本揭露是关于一种储存涂布光阻剂的基板的方法及半导体基板容器布置。
背景技术：
随着消费者装置回应于消费者需求而变得越来越小，此等装置的单独元件在大小方面亦减少。组成诸如移动电话、计算机平板等的装置的主要元件的半导体装置已经压缩变得越来越小，并且半导体装置内的单独装置(例如，晶体管、电阻器、电容器等)上的对应压力将亦在大小方面减少。
在半导体装置的制造过程中使用的一种赋能技术为使用光敏感性材料。此类材料经施加至表面且曝露于自身已经图案化的能量。此曝露修改光敏感性材料的曝露区部的化学及物理性质。此修改与未曝露的光敏感性区部中的没有修改的区部可利用于来移除一个区部而不移除另一区部。
随着半导体装置大小继续缩小，例如低于20纳米(nm)的节点，传统微影技术具有光学限制，此导致解析度问题且可能并不达成所要的微影效能。极紫外线微影(extremeultravioletlithography；euvl)已经开发来形成较小的半导体装置特征大小且增加半导体晶圆上的装置密度。因为金属具有高的极紫外线(extremeultraviolet；euv)吸收率，所以含金属光阻剂已经开发以提供改良的euvl。含金属光阻剂在经曝光之后容易被水气影响，该水气吸收会不利地影响晶圆上的光阻剂图案的临界尺寸，尤其当在以含金属光阻剂涂布的晶圆曝露于euv以产生图案的第一时间与在晶圆上执行曝光后烘烤(post-exposurebake；peb)的第二时间之间存在延迟时。用以防止含金属光阻剂的水污染的有效技术是受到期望的。
技术实现要素：
根据本揭露的一些实施例，用于制造半导体装置的方法包括在半导体基板上形成光阻剂层。选择性地使光阻剂层曝露于光化辐射。在选择性地使光阻剂层曝露于光化辐射之后，将半导体基板储存在处于极端干燥清洁空气或惰性气体的周围环境下的半导体基板容器中。在储存半导体基板之后，执行光阻剂层的第一次加热。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下详细描述可以最好得理解本揭露。需要强调的是，根据行业中的标准实践，各种特征未按比例绘制，并且仅用于说明目的。实际上，为了论述的清楚性，可以任意地增大或缩小各种特征的尺寸。
图1a绘示根据本揭露的一些实施例的容纳半导体晶圆的示范性半导体基板容器的后视图；
图1b绘示根据本揭露的一些实施例的储存系统的示范性半导体基板容器的侧视图；
图2绘示根据本揭露的一些实施例中用于图案化半导体基板容器的晶圆的流程图；
图3绘示根据本揭露的一些实施例的前开式晶圆传送盒(frontopeningunifiedpod；foup)中的相对湿度与充气时间的图表；
图4a及图4b绘示本揭露的一些实施例中在不充气foup的情况下及充气foup的情况下，储存在foup之后的曝露金属光阻剂的临界尺寸变化；
图5绘示根据本揭露的一些实施例的用于制造半导体装置的制程的流程图；
图6a及图6b绘示根据本揭露的一些实施例的用于自半导体基板容器去除水蒸汽的设备。
【符号说明】
10...储存系统
12...半导体基板容器
14...下部分
15...门
16...手柄
20...气体入口
22...平台
24...表面
25...气体出口
27...晶圆
30...感测器
40...气体净化器
202...操作(ec操作)
204...操作(ec烘烤操作)
206...操作(mepr涂布操作)
208...操作(ec剥除操作)
210...操作(pab操作)
212...操作(t-载入端口操作)
214...操作(exp操作)
216...操作(xcda充气foup操作)
218...操作(peb操作)
220...操作(ec操作)
222...操作(ec烘烤操作)
224...操作(ntd操作)
226...操作(ec剥除操作)
228...烘烤操作
300...图表
302...相对湿度
304...充气时间
306...10％水平
308...1％水平
310...180秒
312...时间
314...时间
400...图表
402...垂直坐标
404...时间
450...图表
500...制程
s510...操作
s520...操作
s530...操作
s540...操作
600...计算机系统
601...计算机
602...键盘
603...鼠标
604...监视器
605...光盘只读记忆体驱动
606...磁盘驱动
611...处理器
612...只读记忆体(rom)
613...随机存取记忆体(ram)
614...硬盘
615...总线
621...光盘
622...磁盘
具体实施方式
以下揭露内容提供用于实行所提供主题的不同特征的许多不同实施例或实例。以下描述元件及布置的特定实例以简化本揭露内容。当然，此等仅为实例且不欲为限制。以下描述中的第二特征上方或之上的第一特征的形成可包括直接接触地形成第一特征及第二特征的实施例，且亦可包括额外特征可形成在第一特征与第二特征之间，使得第一特征及第二特征可并不直接接触的实施例。另外，本揭露内容可在各种实例中重复元件符号及/或字母。此重复是出于简单性及清晰性的目的，且本身不规定所论述的各种实施例及/或组态之间的关系。
此外，为便于描述，本文可使用诸如“下方”、“之下”、“下部”、“上方”及“上部”等等空间相对术语来描述一个元件或特征与另一元件(多个)或特征(多个)的关系，如图中所绘示。除图中所描绘的定向之外，空间相对术语还意欲涵盖装置在使用或操作中的不同定向。可以其他方式来定向装置(旋转90度或以其他定向)，并且同样地可相应地解释本文所使用的空间相对描述词。另外，术语“由……制成”可意味“包含”或“由……组成”。在本揭露内容中，片语“a、b及c中的一者”意味“a、b及/或c”(a、b、c、a及b、a及c、b及c，或a、b及c)，且不意味来自a的一个元素、来自b的一个元素及来自c的一个元素，除非另有描述。
随着半导体装置大小继续缩小，利用euv辐射在euvl系统中图案化晶圆。金属具有高euv吸收率，故含金属光阻剂已经开发来提供改良的euvl。然而，曝露的含金属光阻剂对水蒸汽敏感，该水蒸汽可存在于环境中，例如，存在于空气中，且可与曝露的含金属光阻剂相互作用，且及时使曝露的含金属光阻剂劣化。因而，若使以含金属光阻剂覆盖的晶圆曝露于euv以将布局投影至晶圆的表面上且将晶圆保持在含有水蒸汽的环境中，则曝露的含金属光阻剂可劣化且影响投影的布局的临界尺寸(criticaldimension；cd)。
在一些实施例中，以euv将布局投影至晶圆的表面上之后的下一个制程步骤为曝光后烘烤。具有投影在其上的布局的曝光晶圆在经发送至曝光后烘烤操作之前可储存在半导体基板容器例如foup内侧。具有曝光晶圆的foup在经发送至曝光后烘烤操作之前可经储存高达数天，例如，两天的储存时间。在一些实施例中，当水蒸汽存在于foup中时，水蒸汽影响晶圆上的投影布局的cd。在一些实施例中，在曝光晶圆经装载于foup中之后且在储存foup之前，自foup环境充气(purging)的动作，可自foup环境移除水蒸汽，并防止曝光晶圆因储存在foup持续高达至少数天的cd变化。
图1a绘示根据本揭露的一些实施例的容纳半导体晶圆的示范性半导体基板容器的后视图。如图1a中所示，储存系统10包括具有手柄16的半导体基板容器12及内含半导体晶圆27。半导体基板容器12支撑在平台22的表面24上。在一些实施例中，平台22为用于储存及/或密封半导体基板容器12的位置。当平台22为用于密封半导体基板容器12的位置时，储存系统10包括用于将极清洁干燥空气或惰性气体引入半导体基板容器12中的气体入口20及用于允许气体包括极清洁干燥空气在充气操作期间离开半导体基板容器12的气体出口25。
在一些实施例中，惰性气体源或用于极清洁干燥空气源连接至气体入口20。在一些实施例中，气体净化器40与气体入口20成直线连接。在一些实施例中，连接至气体入口20的气体净化器40为自动可再生净化器，诸如由saespuregas制造的ambienttempps22automaticallyre-generablepurifier。在一些实施例中，气体净化器用以提供含有少于1ppb杂质及少于1％的相对湿度的净化气体。
在一些实施例中，感测器30量测通过气体出口25的气体的湿度。在一些实施例中，极清洁干燥空气或惰性气体经由半导体基板容器12的下部分14流动至半导体基板容器12中且使半导体基板容器12被充气，直至经由气体出口25离开半导体基板容器12的气体的相对湿度具有低于如通过感测器30量测的临限值的相对湿度。在一些实施例中，临限值在介于0.1％与1％的相对湿度之间的相对湿度值的范围内。当相对湿度降低至临限值以下时，气体流经切断且半导体基板容器12的气体出口25及气体入口20经密封。在一些实施例中，当密封的半导体基板容器12在制程步骤之间经储存时，将半导体基板容器12中的极清洁干燥空气或惰性气体的压力保持为约130kpa。在一些实施例中，半导体基板容器12例如foup内侧的压力在经密封之后为约与周围压力例如大气压力相同。
图1b绘示根据本揭露的一些实施例的储存系统的示范性半导体基板容器的侧视图。储存系统10包括半导体基板容器12，该半导体基板容器可为前开式晶圆传送盒(frontopeningunifiedpod；foup)。foup具有门15，该门经打开且关闭以引入基板(例如，晶圆)或自foup移除基板(例如，晶圆)。在一些实施例中，门15可紧密地密封容器且防止经由门15的往返于半导体基板容器12的气体交换。如所描述，储存系统10亦包括用于将极清洁干燥空气或惰性气体引入半导体基板容器12中的气体入口20，且包括允许气体包括极清洁干燥空气、惰性气体及水蒸汽在充气操作期间离开半导体基板容器12的气体出口25。在一些实施例中，当相对湿度降低至临限值以下时，半导体基板容器12的气体出口25、气体入口20及门15则密封。
图2绘示根据本揭露的一些实施例的用于图案化晶圆的流程图。在一些实施例中，在操作202中(亦称作ec(edgecoating，边缘涂层)操作)，在半导体基板(诸如图1a的晶圆27)的边缘涂布保护组成物。保护组成物可包括溶剂中具有酸-不稳定性基(acid-labilegroup；alg)及热酸产生剂(thermalacidgenerator；tag)或光酸产生剂(photo-acidgenerator；pag)的聚合物。当tag或pag经活化时，释放酸，此举切割聚合物上的alg，从而使聚合物交联且固化，例如，硬化。在一些实施例中，保护组成物的溶剂为丙二醇甲醚乙酸酯(propyleneglycolmethyletheracetate；pgmea)。在一些实施例中，ec操作202保护基板边缘且防止含金属光阻剂自晶圆边缘溢出避免污染晶圆27在后续制程步骤期间传递到的制程位置。保护组成物在一些实施例中经施加至半导体基板的边缘以保护半导体基板(例如，晶圆)的边缘、侧面及后侧。保护组成物在操作204(亦称作ec烘烤操作)中经烘烤，之后将含金属光阻剂(metal-containingphotoresist；mepr)在操作206(亦称作mepr涂布操作)中涂布在半导体晶圆27的顶表面上。以下更详细地描述含金属光阻剂。在含金属光阻剂施加至晶圆27的表面之后，在操作208(亦称作ec剥除操作)中移除保护组成物，且并执行操作210(亦称作pab(post-applicationbake；pab，施加后烘烤)操作、预曝露烘烧操作或软烘烤操作)，以固化含金属光阻剂。在一些实施例中，曝露前烘烤在自约40℃变化至约120℃的温度处执行约10秒至约10分钟。
在一些实施例中，黄光微影工具为激光曝光机，在其他实施例中，黄光微影机台为极紫外线微影术(extremeultravioletlithography；euvl)机台。在一些实施例中，半导体基板容器12在操作212(亦称作t-载入端口操作)处传递至载入端口，其中半导体基板容器12及半导体基板容器12中的晶圆经传递至另一制程位置。在一些实施例中，另一制程位置为用于曝露晶圆27且执行微影术的制程位置。在一些实施例中，曝露前烘烤在自约40℃变化至约120℃的温度处执行约10秒至约10分钟。
接下来，含金属光阻剂在操作214(亦称作exp(exposure；曝光)操作)中曝光于黄光微影机台中的光化辐射以在光阻剂层中形成潜在图案，且然后具有曝光含金属光阻剂的晶圆27经装载至半导体基板容器12，例如，前开式晶圆传送盒(frontopeningunifiedpod；foup)中，且foup在操作216(亦称作xcda充气foup操作)中以极清洁干燥空气(extremecleandryair；xcda)或惰性气体充气。如所描述，在一些实施例中，半导体基板容器12为foup且foup在xcda充气foup操作216之后密封。以上关于图1a及图1b描述xcda充气foup操作216，该xcda充气foup操作包括以极清洁干燥空气或惰性气体对半导体基板容器12充气，例如foup的内侧环境及半导体基板容器12内侧的晶圆27。在一些实施例中，在exp操作214与下一操作218(亦称作peb(post-exposurebake；曝光后烘烤)操作)之间存在时间间隔，在时间间隔(例如，储存周期或储存的持续时间)期间，半导体基板容器12例如foup储存在储存位置(未示出)中。在一些实施例中，在xcda充气foup操作216之后存在类似于t-载入端口操作212的操作，该操作将半导体基板容器12传递至储存位置且然后在储存周期之后将半导体基板容器12自储存位置传递至用于下一操作的位置，该下一操作为peb操作218。
在范围可自数分钟至数天的储存周期之后，半导体基板，例如，晶圆27，经自半导体基板容器12(foup)移除且在peb操作218中加热。在一些实施例中，半导体基板在曝光后烘烤期间在范围自约50℃至约170℃的温度处加热约20秒至约120秒。然后，晶圆27在操作220(亦称作ec操作)中再次以保护涂层涂布，在一些实施例中，其中除晶圆边缘之外，晶圆27的侧面及后侧亦可通过保护涂层保护。保护涂层在操作222(亦称作ec烘烤操作)中经烘烤。烘烤后的边缘涂层防止含金属光阻剂及含金属光阻剂的溶剂溢出晶圆边缘，从而避免污染晶圆27在后续制程步骤期间传递到的其他制程位置。
接下来，光阻剂在操作224中经显影以在光阻剂层中产生图案。在一些实施例中，操作224为显影在未经曝露的位置处的光阻剂层的部分的负显影(negativetonedevelopment；ntd)操作，故操作224亦称作ntd操作。在一些实施例中，操作224为显影在曝露的位置处的光阻剂层的部分的正显影操作。随后，保护涂层在操作226(亦称作ec剥除操作)中经移除，且图案化涂布光阻剂的基板在操作228(亦称作烘烤操作)中经加热以干燥图案化涂布光阻剂的晶圆27。
在一些实施例中，ec烘烤操作204及222是以足以固化且干燥保护层的温度及时间执行。在一些实施例中，保护层在介于约40℃与约200℃的温度处加热约10秒至约10分钟。在一些实施例中，光阻剂层亦在pab操作210处在介于约40℃与约200℃之间的温度处加热约10秒至约10分钟。
图3绘示根据本揭露的一些实施例的例如图1a及图1b的半导体基板容器12的foup中的相对湿度302与充气时间304的图表300。在一些实施例中，充气在时间314处开始，且相对湿度302在以极清洁干燥空气或惰性气体充气foup开始之后约50秒内在时间312处降低到10％水平306以下。相对湿度302在充气开始之后约180秒310内降低至1％水平308以下。在图1a及图1b中所示的一些实施例中，在充气开始的时间314之后，在门15密封时，经由气体入口20及气体净化器40将极清洁干燥空气或惰性气体引入至半导体基板容器12。在充气开始的时间314之后，感测器30量测离开出口25的气体的相对湿度302。如图表300中所示，量测的相对湿度302最初增加且然后减少。在一些实施例中，充气半导体基板容器12及控制气体净化器40、感测器30，及打开/关闭气体入口20及气体出口25的制程通过以下图6a及图6b中所描述的计算机系统600执行。
图4a及图4b绘示根据本揭露的一些实施例的在不充气foup的情况下及充气foup的情况下的储存在foup中之后的曝露金属光阻剂的临界尺寸的变化。图4a的图表400展示垂直坐标402上以nm为单位的平均cd值与涂布含金属光阻剂的基板储存在foup中的时间404(储存时间)。如图4a的图表400中所示，在不执行极清洁干燥空气或惰性气体充气的情况下，在光化辐射曝露之后储存在foup中的涂布含金属光阻剂的基板展现显影的光阻剂中的图案的临界尺寸的稳定劣化。如图表400中所示，在25分钟之后，点a1处的平均cd值为可假定为初始平均cd值的14.51。在6小时之后，点a2处的平均cd值为14.07，在12小时之后，点a3处的平均cd值降低至13.68，在24小时之后，点a4处的平均cd值减少至13.37，且在48小时之后，点a5处的平均cd值降至12.77。因而，在48小时的储存之后，与初始平均cd值相比，没有充气的情况下储存的涂布光阻剂的基板遭受平均临界尺寸的约12％衰减。显示在图表400中的平均cd值表示在晶圆的多个位置处量测或在foup中的若干晶圆的多个位置处量测的cd的平均值。
另一方面，在一些实施例中，在光化辐射曝露之后储存在已以极清洁干燥空气或惰性气体净化的foup中的涂布含金属光阻剂的基板并未展现显影的光阻剂中的图案的临界尺寸的稳定衰减。如图4b的图表450中所示，在3分钟的储存之后，点b1处的平均cd值为可假定为初始均值cd值的14.62，另外，在12小时之后，点b2处的平均cd值为14.48，在24小时之后，点b3处的平均cd值为14.55，且在48小时之后，点b4处的平均cd值为14.70。因而，在48小时的储存之后，在充气的情况下储存的基板的平均cd值为14.70，与初始平均cd值相比，没有显著变化，小于1％。如所描述，显示在图表450中的均值cd值表示在晶圆的多个位置处量测或在foup中的若干晶圆的多个位置处量测的cd的平均值。
图5绘示根据本揭露的一些实施例的用于制造半导体装置的制程500的流程图。在操作s510中，在基板上形成光阻剂层。在一些实施例中，将含金属光阻剂层沉积在图1a或图1b的晶圆27上。在操作s520中，将基板上的光阻剂层选择性地曝露于光化辐射。在一些实施例中，将光阻剂层曝露于euv辐射。在操作s530中，将半导体基板储存在极干燥清洁空气或惰性气体的周围环境下的半导体基板容器例如半导体基板容器12中。在一些实施例中，半导体基板容器为foup。在操作s540中，在储存之后，在曝光后烘烤中加热光阻剂层。在一些实施例中，在曝光后烘烤期间使涂布光阻剂的基板在约50℃至约160℃的温度处烘烤约10秒至约120秒。
图6a及图6b绘示根据本揭露的一些实施例的用于自半导体基板容器去除水蒸汽的设备。图6a为计算机系统的示意图，该计算机系统控制根据如以上所描述的一或多个实施例的用以自foup移除水蒸汽的以清洁干燥空气或惰性气体进行的foup的充气。先前实施例的制程、方法及/或操作中的全部或一部分可使用计算机硬件及该计算机硬件上执行的计算机程序加以实现。操作包括监视湿气及充气半导体基板容器12(foup)。在图6a中，在一些实施例中，计算机系统600具备包括光盘只读记忆体(例如，cd-rom或dvd-rom)驱动605及磁盘驱动606的计算机601、键盘602、鼠标603及监视器604。
图6b为展示计算机系统600的内部组态的图解。在图6b中，除光盘只读记忆体驱动605及磁盘驱动606之外，计算机601具备一或多个处理器611诸如微处理单元(microprocessingunit；mpu)、其中储存诸如启动程序的程序的只读记忆体(readonlymemory,rom)612、连接至处理器611且其中暂时储存应用程序的命令且提供暂时储存区域的随机存取记忆体(randomaccessmemory；ram)613、其中储存应用程序、系统程序及数据的硬盘614，及连接处理器611、只读记忆体612的总线615等等。应注意，计算机601可包括用于提供至lan的连接的网络卡(未示出)。
用于使计算机系统600执行先前实施例中的自foup去除水蒸汽的功能的程序可储存在插入光盘只读记忆体驱动605或磁盘驱动606中的光盘621或磁盘622中，且传输至硬盘614。替代地，程序可经由网络(未示出)传输至计算机601且储存在硬盘614中。在执行时，程序经载入随机存取记忆体613中。程序可自光盘621或磁盘622，或直接自网络载入。程序未必必须包括例如操作系统(operatingsystem；os)或第三方程序以使计算机601执行先前实施例中的光罩数据产生及合并设备的功能。程序可仅包括用以以控制模式呼叫适当功能(模组)且获得所要的结果的命令部分。在一些实施例中，处理器611中的一者包含控制器。
在一些实施例中，将光阻剂层曝露于紫外线辐射，诸如深紫外线辐射。在一些实施例中，紫外线辐射为极紫外线辐射。在一些实施例中，辐射为电子束。
在一些实施例中，曝露辐射在辐照一些实施例中的光阻剂层之前通过光罩。在一些实施例中，光罩具有将复制在光阻剂层中的图案。在一些实施例中，图案是通过光罩基板上的不透明图案形成。不透明图案可通过对于紫外线辐射不透明的材料诸如铬形成，而光罩基板是由对于紫外线辐射透明的材料诸如熔融石英形成。在一些实施例中，曝露辐射经反射离开光罩。在一些实施例中，光罩包括辐射反射区域及吸收区域的图案。
曝露于辐射的光阻剂层的区部经历化学反应，借此相对于未曝露于辐射的光阻剂层的区部改变该等区部在随后施加的显影剂中的溶解度。在一些实施例中，曝露于辐射的光阻剂层及保护层的部分经历交联反应。
接下来，光阻剂层经历曝光后烘烤操作。在一些实施例中，光阻剂层经加热至约50℃与160℃的温度持续约20秒至约120秒。可使用曝光后烘烤以便有助于自辐射在曝露期间撞击在光阻剂层上产生的酸/碱/自由基的产生、分散及反应。此热辅助帮助创建或增强化学反应，该等化学反应产生光阻剂层内的曝露区部与未曝露区部之间的化学差异。此等化学差异亦引起曝露区部与未曝露区部之间的溶解度的差异。
选择性地曝露的光阻剂层随后通过在显影操作中将显影剂施加至选择性地曝露的光阻剂层显影。
在一些实施例中，基板包括至少其表面部分上的单晶半导体层。基板可包括单晶半导体材料，诸如但不限于si、ge、sige、gaas、insb、gap、gasb、inalas、ingaas、gasbp、gaassb及inp。在一些实施例中，基板为soi(硅绝缘体)基板的硅层。在某些实施例中，基板由结晶si制成。
基板可在其表面区部中包括一或多个缓冲层(未示出)。缓冲层可用来逐渐地将晶格常数自基板的彼晶格常数改变至随后形成的源极/汲极区部的彼晶格常数。缓冲层可由磊晶生长单晶半导体材料形成，该等磊晶生长单晶半导体材料诸如但不限于si、ge、gesn、sige、gaas、insb、gap、gasb、inalas、ingaas、gasbp、gaassb、gan、gap及inp。在一实施例中，硅锗(sige)缓冲层磊晶生长在硅基板上。sige缓冲层的锗浓度可自用于最底缓冲层的30原子％增加至用于最顶缓冲层的70原子％。
在一些实施例中，基板包括至少一个金属、金属合金，及具有化学式mxa的金属/氮化物/硫化物/氧化物/硅化物，其中m为金属且x为n、s、se、o、si，且a自约0.4至约2.5。在一些实施例中，基板包括钛、铝、钴、钌、氮化钛、氮化钨、氮化钽，及其组合。
在一些实施例中，基板包括介电质，该介电质具有至少硅、化学式mxb的金属氧化物，及金属氮化物，其中m为金属或si，x为n或o，且b范围自约0.4至约2.5。在一些实施例中，ti、al、hf、zr及la为合适的金属m。在一些实施例中，基板包括二氧化硅、氮化硅、氧化铝、氧化铪、氧化镧，及其组合。
在一些实施例中，光阻剂层为通过曝露于光化辐射图案化的光敏感性层。通常，由入射辐射照射的光阻剂区部的化学性质以取决于所使用的光阻剂的类型的方式改变。光阻剂层为正型光阻或负型光阻。正型光阻是指当曝露于辐射(通常uv光)时变得可溶于显影剂中的光阻剂材料，而未曝露(或曝露得较少)的光阻剂的区部不溶于显影剂中。另一方面，负型光阻是指当曝露于辐射时变得不溶于显影剂中的光阻剂材料，而未曝露(或曝露得较少)的光阻剂的区部可溶于显影剂中。在对辐射曝露后变得不溶的负光阻的区部可由于由对辐射的曝露引起的交联反应而变得不溶。
光阻剂为正型或负型可取决于用来显影光阻的显影剂的类型。例如，当显影剂为水基显影剂诸如氢氧化四甲铵(tetramethylammoniumhydroxide；tmah)溶液时，一些正型光阻剂提供正图案(亦即——曝露区部通过显影剂移除)。另一方面，当显影剂为有机溶剂时，相同光阻剂提供负图案(亦即——未曝露区部通过显影剂移除)。此外，在以tmah溶液显影的一些负型光阻中，光阻剂的未曝露区部通过tmah移除，且在对于光化辐射曝露后经历交联的光阻剂的曝露区部在显影之后剩余在基板上。
在一些实施例中，光阻剂包括聚合物树脂以及(在一些实施例中)溶剂中的一或多个光活化化合物(photoactivecompound；pac)。在一些实施例中，聚合物树脂包括烃结构(诸如脂环烃结构)，该烃结构含有一或多个当与通过pac(如以下进一步所描述)产生的酸、碱或自由基混合时将分解(例如，酸不稳定性基或酸离去基)或以其他方式反应的基团。在一些实施例中，烃结构包括重复单元，该重复单元形成聚合物树脂的骨架主链。此重复单元可包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、巴豆酸酯(crotonicester)、乙烯酯、顺丁烯二酯、反丁烯二酸二酯、伊康酸二酯、(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、苯乙烯、乙烯醚、此等的组合等等。
在一些实施例中，光阻剂包括具有选自以下的酸离去基团的聚合物树脂：
在一些实施例中，用于烃结构的重复单元的特定结构包括以下中的一或多个：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、丙烯酸三级丁酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸2-乙基己酯、丙烯酸乙酰氧基乙酯(acetoxyethylacrylate)、丙烯酸苯酯、丙烯酸2-羟乙酯、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)乙酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-烷基-2-金刚烷基酯或(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、甲基丙烯酸三级丁酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯、甲基丙烯酸乙酰氧基乙酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、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、巴豆酸己酯等等。乙烯酯的实例包括乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲氧基乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯、顺丁烯二酸二甲酯、顺丁烯二酸二乙酯、顺丁烯二酸二丁酯、反丁烯二酸二甲酯、反丁烯二酸二乙酯、反丁烯二酸二丁酯、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、乙基丙烯酰胺、丙基丙烯酰胺、正丁基丙烯酰胺、三级丁基丙烯酰胺、环己基丙烯酰胺、2-甲氧乙基丙烯酰胺、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、甲基甲基丙烯酰胺、乙基甲基丙烯酰胺、丙基甲基丙烯酰胺、正丁基甲基丙烯酰胺、三级丁基甲基丙烯酰胺、环己基甲基丙烯酰胺、2-甲氧乙基甲基丙烯酰胺、二甲基甲基丙烯酰胺、二乙基甲基丙烯酰胺、苯基甲基丙烯酰胺、苯甲基甲基丙烯酰胺、甲基乙烯基醚、丁基乙烯醚、己基乙烯醚、甲氧乙基乙烯醚、二甲胺基乙基乙烯醚等等。苯乙烯类的实例包括苯乙烯、甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、异丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、甲氧基苯乙烯、丁氧基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、氯苯乙烯、二氯苯乙烯、溴苯乙烯、苯甲酸乙烯甲酯、α-甲基苯乙烯、顺丁烯二酰亚胺、乙烯吡啶、乙烯基吡咯啶酮、乙烯基咔唑、此等的组合等等。
在一些实施例中，烃结构的重复单元亦具有取代至该重复单元中的单环或多环烃结构，或单环或多环烃结构为重复单元，以便形成脂环烃结构。在一些实施例中，单环结构的特定实例包括双环烷、三环烷、四环烷、环戊烷、环己烷等等。在一些实施例中，多环结构的特定实例包括金刚烷、降莰烷、异莰烷、三环癸烷、四环十二烷等等。
将分解的基团附接至烃结构，使得该基团将与在曝露期间通过pac产生的酸/碱/自由基反应。与酸反应的基团被称为酸不稳定性基团。在一些实施例中，将分解的基为羧酸基、氟化醇基、酚醇基、磺基、磺酰胺基、磺酰亚胺基、(烷基磺酰基)(烷基羰基)亚甲基、(烷基磺酰基)(烷基羰基)亚胺基、双(烷基羟基)亚甲基、双(烷基羰基)亚胺基、双(烷基磺酰基)亚甲基、双(烷基磺酰基)亚胺基、三(烷基羰基)亚甲基、三(烷基磺酰基)亚甲基、此等的组合等等。用于氟化醇基的特定基团包括氟化羟烷基，在一些实施例中诸如六氟异丙醇基团。用于羧酸基团的特定基团包括丙烯酸基团、甲基丙烯酸基团等等。
在一些实施例中，酸不稳定性基团(acid-labilegroup；alg)通过光酸产生剂产生的酸的作用分解，从而留下作为聚合物树脂链的侧基的羧酸基团，如alg去保护反应中所示：
在一些实施例中，聚合物树脂亦包括附接至烃结构的其他基团，该等其他基团帮助改良可聚合树脂的各种性质。例如，使内酯基团包括在烃结构内有助于在光阻剂已经显影后减少线边缘粗糙度的量，借此帮助在显影期间发生的缺陷的数目。在一些实施例中，内酯基团包括具有五个至七个成员的环，但是任何合适的内酯结构可替代地用于内酯基团。
在一些实施例中，聚合物树脂包括可辅助增加光阻剂层至下层结构(例如，基板)的粘着性的基团。极性基团可用来帮助增加粘着性。合适的极性基团包括羟基、氰基等等，但是替代地可使用任何合适的极性基团。
视情况，聚合物树脂包括一或多个脂环烃结构，在一些实施例中，该一或多个脂环烃结构并不另外含有将分解的基团。在一些实施例中，不含有将分解的基团的烃结构包括诸如(甲基)丙烯酸1-金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸三环癸基酯、(甲基丙烯酸)环己酯、此等的组合等等的结构。
另外，光阻剂的一些实施例包括一或多个光活化化合物(photoactivecompound；pac)。pac为光活化组分，诸如光酸产生剂、光碱产生剂、自由基产生剂等等。pac可为正性作用的或负性作用的。在pac为光酸产生剂的一些实施例中，pac包括卤化三嗪、鎓盐、重氮盐、芳族重氮盐、鏻盐、锍盐、錪盐、酰亚胺磺酸盐、肟磺酸盐、重氮二砜、二砜、邻硝基苯甲基磺酸盐、磺化酯、卤化磺酰氧基二羧酰亚胺、重氮二砜、α-氰基羟基胺-磺酸盐、酰亚胺磺酸盐、酮基重氮砜、磺酰基重氮酯、1,2-二(芳磺酰基)肼、硝基苄基酯，及均-三嗪衍生物、此等的组合等等。
光酸产生剂的特定实例包括α-(三氟甲基磺酰氧基)-双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺(mdt)、n-羟基-萘二甲酰亚胺(ddsn)、安息香甲苯磺酸、三级丁基苯基-α-(对甲苯磺酰氧基)-乙酸酯及三级丁基-α-(对甲苯磺酰氧基)-乙酸酯、三芳基锍及二芳基碘鎓六氟锑酸盐、六氟砷酸盐、三氟甲磺酸盐、全氟辛烷磺酸碘鎓盐、n-樟脑磺酰氧基萘二甲酰亚胺、n-五氟苯基磺酰氧基萘二甲酰亚胺、离子碘鎓磺酸盐诸如二芳基碘鎓(烷基或芳基)磺酸盐及双-(二三级丁基苯基)碘鎓莰基磺酸盐、全氟烷烃磺酸盐诸如全氟戊烷磺酸盐、全氟辛烷磺酸盐、全氟甲烷磺酸盐、芳基(例如，苯基或苄基)三氟甲磺酸盐诸如三苯基锍三氟甲磺酸盐或双(三级丁基苯基)碘鎓三氟甲磺酸盐；五倍子酚衍生物(例如，五倍子酚的三甲磺酸盐)、羟基酰亚胺的三氟甲烷磺酸酯、α,α'-双磺酰基-重氮甲烷、经硝基取代苯甲醇的磺酸酯、萘醌-4-二迭氮化物、烷基二砜等等。
根据本揭露的实施例的光酸产生剂的结构包括：
在pac为自由基产生剂的一些实施例中，pac包括n-苯甘胺酸；芳酮，包括二苯基酮、n,n'-四甲基-4,4'-二胺基二苯基酮、n,n'-四乙基-4,4'-二胺基二苯基酮、4-甲氧基-4'-二甲胺基二苯基酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、p,p'-双(二甲基胺基)二苯基酮、p,p'-双(二乙基胺基)-二苯基酮；蒽醌、2-乙基蒽醌；萘醌；以及菲醌；安息香类，包括安息香、安息香甲醚、安息香异丙醚、安息香-正丁醚、安息香-苯基醚、甲基安息香及乙基安息香；苄基衍生物，包括二苄基、苄基二苯基二硫化物、及苄基二甲基缩酮；吖啶衍生物，包括9-苯基吖啶，及1,7-双(9-吖啶基)庚烷；噻吨酮(thioxanthone)，包括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、及2-异丙基噻吨酮；苯乙酮类，包括1,1-二氯苯乙酮、对三级丁基二氯-苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、及2,2-二氯-4-苯氧基苯乙酮；2,4,5-三芳基咪唑二聚物，包括2-(邻氯苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(邻氯苯基)-4,5-双-(间甲氧苯基咪唑二聚物、2-(邻氟苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(邻甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2-(对甲氧苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物、2,4-双(对甲氧苯基)-5-苯基咪唑二聚物、2-(2,4-二甲氧基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物及2-(对甲硫基苯基)-4,5-二苯基咪唑二聚物；此等的组合等等。
在pac为光碱产生剂的一些实施例中，pac包括四级铵二硫胺甲酸盐、α胺酮、含肟-胺甲酸乙酯的分子诸如二二苯基酮肟六亚甲基二胺甲酸乙酯、铵四有机硼酸盐(ammoniumtetraorganylboratesalt)、及n-(2-硝基苄氧羰基)环胺、此等的组合等等。
如此项技术中的一般技术者将辨识的，本文所列表的化学化合物仅意欲作为pac的绘示的实例且不欲将实施例仅限于特定描述的彼等pac。相反，可使用任何合适的pac，且所有此类pac完全意欲包括在本实施例的范畴内。
在一些实施例中，将交联剂添加至光阻剂。交联剂与来自聚合物树脂中的烃结构中的一者的一个基团反应且亦与来自烃结构中的单独一个的第二基团反应，以便使两个烃结构交联且键结在一起。此键结及交联增加交联反应的聚合物产物的分子量且增加光阻剂的整体联接密度。此密度及联接密度的增加帮助改良抗蚀剂图案。
在一些实施例中，交联剂具有以下结构：
使得c为碳，n范围自1至15；a及b独立地包括氢原子、羟基、卤化物、芳烃碳环，或具有介于1与12之间的碳数的直链或环状烷基、烷氧基/氟、烷基/氟烷氧基链，且各碳c含有a及b；碳c链的第一末端处的第一末端碳c包括x且碳链的第二末端处的第二末端碳c包括y，使得除了当n＝1时，则x及y键结至相同碳c之外，x及y独立地包括胺基、硫醇基、羟基、异丙醇基、或异丙胺基。
可用作交联剂的材料的特定实例包括以下：
替代地，代替将交联剂添加至光阻剂组成物或除将交联剂添加至光阻剂组成物之外，在一些实施例中添加偶合试剂，其中除交联剂之外亦添加偶合试剂。偶合试剂通过在交联试剂之前与聚合物树脂中的烃结构上的基团反应来辅助交联反应，从而允许交联反应的反应能量降低及反应速率增加。然后键结的偶合试剂与交联剂反应，借此使交联剂偶合至聚合物树脂。
替代地，在偶合试剂在无交联剂的情况下添加至光阻剂的一些实施例中，偶合试剂用来将来自聚合物树脂中的烃结构中的一者的一个基团偶合至来自烃结构中的单独一个的第二基团，以便使两个聚合物交联且键结在一起。然而，在此实施例中，不同于交联剂，偶合试剂并不作为聚合物的部分保留，且仅辅助将一个烃结构直接键结至另一烃结构。
在一些实施例中，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包括氯原子、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；环氧基等等；且r*为经取代或未经取代c1-c12烷基、c1-c12芳基、c1-c12芳烷基等等。在一些实施例中，用作偶合试剂的材料的特定实例包括以下：
在一些实施例中，溶剂为有机溶剂，且包括任何合适溶剂中的一或多个，诸如酮、醇、多元醇、醚、乙二醇醚、环醚、芳烃、酯、丙酸酯、乳酸酯、乳酯(lacticester)、伸烷基二醇单烷基醚、乳酸烷基酯、烷氧基丙酸烷基酯、环状内酯、含有环的单酮化合物、碳酸伸烷基酯、烷氧基乙酸烷基酯、丙酮酸烷基酯、乳酸酯、乙二醇烷基醚乙酸酯、二甘醇、丙二醇烷基醚乙酸酯、伸烷基二醇烷基醚酯、伸烷基二醇单烷基酯等等。
可用作光阻剂的溶剂的材料的特定实例包括丙酮、甲醇、乙醇、甲苯、二甲苯、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、四氢呋喃、甲基乙基酮、环己酮、甲基异戊基酮、2-庚酮、乙二醇、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二甲基醚、乙二醇二甲基醚、乙二醇甲基乙基醚、乙二醇单乙基醚、乙酸甲赛璐苏、乙酸乙赛璐苏、二甘醇、单乙酸二甘醇酯、二甘醇单甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇乙基甲基醚、二甘醇单乙醚、二甘醇单丁醚、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、羟基乙酸乙酯、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、乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、丙二醇、丙二醇单乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单丙基甲基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚丙酸酯、丙二醇单乙基醚丙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸甲酯、及3-甲氧基丙酸乙酯、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-羟基-γ-丁内酯、2-丁酮、3-甲基丁酮、频那酮、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-已烯-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-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、碳酸亚乙烯酯、碳酸伸乙酯、碳酸丁酯、乙酸-2-甲氧乙酯、乙酸-2-乙氧乙酯、乙酸-2-(2-乙氧基乙氧基)乙基酯、乙酸-3-甲氧基-3-甲基丁基酯、乙酸-1-甲氧基-2-丙基酯、二丙烯甘醇、单甲醚、单乙醚、单丙醚、单丁醚、单苯醚、单乙酸二丙烯甘醇酯、二口咢烷、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、n-甲基吡咯啶酮(nmp)、2-甲氧基乙醚(二甘二甲醚)、乙二醇单甲醚、丙二醇单甲醚、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸乙基乙氧基酯、甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮、环戊酮、环己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸丙二醇甲醚酯(pgmea)、亚甲基赛路苏、2-乙氧乙醇、n-甲基甲酰胺、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基苯甲酰胺、n-甲基乙酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲亚砜、苄基乙基醚、二己基醚、丙酮基丙酮、异佛酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸芐酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、顺丁烯二酸二乙酯、乙酸苯基赛璐苏等等。
如此项技术中的一般技术者将辨识的，以上列表且描述为可使用于光阻剂的溶剂组分的材料的实例的材料仅为绘示性的，且不欲限制实施例。实情为，使聚合物树脂及pac溶解的任何合适的材料可用来帮助混合且施加光阻剂。所有此类材料完全意欲包括在实施例的范畴内。
另外，虽然以上描述的材料中的单独材料可用作用于光阻剂及保护聚合物的溶剂，但在其他实施例中使用以上描述的材料中的多于一个。例如，在一些实施例中，溶剂包括所描述的材料中的二或更多个的组合混合物。所有此类组合完全意欲包括在实施例的范畴内。
除聚合物树脂、pac、溶剂、交联剂及偶合试剂之外，光阻剂的一些实施例亦包括辅助光阻剂获得高解析度的若干其他添加剂。例如，光阻剂的一些实施例亦包括表面活性剂以便帮助改良光阻剂涂布其施加到的表面的能力。
添加至光阻剂组成物及保护层组成物的一些实施例的另一添加剂为猝火剂，该猝火剂抑制光阻剂内的所产生酸/碱/自由基的扩散。猝火剂随着时间推移改良抗蚀剂图案组态以及光阻剂的稳定性。在一些实施例中，猝火剂为光分解碱。在一些实施例中，将有机酸用作猝火剂。
添加至光阻剂的一些实施例的另一添加剂为稳定剂，该稳定剂辅助防止在光阻剂的曝露期间产生的酸的不希望的扩散。光阻剂的一些实施例中的另一添加剂为溶解抑制剂以在显影期间帮助控制光阻剂的溶解。光阻剂的一些实施例中的另一添加剂为塑化剂。塑化剂可用来减少光阻剂与底层(例如，将要图案化的层)之间的脱层及裂开。着色剂为包括在光阻剂的一些实施例中的另一添加剂。着色剂观测者检查光阻剂且找到可需要在进一步处理之前补救的任何缺陷。粘附添加剂经添加至光阻剂的一些实施例以促进光阻剂与已施加光阻剂的底层(例如，将要图案化的层)之间的粘附。表面调平剂经添加至光阻剂的一些实施例以辅助光阻剂的顶部表面将为水平的，使得撞击光将不会不利地由非水平表面修改。
光阻剂的一些实施例包括金属氧化物纳米粒子。在一些实施例中，光阻剂包括选自由以下各项组成的群组的一或多个金属氧化物纳米粒子：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，及其组合。如本文所使用，纳米粒子为具有介于约1nm与约10nm之间的平均粒子大小的粒子。在一些实施例中，金属氧化物纳米粒子具有介于约2nm与约5nm之间的平均粒子大小。在一些实施例中，光阻剂组成物中的金属氧化物纳米粒子的量基于光阻剂组成物的总重量范围自约0.1重量％至约20重量％。在一些实施例中，光阻剂组成物中的纳米粒子的量基于光阻剂组成物的总重量范围自约1重量％至约10重量％。在一些实施例中，光阻剂组成物中的金属氧化物纳米粒子的量基于第一溶剂的重量范围自约1重量％至约15重量％。在一些实施例中，光阻剂组成物中的金属氧化物纳米粒子的量基于第一溶剂的重量范围自约5重量％至约10重量％。低于约1重量％的金属氧化物纳米粒子，光阻剂涂层为过薄的。超过约15重量％的金属氧化物纳米粒子，光阻剂涂层为过厚的。
在一些实施例中，金属氧化物纳米粒子与配位基错合。在一些实施例中，配位基为羧酸或磺酸配位基。例如，在一些实施例中，氧化锆或氧化铪纳米粒子与甲基丙烯酸错合，从而形成甲基丙烯酸铪(hfmaa)或甲基丙烯酸锆(zrmaa)。在一些实施例中，金属氧化物纳米粒子与包括脂肪族或芳族基的配位基错合。脂肪族或芳族基可为无支链的或支链的，具有环形或非环形饱和悬垂基含有1-9个碳，包括烷基、烯基及苯基。支链基可进一步以氧或卤素取代。
在一些实施例中，光阻剂组成物包括约0.1重量％至约20重量％的配位基。在一些实施例中，光阻剂包括约1重量％至约10重量％的配位基。在一些实施例中，配位基为以约5重量％至约10重量％的重量范围溶解在涂层溶剂中的hfmaa或zrmaa，该涂层溶剂诸如丙二醇甲醚乙酸酯(propyleneglycolmethyletheracetate；pgmea)。
本揭露的实施例在半导体装置制造制程中提供更大的灵活性，因为在黄光微影曝露步骤之后，涂布含金属光阻剂的基板不必在对于光化辐射曝露之后立即进行曝光后烘烤的步骤。此外，半导体制造流程不需要组配使得将涂布光化辐射曝露光阻剂的基板直接传送至曝光后烘烤设备中。本揭露的实施例提供相对于习知制造方法的增加的每小时晶圆产量。另外，根据本揭露的方法提供光阻剂图案的临界尺寸的改良的控制，且将基板储存在极清洁干燥空气或惰性气体中减少可形成在光阻剂表面上的杂质。
根据本揭露的一些实施例，用于制造半导体装置的方法包括在半导体基板上形成光阻剂层。选择性地使光阻剂层曝露于光化辐射。在选择性地使光阻剂层曝露于光化辐射之后，将半导体基板储存在处于极端干燥清洁空气或惰性气体的周围环境下的半导体基板容器中。在储存半导体基板之后，执行光阻剂层的第一次加热。在一实施例中，光阻剂层的第一次加热是在50℃至170℃的温度处。在一实施例中，光阻剂层包含含金属光阻剂。在一实施例中，光化辐射为紫外线、深紫外线、极紫外线、电子束或离子束。在一实施例中，极干燥清洁空气或惰性气体含有少于1ppb杂质。在一实施例中，半导体基板容器为前开式晶圆传送盒。在一实施例中，方法包括在将半导体基板置放在半导体基板容器中之后以极干燥清洁空气或惰性气体对半导体基板容器充气，及在充气之后密封半导体基板容器。在一实施例中，方法包括在充气期间监视离开半导体基板容器的气体的湿气含量。在一实施例中，方法包括当离开半导体基板容器的气体的相对湿度低于临限相对湿度时，停止充气且密封半导体基板容器。在一实施例中，临限相对湿度介于0.1％至1％相对湿度之间。在一实施例中，储存的持续时间在1分钟与96小时之间。在一实施例中，方法包括在第一次加热之后显影选择性地曝露的光阻剂层。在一实施例中，方法包括在形成光阻剂层之前在半导体基板上形成第一保护层，在形成光阻剂层之后移除第一保护层，及在第一次加热之后在半导体基板上形成第二保护层。
根据本揭露的一些实施例，用于制造半导体装置的方法包括在半导体基板上形成光阻剂层。选择性地使光阻剂层曝露于极紫外线辐射。在选择性地使光阻剂层曝露于极紫外线辐射之后，将半导体基板储存在处于具有介于0.1％至1％之间的相对湿度的极干燥清洁空气或惰性气体的周围环境下的半导体基板容器中。在储存半导体基板持续介于12小时与48小时之间的周期之后，执行光阻剂层的曝光后烘烤。
根据本揭露的一些实施例，用于储存涂布光阻剂的半导体基板的储存系统包括用以储存复数个半导体基板的半导体基板容器、气体入口、气体出口及感测器。感测器耦合至气体出口且用以量测经由气体出口退出半导体基板容器的气体的湿度，且惰性气体或极清洁干燥空气的源经由气体京沪器连接至气体入口。控制器用以控制气体净化器及感测器来以惰性气体或极清洁干燥空气净化半导体基板容器内侧的湿度，使得离开半导体基板容器的气体的相对湿度低于临限相对湿度。在一实施例中，储存系统半导体基板容器为前开式晶圆传送盒。在一实施例中，临限相对湿度介于0.1％相对湿度至1％相对湿度之间。在一实施例中，储存系统包括与气体入口成直线连接的气体净化器。在一实施例中，气体净化器为自动可再生净化器。在一实施例中，气体净化器用以提供含有少于1ppb杂质及少于1％相对湿度的净化气体。
前述内容概括若干实施例或实例的特征，使得熟悉此项技术者可更好地理解本揭露的态样。熟悉此项技术者应了解，他们可容易地将本揭露用作用于设计或修改用于实现相同目的及/或达成本文引入的实施例或实例的相同优点的其他制程及结构的基础。熟悉此项技术者亦应认识到，此类等效构造不脱离本揭露的精神及范畴，且他们可在不脱离本揭露的精神及范畴的情况下在本文中做出各种变化、置换，及变更。
1.一种制造一半导体装置的方法，其特征在于，该方法包含以下步骤：
在一半导体基板上形成一光阻剂层；
选择性地使该光阻剂层曝露于光化辐射；
在选择性地使该光阻剂层曝露于光化辐射之后，将该半导体基板储存在处于极干燥清洁空气或惰性气体的一周围环境下的一半导体基板容器中；以及
在该储存该半导体基板之后，执行该光阻剂层的一第一次加热。
技术总结