneglycolmethyletheracetate，pgmea))。在一些实施方式中，以光阻剂组成物的总重量为基准，金属氧化物光阻剂是由重量百分浓度介于约1％至约10％的光活性化合物形成。

在溶剂中放入光阻底层组成物的个别成分，以助于光阻底层的混合与分配。为了帮助光阻剂的混合与分配，至少部分地根据所选的聚合物与光活性化合物的材料来选择溶剂。在一些实施方式中，选择溶剂，使得聚合物树酯与光活性化合物可均匀地溶解在溶剂中，并分配至将要被图案化的层上。

在一些实施方式中，溶剂为有机溶剂，并包含一或多种适合的溶剂例如酮、醇、多元醇、醚、醇醚、环状醚、芳香族碳氢化合物、酯、丙酸盐、乳酸盐、乳酸酯、烷二醇单烷醚、烷基乳酸盐、烷基烷氧基丙酸盐、环状内酯、包含环的单酮化合物、烯基碳酸盐、烷基烷氧基乙酸盐、烷基丙酮酸、乳酸酯、乙二醇烷基醚乙酸酯、二甘醇、丙二醇烷基醚乙酸酯、烷二醇烷基醚乙酸酯、烷二醇单烷基酯或类似物。

可用于光阻底层组成物的溶剂的材料的特定实施例包含丙酮、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇(isopropanol，ipa)、正丁醇、甲苯、二甲苯、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、四氢呋喃(tetrahydrofuran，thf)、环己酮(cyclohexanone，chn)、甲基异戊酮、2-庚酮(mak)、乙二醇、4-甲基-2-戊醇(methylisobutylcarbinol，mibc)、乙二醇一乙酸酯、乙二醇二甲基醚、乙二醇甲基乙基醚、乙二醇一乙基醚、甲基-2-乙氧乙基乙酸酯、乙基-2-乙氧乙基乙酸酯、二甘醇、二甘醇一乙酸酯、二甘醇一甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二甲基、二甘醇乙基甲基醚、二甘醇一乙基醚、二甘醇一丁基醚、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、乙基羟基乙酸酯、2-羟基-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、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸正丁酯(n-butylacetate，nba)、乳酸甲酯、乳酸乙酯(ethyllactate、el)、乳酸丙酯、乳酸丁酯、丙二醇、丙二醇一乙酯、丙二醇一乙基醚乙酸酯、丙二醇一甲基醚乙酸酯、丙二醇一丙基甲基醚乙酸酯、丙二醇一丁基醚乙酸酯、丙二醇一甲基醚丙酸酯、丙二醇一乙基醚丙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇一甲基醚乙酸酯、丙二醇一乙基醚乙酸酯、丙二醇一甲基醚、丙二醇一乙基醚、丙二醇一丙基醚、丙二醇一丁基醚、乙二醇一甲基醚、乙二醇一乙基醚、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯与3-甲氧基丙酸乙酯、β-丙内酯、β-丁内酯、γ-丁内酯(gbl)、α-甲基-γ-丁内酯、β-甲基-γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己內酯、γ-辛内酯、α-羟基-γ-丁內酯、2-丁酮、3-甲基丁酮频哪醇酮、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、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、3-甲基环己酮、4-甲基环己酮、4-乙基环己酮、2，2-二甲基环己酮、2，6-二甲基环己酮、2，2，6-三甲基环己酮、环庚酮、2-甲基环庚酮、3-甲基环庚酮、碳酸丙烯酯、碳酸次乙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸丁烯酯、2-甲氧基乙基乙酸酯(acetate-2-methoxyethyl)、2-乙氧基乙基乙酸酯(acetate-2-ethoxyethyl)、2-(2-乙氧基乙氧基)乙基乙酸酯(acetate-2-(2-ethoxyethoxy)ethyl)、3-甲氧基-3-甲基丁基乙酸酯(acetate-3-methoxy-3-methylbutyl)、1-乙氧基-2-丙基乙酸酯(acetate-1-methoxy-2-propyl)、二丙二醇、单甲基醚、单乙基醚、单丙基醚、单丁基醚、单苯醚、二丙二醇一乙酸酯、二恶烷、甲基丙酮酸、乙基丙酮酸、丙基丙酮酸、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、n-甲基吡咯烷酮(n-methylpyrrolidone，nmp)、2-甲氧基乙基醚(2-methoxyethylether，diglyme)、乙二醇一甲基醚、丙二醇一甲基醚、丙酸甲酯、乙酸甲酯、乙基乙氧基丙酸酯、甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、环戊酮、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲基醚乙酸酯(propyleneglycolmethyletheracetate，pgmea)、亚甲基-2-乙氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、n-甲基甲酰胺、n，n-二甲基甲酰胺(n，n-dimethylformamide，dmf)、n-甲基甲酰苯胺、n-甲基乙酰胺、n，n-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、苯甲基乙基醚、二己醚、丙酮基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、乙二酸二乙酯、马来酸二乙酯、苯基-2-乙氧基乙醇乙酯(phenylcellosolveacetate)或类似物。

熟习本领域的技艺者将了解，在此列出的用于光阻底层组成物的溶剂成分的材料只是为了例示性质，并不是为了将实施方式限制为如特定所述的溶剂成分。再者，可使用任何可溶解聚合物与光酸产生剂的材料来助于混合与提供光阻底层。所有這些材料包含在本揭露范围中。

在一些实施方式中，方法包含在光阻底层15a的第二加热，第二加热在光阻层20置于光阻底层15a上之后执行，加热温度介于摄氏约40度至摄氏约140度之间，持续时间为10秒至5分钟，如图1e所示。第二加热从光阻层20移除溶剂。在一些实施方式中，第二加热在介于摄氏约60度至摄氏约120度之间的温度下执行，持续时间为约20秒至约3分钟。

接着，如图1f所示，在光化辐射30下选择性地曝光部分光阻层20b。在一些实施方式中，掩膜25用于形成光阻层的曝光部分20b与未曝光部分20a，与光阻底层15a的曝光部分15b与未曝光部分。图1g与第1h图详细绘示对光阻层20的选择性曝光以形成曝光部分20b与未曝光部分20a。在一些实施方式中，藉由在光刻工具中放置涂布有光阻剂的基板来执行在辐射下的曝光程序。光刻工具包含掩膜25a、25b、光学物、提供用于曝光程序的辐射30/90的曝光辐射源与可移动的台子，台子用于支撑并移动在曝光幅射下的基板。

在一些实施方式中，辐射源(未绘示)提供幅射30/90(例如紫外光)至光阻层20，以促使光活性化合物在光阻剂中的反应，光活性化合物轮流与聚合物反应，以化学性地改变光阻层中有辐射30/90照射的区域。在一些实施方式中，选择性地在紫外线辐射下曝光光阻层20。在一些实施方式中，紫外线辐射为深紫外线辐射(deepultravioletradiation，duv)。在一些实施方式中，紫外线辐射为极紫外线辐射(extremeultravioletradiation，euv)。在一些实施方式中，光化辐射为电子束。在一些实施方式中，辐射为电磁辐射，例如g线(g-line，波长约为436纳米)、i线(i-line，波长约为365纳米)、紫外线辐射、远紫外线辐射、极紫外线、电子束等。在一些实施方式中，辐射源从由以下所组成的群组中选出：水银灯、氙灯、碳弧灯、氟化氪准分子激光灯(波长为248纳米)、氟化氩准分子激光灯(波长193纳米)、氟气准分子激光灯(波长为157纳米)或被二氧化碳激光激发的锡等离子体(极紫外线，波长13.5纳米)。

如图1g所示，在一些实施方式中，在辐射至光阻层20之前，曝光辐射30穿过掩膜25a。在一些实施方式中，掩膜具有将要被复制在光阻层20中的图案。在一些实施方式中，图案藉由在掩膜基板40上的不透光图案45形成。不透光图案45可由对紫外线辐射不透光的材料形成，例如铬，而掩膜基板40由对紫外线辐射透光的材料形成，例如熔融石英。

在一些实施方式中，使用极紫外线光刻来执行光阻层20的选择性曝光，以形成曝光部分20b与未曝光部分20a。在极紫外线光刻操作中，反射性掩膜25b用于形成经图案化的曝光光源，如图1h所示。反射性掩膜25b包含低热膨胀性玻璃基板55与硅与钼的反射性多层60，反射性多层60在基板55上形成。保护盖70与吸收材料层75形成在反射性多层60上。背部导体层80形成在低热膨胀性基板55的背侧上。在极紫外线光刻中，极紫外线辐射85以约6度的入射角直接射向反射性掩膜25b。极紫外线辐射90的部分被硅/钼多层60反射至涂布光阻剂的基板10，而在吸收材料层75上方的部分极紫外线辐射被掩膜吸收。在一些实施方式中，更多的光学物，包含镜子，位于反射性掩膜25b与涂布光阻剂的基板之间。

在实施方式中，经图案化的辐射30/90为具有波长13.5纳米的极紫外光，光活性化合物为光酸产生剂，且将要被分解的基团为聚合物的主链碳氢结构上的酸不稳定基团。在一些实施方式中，使用交联剂。被图案化的辐射30/90撞击光酸产生剂，且光酸产生剂吸收撞击的、被图案化的辐射30/90。此吸收使光酸产生剂开始在光阻层的曝光部分20b与光阻底层的曝光部分15b中产生质子(例如，h⁺离子)。当质子撞击碳氢结构上的酸不稳定基团，质子与酸不稳定基团反应，化学性地改变酸不稳定基团，并改变整体的聚合物特性。在光阻底层15中，由光酸产生剂产生的酸从具有酸不稳定基团侧基的聚合物上切开酸不稳定基团，从而增加聚合物在显影剂中的溶解度。

在一些实施方式中，在光化辐射的曝光下，产生的酸在光阻底层15b中切开交联聚合物上的酸不稳定基团，导致光阻底层中的聚合物去交联(de-crosslink)，并增加光阻底层15b在后续施加的显影剂中的溶解度。在一些实施方式中，酸不稳定基团与交联基团在聚合物的同一个侧基链上。在本实施方式中，切开酸不稳定基团也会使交联聚合物去交联。

在一些实施方式中，使用浸入光刻(immersionlithography)技术来曝光光阻层20。在这种技术中，在最终光学物与光阻层20之间放入浸入介质(未绘示)，且曝光辐射30穿过浸入介质。

图1f、图1g或图1h的结果是，潜在图案形成在光阻层20中。光阻层的潜在图案指的是光阻层20中的曝光图案，曝光图案最后会变成实体的光阻剂图案(例如藉由显影操作)。光阻层20中的潜在图案包含未曝光部分20a与曝光部分20b。在使用化学放大(chemicallyamplified，ca)光阻剂材料与光酸产生剂的实施方式中，在曝光制程期间，酸在曝光部分20b中产生。在潜在图案中，光阻层20与光阻底层15的曝光部分20b、15b发生物理性或化学性变化。在一些实施例中，曝光部分20b、15b的保护被移除，促使用于双性成像(dual-toneimaging)(显影)的极性变化发生。

在一些实施方式中，对选择性曝光的光阻层20与光阻底层15执行第三加热，如图1i所示。光阻底层与经选择性曝光的光阻层的第三加热，也称为曝光后烘烤(post-exposurebaking，peb)，在介于摄氏约80度至摄氏约300度之间的温度下执行，持续时间为约10秒至约10分钟。在一些实施方式中，第二加热在介于摄氏约100度至摄氏约200度之间的温度下执行，持续时间为约10秒至约10分钟。在曝光后烘烤期间，更多酸在光阻层与光阻底层的曝光部分20b、15b中产生。产生的酸进一步化学性改变光阻层与光阻底层。在一些实施方式中，在曝光后烘烤期间，光阻层20中发生交联。在一些实施方式中，曝光后烘烤的加热温度介于摄氏约130度至摄氏约170度之间，持续时间为约30秒至约5分钟。

接着执行显影，如图1j所示，使用溶剂，以在光阻层与光阻底层中形成图案35。在一些想要使用正型显影的实施方式中，使用正型显影剂，例如碱性水溶液，来移除光阻层与光阻底层的辐射曝光部分20b、15b。在一些实施方式中，正型显影剂包含一或多种从下列选出的：氢氧化四甲基铵(tetramethylammoniumhydroxide，tmah)、氢氧化四丁基铵、氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、硅酸钠、偏硅酸钠、氨水、甲胺、二甲胺、三甲胺、乙胺、二乙胺、三乙胺、异丙胺、二异丙胺、三异丙胺、丁胺、二丁胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺、氨水、氢氧化钠、氢氧化钾、硅酸钾、氢氧化四乙基铵、其组合或类似物。

在一些实施方式中，使用旋转涂布制程将显影剂施加至光阻层。在旋转涂布制程中，当涂布有光阻剂的基板在旋转时，显影剂藉由分注器从光阻层的上方施加至光阻层。在一些实施方式中，选择显影剂以移除光阻层与光阻底层的曝光部分20b、15b。在一些实施方式中，显影剂以约5毫升/分钟至约800毫升/分钟之间的速率提供，而经涂布的基板以每分钟约100至约2000转的速度旋转。在一些实施方式中，显影剂的温度介于约摄氏10度至约摄氏80度之间。在一些实施方式中，显影操作的持续时间介于约30秒至约10分钟之间。

旋转涂布制程为一种适合在曝光后显影光阻层与光阻底层的制程，但并不是为了例示或是限制实施方式。此外，可使用任何合迪的显影操作，包含浸涂制程(dipprocesses)、水坑制程(puddleprocesses)与喷雾法(spray-onmethods)。這些显影操作皆包含在实施方式的范围內。

在一些实施方式中，光阻底层的曝光部分15b在显影剂中的高溶解度会藉由切开酸不稳定基团而造成去交联反应，并且，因为在显影操作期间，在光阻底层上的残留物与细屑随着光阻底层一起被移除，而提供提升的光阻图案解析度。

在一些实施方式中，当经图案化的光阻层还未被移除时，执行额外的制程。举例而言，在一些实施方式中，使用干式或湿式蚀刻来执行蚀刻操作，以将光阻层的图案35转移至基板10，并在基板10中形成图案35’。接着使用适合的光阻剂移除或光阻剂灰化操作来移除剩余的光阻层。在一些实施方式中，未在光化辐射下曝光的光阻底层15a的部分留在基板10上，如图1k所示。在一些实施方式中，光阻底层15a的未曝光部分在光阻剂去除、光阻剂灰化或基板蚀刻操作期间移除。

图9a至图9h为制造根据本揭露的制造半导体装置的另一些实施方式的横截面视图。图9a绘示半导体基板10与在基板10上的将被图案化的层50，与置于将被图案化的层50上的光阻底层15。在一些实施方式中，将被图案化的层50为硬遮罩层、金属化层置于金属化层上的介电层，例如钝化层。在将被图案化的层50为金属化层的实施方式中，将被图案化的层50为使用金属化制程与金属沉积技术形成的导体材料，上述制程与技术包含化学气相沉积、原子层沉积与物理气相沉积(溅镀)。同样地，若将被图案化的层50为介电层，则藉由介电层形成技术，例如热氧化、化学气相沉积、原子层沉积与物理气相沉积，来形成将被图案化的层50。

具有置于基板10上的被图案化的层50的基板10后续以参照图1a至图1j的描述类似的方式形成。举例而言，光阻底层15经过第一加热以形成交联的光阻底层15a，如图9b所示，且参照图1c的描述。接着，在交联的光阻底层15a上形成光阻层20，如图9c所示，且参照图1d的描述。在一些实施方式中，光阻层20后续经过加热操作以移除溶剂，如图9d所示，且参照图1e的描述。接着，选择性地在光化辐射下曝光光阻层20与光阻底层15a，如图9e所示，且参照图1f、图1g、图1h的描述。经选择性曝光的光阻层部分20a、20b与光阻底层15a的曝光部分15b与未曝光部分接着经过曝光后烘烤操作，如图9f所示，且参照图1i的描述。接下来，显影光阻层部分20a、20b与光阻底层15a、部分15b以形成光阻层/底层图案35，如图9g所示，且参照图1j的描述。然后，使用作为蚀刻遮罩的光阻层/底层图案35来蚀刻将被图案化的层50，以在被图案化的层50中形成图案35”，如图9h图所示。可取决于被蚀刻的材料与所要的图案35”构造，藉由湿式或干式蚀刻来蚀刻将被图案化的层50。后续使用适合的光阻剂移除或光阻剂灰化操作来移除剩余的光阻层，如图9h所示。在一些实施方式中，光阻底层15a的未在光化辐射下曝光的部分留在基板10上，如图9h所示。在一些实施方式中，光阻底层15a的未曝光部分在光阻剂去除、光阻剂灰化或基板蚀刻操作期间移除。

图10a至图10i为制造根据本揭露的制造半导体装置的另一些实施方式的横截面视图。图10a绘示置于基板10上的三层光阻中的中间层100与底层95。三层光阻包含底层、中间层与顶层。在一些实施方式中，顶层为光阻层。在一些实施方式中，参照图9a所描述的将被图案化的层50置于基板10上。

在一些实施方式中，底层95为具有实质平坦的上表面的有机材料，而中间层100为抗反射层。在一些实施方式中，底层95的有机材料包含多个未交联的单体或聚合物。在一些实施方式中，底层95包含可图案化的材料与/或具有可调整以提供抗反射性性质的组成物。底层95的示范性材料包含碳链聚合物。底层95用于平坦化构造，因为底层构造可能不均匀，这取决于底下的元件层的构造。在一些实施方式中，藉由旋转涂布制程形成底层95。在特定的实施方式中，底层95的厚度介于约50纳米至约500纳米之间。

三层光阻结构的中间层100可具有在光刻操作中，提供抗反射性性质与/或硬遮罩性质的组成物。在一些实施方式中，中间层100包含含硅层(例如，硅硬遮罩材料)。中间层100可包含含硅的无机聚合物。在其他实施方式中，中间层100包含硅氧烷聚合物。在其他实施方式中，中间层100包含氧化硅(例如，旋转涂布玻璃(spin-onglass，sog))、氮化硅、氮氧化硅、多晶硅、含金属有机聚合物材料，材料例如包含以下：钛、氮化钛、铝与/或钽；材料其他适合的材料。中间层100可藉由例如共价键、氢键或亲水至亲水力，键结至相邻的层。

在一些实施方式中，本揭露的光阻底层15置于三层光阻中的中间层100上，如图10a所示，且参照图1a与图1b的描述。加热光阻底层15以形成交联的光阻层，如图10b所示，且参照图1c的描述。

在交联的光阻底层15a上形成光阻层20，如图10c所示，且参照图1c的描述。光阻层20后续经过加热操作以移除溶剂，如图10d所示，且参照图1d的描述。接着，选择性地在光化辐射下曝光光阻层20与光阻底层15a，如图10e所示，且参照图1f、图1g、图1h的描述。经选择性曝光的光阻层部分20a、20b与光阻底层15a、15a15b，接着经过曝光后烘烤操作，如图10f所示，且参照图1i的描述。接下来，显影光阻层部分20a、20b与光阻底层15a、部分15b以形成光阻层/底层图案35，如图10g所示，且参照图1j的描述。在一些实施方式中，图案35延伸至中间层100与底层95中，接着延伸至被图案化的层50中。然后，使用作为蚀刻遮罩的三层光阻层/底层图案35来蚀刻中间层100、底层95与将被图案化的层50，以在被图案化的层50中形成图案35”’，如图10h图所示。可取决于被蚀刻的材料与所要的图案35”’构造，藉由湿式或干式蚀刻来蚀刻中间层100、底层95与将被图案化的层50。后续使用适合的光阻剂移除或光阻剂灰化操作来移除剩余的光阻层，如图10h所示。在一些实施方式中，在光阻剂去除、光阻剂灰化或基板蚀刻操作期间移除光阻底层15a的未曝光部分、中间层100与底层95，如图10i所示。在一些实施方式中，执行不同的蚀刻操作来移除光阻底层15a的未曝光部分、中间层100与底层95的每一个。

除了聚合物、光活性化合物、溶剂、交联剂与偶合试剂之外，光阻剂的一些实施方式也包含一些其他有助于得到高解析度光阻的添加物。举例而言，光阻剂的一些实施方式也包含界面活性剂，以助于增加光阻剂涂布至施加的表面的能力。在一些实施方式中，界面活性剂包含非离子界面活性剂，具有氟化脂肪族化合物的聚合物、包含至少一个氟原子与/或至少一个硅原子的界面活性剂、聚氧乙烯基烷基醚、聚氧乙烯基烷基芳基醚、聚氧乙烯基-聚氧丙烯基嵌段共聚物、去水山梨醇脂肪酸酯与聚氧乙烯基去水山梨醇脂肪酸酯。

在一些实施方式中，用于界面活性剂的材料的特定实施例包含聚氧乙烯基月桂基醚、聚氧乙烯基硬脂基醚、聚氧乙烯基鲸蜡基醚、聚氧乙烯基油酰基醚、聚氧乙烯基辛酚醚、聚氧乙烯基壬酚醚、单月桂酸去水山梨醇酯、单棕榈酸去水山梨醇酯、单硬脂酸去水山梨醇酯、单油酸去水山梨醇酯、三油酸去水山梨醇酯、聚氧乙烯基单月桂酸去水山梨醇酯、聚氧乙烯基单棕榈酸去水山梨醇酯、聚氧乙烯基单硬脂酸去水山梨醇酯、聚氧乙烯基三油酸去水山梨醇酯、聚氧乙烯基三硬脂酸去水山梨醇酯、聚氧乙烯基单硬脂酸去水山梨醇酯、二硬脂酸聚乙二醇酯、二月桂酸聚乙二醇酯、聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯基硬脂基醚、聚氧乙烯基鲸蜡基醚、含氯的阳离子界面活性剂、含氯的非离子界面活性剂、含氯的阴离子界面活性剂、阳离子与阴离子界面活性剂、其组合或类似物。

另一些加入光阻剂组成物的实施方式的添加剂为淬灭剂，淬灭剂抑制光阻剂组成物中产生的酸根离子/碱根离子/自由基的扩散。淬灭剂提升光阻图案的结构与光阻剂长时间的稳定度。在实施方式中，淬灭剂为胺类，例如二级低级脂肪胺、三级低级脂肪胺等。胺类的特定实施例包含三甲胺、二乙胺、三乙胺、二正丙胺、三正丙胺、三戊胺、二乙醇胺与三乙醇胺、烷醇胺等与其组合。

在一些实施方式中，使用有机酸作为淬灭剂。有机酸的特定实施方式包含丙二酸、柠檬酸、苹果酸、琥珀酸、苯甲酸、水杨酸；磷的含氧酸与其衍生物，例如磷酸与其衍生物例如其酯类、磷酸二正丁酯与磷酸二苯酯；例如亚磷酸与其衍生物例如其酯类，例如亚磷酸二甲酯、亚磷酸二正丁酯、亚磷酸二苯酯与亚磷酸二苄酯；与次磷酸与其衍生物例如其酯类，包含苯膦酸。

另一个加入光阻剂的一些实施方式的添加物为稳定剂(stabilizer)，稳定剂有助于避免在光阻剂的曝光期间所产生的酸的不期望扩散。在一些实施方式中，稳定剂包含含氮化合物，包含一级、二级、三级脂肪胺；环胺，包含哌啶、吡咯烷、吗啉；芳香性杂环类，包含吡啶、嘧啶、嘌呤；亚胺，包含二氮杂二环十一碳烯、胍、酰亚胺、酰胺等。或者，在一些实施方式中，也可使用铵盐作为稳定剂，铵盐包含铵离子、烷氧化物的一级、二级、三级、四级烷基与芳基铵盐，上述烷氧化物的铵盐包含氢氧化物、酚盐、羧酸盐、芳基与烷基磺酸盐、磺胺等。在一些实施方式中使用其他阳离子的含氮化合物，包含吡啶鎓与其他具有阴离子的杂环含氮化合物，例如烷氧化物包含氢氧化物、酚盐、羧酸盐、芳基与烷基磺酸盐、磺胺等。

另一个加入光阻剂的一些实施方式的添加物为溶解抑制剂(dissolutioninhibitor)，溶解抑制剂有助于控制光阻剂在显影期间的b溶解。在实施方式中，胆盐的酯类可作为溶解抑制剂使用。在一些实施方式中，溶解抑制剂的特定实施例包含胆酸、去氧胆酸、石胆酸、正丁基去氧胆酸、正丁基石胆酸与正丁基-3-乙酰石胆酸。

着色剂(coloringagent)为另一个包含在光阻剂的一些实施方式中的添加物。着色剂帮助观察者检查光阻剂，以找出任何需要在制程之前补救的缺陷。在一些实施方式中，着色剂为三芳基甲烷染料或微粒有机颜料。在一些实施方式中，材料的特定实施例包含结晶紫、甲基紫、乙基紫、油蓝色#603(oilblue#603)、维多利亚纯蓝boh(victoriapureblueboh)、孔雀石绿、钻石绿、酞菁染料、偶氮染料、碳黑、氧化钛、煌绿染料(c.i.42020)、维多利亚纯蓝fga(victoriapurebluefga)(linebrow)、维多利亚bo(维多利亚bo)(linebrow)(c.i.42595)、维多利亚蓝bo(victoriabluebo)(c.i.44045)、罗丹明6g(c.i.45160)、二苯酮化合物(例如2，4-二羟基二苯酮与2，2′，4，4′-四羟基二苯酮；水杨酸化合物，例如水杨酸苯酯与4-叔丁基苯基水杨酸酯)、苯基丙烯酸酯化合物(例如乙基-2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸酯与2′-乙基己基-2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸酯)、苯并三唑(benzotriazole)化合物(例如2-(2-羟基-5-甲基苯基)-2h-苯并三唑与2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯-2h-苯并三唑)、香豆素(coumarin)化合物(例如4-甲基-7-二乙胺基-1-苯并吡喃-2-酮)、噻吨酮(thioxanthone)化合物(例如二乙基噻吨酮)、二苯乙烯化合物、萘二甲酸(naphthalicacid)化合物、偶氮染料、酞菁蓝、酞菁氯、碘绿(iodinegreen)、维多利亚蓝、萘黑、光适应甲基紫(photopiamethylviolet)、溴酚蓝与溴甲酚绿、激光染料(例如，罗丹明g6、香豆素500、4-(二氰基亚甲基)-2-甲基-6-(4-二甲基胺基苯乙烯基)-4h-吡喃)(dcm)、kiton红620、亚甲基吡咯580或类似物。此外，可使用一或多种着色剂的组合来提供所期望的颜色。

在光阻剂的一些实施方式中加入表面调平剂(surfacelevelingagents)，以帮助调平光阻剂的顶表面的高度，所以不齐平的表面不会不利于调整入射光。一些实施方式中，表面调平剂包含氟脂肪族酯、末端有羟基且被氟化的聚酯、被氟化的乙二醇聚合物、硅胶、丙烯酸类聚合物表面调平剂与其组合或类似物。

在一些实施方式，执行额外的操作来制造半导体装置。在一些实施方式中，制造制程包含使用作为植入遮罩的图案化光阻层来对晶圆执行离子植入制程，从而在晶圆中形成各种的掺杂特征。

其他实施方式包含在上述操作之前、之间或之后的操作。在一些实施方式中，揭露的方法包含形成半导体装置，包含鳍式场效晶体管(finfieldeffecttransistor，finfet)结构。在一些实施方式中，在半导体基板上形成多个主动鳍。这些实施方式更包含从经图案化的遮罩的开口蚀刻基板，以形成基板中的沟槽；使用介电材料填充沟槽；执行化学机械研磨(chemicalmechanicalpolishing，cmp)制程以形成浅沟槽隔离(shallowtrenchisolation，sti)特征；并外延成长或凹陷浅沟槽隔离特征以形成与鳍类似的主动区。在一些实施方式中，在基板上形成一或多个栅极电极。一些实施方式包含形成栅极间隔物、经掺杂的源极/漏极区、用于栅极/源极/漏极的触点等。在其他实施方式中，在多层互连结构中形成作为金属线的目标图案。举例而言，可在基板的层间介电层(inter-layerdielectric，ild)中形成金属线，且此基板经蚀刻以产生沟槽。可使用导体材料填充沟槽，例如金属，且可使用例如化学机械研磨的制程来研磨导体材料，以暴露被图案化的层间介电层，从而在层间介电层中形成金属线。以上为可使用在此所述的方式，而形成与/或提升装置/结构的非限制性实施例。

在一些实施方式中，半导体基板10为在积体电路制程期间的中间结构或积体电路的一部分，基板10可包含逻辑电路、记忆体结构、被动元件(例如电阻器、电容器、电感器)与主动元件，例如二极管、场效晶体管(field-effecttransistors，fets)、金属氧化场效晶体管(metal-oxidesemiconductorfieldeffecttransistors，mosfet)、互补式金属氧化半导体(complementarymetal-oxidesemiconductor，cmos)晶体管、双极性晶体管、高压晶体管、高频晶体管、鳍式场效晶体管、其他三维场效晶体管、其他记忆体与其组合。

本揭露的实施方式提供在显影之后的关于移除残留光阻剂与细屑的改善。本揭露的实施方式提供改善的光阻图案的线宽解析度。本揭露的实施方式提供改善大于3％的线宽粗糙度与临界尺寸。本揭露的实施方式也提供减少3％或更多的曝光剂量与改善的剥落窗口(peelingwindow)。此外，本揭露的实施方式提供减少3％或更多的缺陷。组成物与方法适合用于少于40纳米的光阻间距，此光阻间距需要小于5纳米的线宽解析度与小于50毫焦耳的能量。

本揭露的实施方式是制造半导体装置的方法，包含在半导体基板上形成包含光阻底层组成物的光阻底层，并在光阻底层上形成包含光阻剂组成物的光阻层。选择性地在光化辐射下曝光光阻层，并显影光阻层以形成在光阻层中的图案。光阻底层组成物包含：具有一或多个酸不稳定基团侧基与环氧基侧基的第一聚合物、具有一或多个交联基团的第二聚合物、酸产生剂、淬灭剂或光分解碱与溶剂。光阻底层组成物包含重量百分浓度在0％至10％的淬灭剂或光分解碱，以第一聚合物与第二聚合物的总重量为基准。在实施方式中，光阻剂组成物包含：第三聚合物、光活性化合物与溶剂。在实施方式中，酸产生剂为光酸产生剂。在实施方式中，方法包含在形成光阻层之前，在介于摄氏40度至摄氏300度之间的温度下加热光阻底层，持续时间为10秒至10分钟。在实施方式中，在选择性地在光化辐射下曝光光阻层之后，在介于摄氏80度至摄氏300度之间的一温度下加热光阻层，持续时间为10秒至10分钟。在实施方式中，光阻剂组成物包含含金属光阻剂。在实施方式中，酸不稳定基团侧基与环氧基侧基的原子百分比为第一聚合物的5％至50％。在实施方式中，交联基团的原子百分比为第二聚合物的30％至70％。在实施方式中，第一聚合物包含酸不稳定基团侧基与环氧基侧基两者。在实施方式中，在显影期间，移除选择性地在光化辐射下曝光的光阻层部分与在该部分下的光阻底层部分。在实施方式中，酸不稳定基团或环氧基侧基藉由连接基团连接至第一聚合物，连接基团从下列基团中选出：经取代或未经取代的、有支链或无支链的脂肪族基(aliphaticgroups)、有支链或无支链的芳香族基团、具有1至9个碳的环状与非环状基团、未经取代或由卤素取代的基团或-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)s-、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)n-、-so2o-、-so2s-、-so-与-so2-或羧酸基、醚基、酮基、酯基或苯基。在实施方式中，酸不稳定基团为一或多个：

与

在实施方式中，酸不稳定基团为环状缩醛基。在实施方式中，环氧基为一或多个：

与

在实施方式中，淬灭剂为一或多个：

在实施方式中，光分解碱一或多个包含从以下选出的阳离子与阴离子的组合的化合物：

阳离子

阴离子

在实施方式中，酸产生剂为一或多个包含从以下选出的阳离子与阴离子的组合的化合物：

阳离子

阴离子

在实施方式中，交联基团藉由连接基团连接至第二聚合物，连接基团从下列基团中选出：经取代或未经取代的、有支链或无支链的脂肪族基(aliphaticgroups)、有支链或无支链的芳香族基团、具有1至9个碳的环状与非环状基团、未经取代或由卤素取代的基团或-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)s-、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)n-、-so2o-、-so2s-、-so-与-so2-或羧酸基、醚基、酮基、酯基或苯基。在实施方式中，交联基团为一或多个：

在实施方式中，光阻底层组成物包含重量百分浓度介于0.1％至20％之间的酸产生剂，以酸产生剂与第一聚合物的重量为基准。

本揭露的另一个实施方式是制造半导体装置的方法，包含在半导体基板上形成包含光阻底层组成物的光阻底层。使光阻底层交联。在光阻底层上形成包含光阻剂组成物的光阻层，并图案化光阻层。光阻底层组成物包含：具有酸不稳定基团侧基或环氧基侧基的第一聚合物、具有交联基团的第二聚合物、酸产生剂与溶剂。在实施方式中，光阻剂组成物包含：第三聚合物、光活性化合物与溶剂。在实施方式中，光阻底层组成物包含重量百分浓度在0％至10％的淬灭剂或光分解碱，以第一聚合物与第二聚合物的总重量为基准。在实施方式中，酸不稳定基团或环氧基侧基藉由连接基团连接至第一聚合物，连接基团从下列基团中选出：经取代或未经取代的、有支链或无支链的脂肪族基(aliphaticgroups)、有支链或无支链的芳香族基团、具有1至9个碳的环状与非环状基团、未经取代或由卤素取代的基团或-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)s-、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)n-、-so2o-、-so2s-、-so-与-so2-或羧酸基、醚基、酮基、酯基或苯基。在实施方式中，光阻底层组成物包含重量百分浓度介于0.1％至20％之间的酸产生剂，以酸产生剂与第一聚合物的重量为基准。在实施方式中，方法包含在光阻底层上形成第二底层，其中第二底层包含重量百分浓度介于0.1％至10％的淬灭剂或光分解碱。

本揭露的另一个实施方式是光阻底层组成物，包含具有一或多个酸不稳定基团侧基与环氧基侧基的第一聚合物、具有一或多个交联基团的第二聚合物、酸产生剂与溶剂。在实施方式中，光阻底层组成物包含重量百分浓度在0％至10％的淬灭剂或光分解碱，以第一聚合物与第二聚合物的总重量为基准。在实施方式中，酸产生剂为光酸产生剂。在实施方式中，酸不稳定基团侧基与环氧基侧基的原子百分比为第一聚合物的5％至50％。在实施方式中，交联基团的原子百分比为第二聚合物的30％至70％。在实施方式中，第一聚合物包含酸不稳定基团侧基与环氧基侧基两者。在实施方式中，在显影期间，移除选择性地在光化辐射下曝光的光阻层部分与在该部分下的光阻底层部分。在实施方式中，酸不稳定基团或环氧基侧基藉由连接基团连接至第一聚合物，连接基团从下列基团中选出：经取代或未经取代的、有支链或无支链的脂肪族基(aliphaticgroups)、有支链或无支链的芳香族基团、具有1至9个碳的环状与非环状基团、未经取代或由卤素取代的基团或-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)s-、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)n-、-so2o-、-so2s-、-so-与-so2-或羧酸基、醚基、酮基、酯基或苯基。在实施方式中，酸不稳定基团为一或多个：

与

在实施方式中，酸不稳定基团为环状缩醛基。在实施方式中，环氧基为一或多个：

在实施方式中，淬灭剂为一或多个：

在实施方式中，光分解碱一或多个包含从以下选出的阳离子与阴离子的组合的化合物：

阳离子

阴离子

在实施方式中，酸产生剂为一或多个包含从以下选出的阳离子与阴离子的组合的化合物：

阳离子

阴离子

在实施方式中，交联基团藉由连接基团连接至第二聚合物，连接基团从下列基团中选出：经取代或未经取代的、有支链或无支链的脂肪族基(aliphaticgroups)、有支链或无支链的芳香族基团、具有1至9个碳的环状与非环状基团、未经取代或由卤素取代的基团或-s-、-p-、-p(o2)-、-c(＝o)s-、-c(＝o)o-、-o-、-n-、-c(＝o)n-、-so2o-、-so2s-、-so-与-so2-或羧酸基、醚基、酮基、酯基或苯基。在实施方式中，交联基团为一或多个：

在实施方式中，光阻底层组成物包含重量百分浓度介于0.1％至20％之间的酸产生剂，以酸产生剂与第一聚合物的重量为基准。

本揭露的另一个实施方式是制造半导体装置的方法，包含在基板上形成第一层。第一层包含第一层组成物，第一层组成物包含具有酸不稳定基团侧基与环氧基侧基的第一聚合物、具有交联基团的第二聚合物与酸产生剂。加热第一层且在第一层上形成光阻层。光阻层包含光阻组成物，光阻组成物包含第三聚合物与光活性化合物。图案化光阻层与第一层。在实施方式中，方法包含将形成在光阻层与第一层中的图案延伸至基板中。在实施方式中，将形成在光阻层与第一层中的图案延伸至基板中包含蚀刻。在实施方式中，加热第一层包含使第一层交联。在实施方式中，图案化光阻层与第一层包含：在光化辐射下图案曝光光阻层，加热经图案曝光的光阻层，并显影经图案曝光的光阻层与第一层。

上述概述数种实施例的特征，因而熟习此项技艺者可更了解本揭露内容的态样。熟习此项技艺者应当理解，熟习此项技艺者可轻易地使用本揭露内容作为设计或修改其他制程及结构的基础，以实现本文中所介绍的实施例的相同目的及/或达成相同优点。熟习此项技艺者亦应当认知，此等效构造不脱离本揭露内容的精神及范围，且在不脱离本揭露内容的精神及范围的情况下，熟习此项技艺者可在本文中进行各种改变、替换、及变更。