CN112309837B - 具有增强粘附性的半导体结构的图案化工艺方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及具有增强粘附性的半导体结构的图案化工艺方法。一种光刻方法包括：在衬底上形成底部抗反射涂覆(BARC)层，其中，BARC层包括有机聚合物和反应性化学基团，该反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，该反应性化学基团键合至有机聚合物；在BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂(MePR)层，其中，MePR层对极紫外(EUV)辐射是敏感的；对MePR层和BARC层执行第一烘烤工艺，从而使MePR层的金属化学结构与BARC层的反应性化学结构反应，并在MePR层和BARC层之间形成界面层；使用EUV辐射对MePR层执行曝光工艺；以及显影MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。

Description

具有增强粘附性的半导体结构的图案化工艺方法
技术领域
本公开总体涉及具有增强粘附性的半导体结构的图案化工艺方法。
背景技术
在集成电路(IC)制造中，经图案化的光致抗蚀剂层被用于将具有小特征尺寸的设计电路图案从光掩模转移至晶圆。光致抗蚀剂是光敏的并且可以通过光刻工艺进行图案化。此外，光致抗蚀剂层提供对蚀刻或离子注入的抗性，这进一步需要足够的厚度。当IC技术不断发展到较小特征尺寸时，由于电阻要求，厚度并未相应缩小。足以覆盖较厚光致抗蚀剂的焦深将降低成像分辨率。引入多膜光致抗蚀剂以克服上述挑战。另一方面，这种缩小过程通常通过提高生产效率和降低相关成本来提供益处。这种缩小还增加了处理和制造IC的复杂性。例如，随着半导体制造持续将节距(pitch)缩小到20nm节点以下，传统的i-ArF无法满足分辨率目标。极紫外(EUV)光刻已被用来支持小型设备的临界尺寸(CD)要求。EUV光刻使用扫描仪，该扫描仪使用EUV区域中的辐射，波长约为1nm至100nm。EUV光刻工艺面临各种挑战，包括各种材料的强吸收性、高制造成本和光致抗蚀剂敏感性。与一些光学扫描仪类似，一些EUV扫描仪在涂在衬底上的抗蚀剂膜上提供4倍缩小投影打印，不同之处在于EUV扫描仪在真空环境中使用反射光学组件和光学模块，而不是折射光学组件和光学模块。现有的EUV光刻***、光致抗蚀剂和方法进行了各种改进，但并不令人满意。例如，光致抗蚀剂经历浮渣和坍塌。因此，需要解决上述问题的EUV光刻工艺和光致抗蚀剂材料。
发明内容
根据本公开的一个实施例，提供了一种用于半导体器件制造的方法，包括：在衬底上形成底部抗反射涂覆(BARC)层，其中，所述BARC层包括有机聚合物和反应性化学基团，所述反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，所述反应性化学基团键合至所述有机聚合物；在所述BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂(MePR)层，其中，所述MePR层对极紫外(EUV)辐射是敏感的；对所述MePR层和所述BARC层执行第一烘烤工艺，从而使所述MePR层的金属化学结构与所述BARC层的所述反应性化学结构反应，并在所述MePR层和所述BARC层之间形成界面层；使用所述EUV辐射对所述MePR层执行曝光工艺；以及显影所述MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
根据本公开的另一实施例，提供了一种用于半导体器件制造的方法，包括：在半导体衬底上形成下层；在所述下层上形成底部抗反射涂覆(BARC)层，其中，所述BARC层包括有机聚合物、含氟光酸产生剂(PAG)和反应性化学基团，所述反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，所述反应性化学基团和所述含氟PAG键合至所述有机聚合物；在所述BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂(MePR)层，其中，所述MePR层对极紫外(EUV)辐射是敏感的；对所述MePR层和所述BARC层执行烘烤工艺，从而使所述MePR层的金属与所述BARC层的所述反应性化学结构反应以在所述MePR层和所述BARC层之间形成界面层，其中，所述界面层包括所述金属与所述反应性化学基团之间的化学键；使用所述EUV辐射对所述MePR层执行曝光工艺；以及显影所述MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
根据本公开的又一实施例，提供了一种用于半导体器件制造的方法，包括：在半导体衬底上形成底部抗反射涂覆(BARC)层，其中，所述BARC层包括有机聚合物、含氟光酸产生剂(PAG)和反应性化学基团，所述反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，所述反应性化学基团和所述含氟PAG键合至所述有机聚合物；在所述BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂(MePR)层，其中，所述MePR层对极紫外(EUV)辐射是敏感的；对所述MePR层和所述BARC层执行烘烤工艺，从而使所述MePR层的金属与所述BARC层的所述反应性化学结构反应，以在所述金属与所述反应性化学基团之间形成化学键；使用所述EUV辐射对所述MePR层执行曝光工艺；以及显影所述MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
附图说明
在结合附图阅读下面的具体实施方式时，可以从下面的具体实施方式中最佳地理解本公开的各方面。注意，根据行业的标准做法，各种特征不是按比例绘制的。事实上，为了讨论的清楚起见，各种特征的尺寸可能被任意增大或减小。
图1是用于根据一个实施例中的本公开的方面构造的光刻工艺的方法的流程图。
图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8示出了根据一些实施例构造的处于各个制造阶段的一种示例性半导体结构的截面图。
图9是根据一些实施例中的本公开的方面构造的在光刻工艺中使用的底部抗反射涂覆(BARC)层的化学结构的示意图。
图10、图11、图12和图13是根据一些实施例中的本公开的方面构造的图9的BARC层中的各种化学结构的示意图。
图14是根据一些实施例中的本公开的方面构造的在光刻工艺中使用的BARC层的化学结构的示意图。
图15是根据一些实施例中的本公开的方面构造的图14的BARC层中的各种化学结构的示意图。
图16是根据一些实施例中的本公开的方面构造的在光刻工艺中使用的BARC层的化学结构的示意图。
图17是根据一些实施例中的本公开的方面构造的在光刻工艺中使用的含金属光致抗蚀剂(MePR)层中的化学结构的示意图。
图18是根据一些实施例中的本公开的方面构造的MePR层的化学结构和反应的示意图。
图19、图20和图21是根据一些实施例中的本公开的方面构造的BARC层和MePR层之间的反应的示意图。
图22是根据一些实施例中的本公开的方面构造的BARC层的光酸产生剂(PAG)以及与光致抗蚀剂的相应反应的示意图。
具体实施方式
应当理解，下面的公开内容提供了用于实现各种实施例的不同特征的许多不同的实施例或示例。下文描述了组件和布置的具体示例以简化本公开。当然，这些仅是示例而不意图是限制性的。例如，在下面的描述中，在第二特征上方或之上形成第一特征可以包括以直接接触的方式形成第一特征和第二特征的实施例，并且还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本公开可以在各个示例中重复参考数字和/或字母。该重复是出于简单和清楚的目的，并且其本身不指示所讨论的各种实施例和/或配置之间的关系。
此外，在以下的本公开中，一个特征形成在另一特征上、连接到和/或耦合到另一特征可以包括其中以直接接触来形成特征的实施方式，并且还可以包括其中其他特征可被形成为***在这些特征之间，使得这些特征可以不直接接触的实施例。另外，使用了空间相关术语(例如，“较低”、“较高”、“水平”、“垂直”、“之上”、“上方”、“之下”、“下方”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”)及其衍生物(例如，“水平”、“向下”、“向上”等)，以易于描述本公开的一个特征与另一特征的关系。空间相关术语旨在覆盖包括特征的器件的不同定向。更进一步，当用“约”、“近似”等来描述数字或数字范围时，该术语意图涵盖在包括所述数字的合理范围之内的数字，例如，所描述的数字的+/-10％之内或本领域技术人员所理解的或其他值。例如，术语“约5nm”涵盖从4.5nm至5.5nm的尺寸范围。
本公开总体上涉及用于半导体器件制造的方法，并且更具体地，涉及与极紫外(EUV)辐射相关联的光刻图案化工艺。在光刻图案化中，在将光致抗蚀剂(或简单的抗蚀剂)膜暴露于辐射(例如，EUV辐射)之后，在显影剂(化学溶液)中显影。显影剂去除光致抗蚀剂膜的一些部分(例如，在负性光致抗蚀剂中，未曝光部分)，从而形成可包括线图案和/或沟槽图案的光致抗蚀剂图案。然后将光致抗蚀剂图案在后续蚀刻工艺中用作蚀刻掩模，从而将图案转移到下面的材料层。替代地，然后在施加到诸如外延半导体层之类的下面的材料层的后续离子注入工艺中，将光致抗蚀剂图案用作离子注入掩模。在本实施例中，光致抗蚀剂膜和底部抗反射涂覆(BARC)层设计有化学成分和工艺以形成经图案化的光致抗蚀剂，其具有增强的粘附性、减少的浮渣、以及改进的光刻性能。
经图案化的光致抗蚀剂具有各种问题，例如，光致抗蚀剂塌陷、剥离和浮渣。本公开通过具有光致抗蚀剂层和BARC层的成分和结构的光刻方法解决了上述问题。特别地，BARC层包括有机聚合物，其与含氟PAG键合，替代地或另外地与螯合配体或封端(capping)单体键合，以增强光致抗蚀剂粘附性。
图1是根据一些实施例中的本公开的各方面的对衬底(例如，半导体晶圆)进行图案化的方法50的流程图。方法50可以全部或部分地通过使用具有诸如极紫外线(EUV)光之类的辐射的先进光刻工艺的***来实施。可以在方法50之前、期间和之后提供附加操作，并且针对该方法的附加实施例，可以替换、消除或移动所描述的一些操作。
图2至图8是根据一些实施例的处于各个制造阶段的半导体结构(工件)100的截面图。参考图1-22共同描述了方法50和通过该方法制造的半导体结构100。半导体结构100可以是在集成电路(IC)或其一部分的制造期间的中间工件。IC可以包括逻辑电路、存储器结构、无源组件(例如，电阻器、电容器和电感器)和有源组件，例如，二极管、场效应晶体管(FET)、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)、互补金属氧化物半导体(CMOS)晶体管、双极晶体管、高压晶体管、高频晶体管、鳍状FET(FinFET)、其他三维(3D)FET(例如，全栅极(GAA)FET)、纳米线晶体管、纳米片晶体管、及其组合。
现在结合图2参考图1，方法50从具有半导体结构100的框52开始。在本实施例中，半导体结构100是半导体晶圆。在一些实施例中，半导体结构100包括半导体衬底110，例如，硅衬底。在一些实施例中，衬底110可以包括另一基本半导体，例如，锗或金刚石。衬底110可以包括化合物半导体，例如，碳化硅、砷化镓、砷化铟和磷化铟。衬底110可以包括合金半导体，例如，硅锗、碳化硅锗、磷砷化镓和磷铟化镓。衬底110可以包括一个或多个外延半导体层，例如，在硅衬底上外延生长的(一个或多个)半导体层。例如，衬底可以具有覆盖在体(bulk)半导体上的外延层。此外，可以使衬底应变以提高性能。例如，外延层可以包括与体半导体的半导体材料不同的半导体材料，例如，覆盖在体硅上的硅锗层、或通过包括选择性外延生长(SEG)的工艺形成的覆盖在体硅锗上的硅层。此外，衬底110可以包括绝缘体上半导体(SOI)结构。例如，衬底可以包括通过诸如注入氧分离(SIMOX)之类的工艺形成的掩埋氧化物(BOX)层。
半导体结构100还可以包括其他材料层和其他电路图案。例如，半导体结构100包括形成在半导体衬底110中的各种掺杂特征，例如，掺杂阱结构(例如，P型掺杂阱和N型掺杂阱)。在其他实施例中，半导体结构100可以进一步包括将被图案化的一个或多个材料层(通过蚀刻来去除、或离子注入以引入掺杂剂)，例如，电介质层，将被图案化以形成用于导电线的沟槽、或用于接触件的孔、或通孔；栅极材料堆叠，将被图案化以形成栅极；或半导体材料，将被图案化以形成隔离沟槽。例如，将被图案化的材料层是作为半导体衬底110的一部分的半导体层。在其他实施例中，多个半导体材料层(例如，砷化镓(GaAs)和砷化铝镓(AlGaAs))被外延生长在半导体衬底上，并被图案化以形成各种器件，例如，发光二极管(LED)。在一些其他实施例中，半导体结构100包括鳍式有源区域，以及形成或将形成在其上的三维鳍式场效应晶体管(FinFET)。在其他实施例中，衬底110可以进一步包括外延生长的替代半导体材料层，例如，多个硅和硅锗的堆叠，以形成具有垂直堆叠沟道的场效应晶体管(FET)，例如，全栅极FET。
双层或三层光致抗蚀剂可被形成在半导体衬底110上。在具有三层光致抗蚀剂的一些实施例中，在半导体衬底110上形成下层(under layer)，在下层上形成BARC层；以及在BARC层上形成光致抗蚀剂层。然而已发现，由于高纵横比和差粘附性，经图案化的光致抗蚀剂层经历塌陷或剥离问题。设计和处理所公开的BARC层和光致抗蚀剂层，以提供一种在BARC层和光致抗蚀剂层执行形成界面层以提高粘附强度并消除塌陷问题的机制。
现在仍参考图2，根据一些实施例，可以在半导体衬底110上形成下层112。下层112被设计为提供抗对蚀刻或离子注入的抗性。下层112用作掩模以保护衬底110免受蚀刻或离子注入。因此，下层112具有足够的厚度来实现该目的。在一些实施例中，下层112包括不含硅的有机聚合物。在一些实施例中，下层112的形成包括旋涂和固化(例如，利用适当烘烤温度的热烘烤工艺)。下层112还可用于使顶表面平坦化并减小工件的表面粗糙度和高度变化。替代地，下层112是将被图案化的材料层，例如，半导体材料层，将被图案化以形成鳍式有源区域或垂直堆叠沟道；电介质材料层，将被图案化以形成用于隔离的沟槽或金属迹线；或导电材料层，将被图案化以形成栅电极或金属线。
结合图2参考图1，方法50包括操作54，在半导体衬底110上(或在下层112上，如果存在)涂覆底部抗反射涂覆(BARC)层114。BARC层114被设计为减少光反射以增强成像分辨率并增加光刻曝光工艺的成像对比度。在一些实施例中，BARC层114进一步被设计为提供来自下层112的蚀刻选择性，使得其用作蚀刻掩模以将图案转移到下层112。BARC层114通过合适的方法来涂覆，例如，旋涂。在本实施例中，BARC层114在被涂覆在工件上时是溶液，并且需要在后续阶段进行固化。这样涂覆的BARC层114可以被称为预固化BARC层114，其是包括与稍后描述的各种化学物质混合的溶剂的溶液。
现在结合图3参考图1，方法50前进到操作56，对预固化BARC层114执行第一烘烤工艺115以进行固化，从而形成固化的BARC层114。烘烤工艺包括160℃至250℃的范围内的烘烤温度。烘烤工艺115使聚合物的低聚物交联以形成巨大的聚合物(huge polymer)并进一步键合各种化学物质。
根据一些实施例，BARC层114包括溶剂、聚合物和添加剂，其化学结构在图9中示意性地示出。特别地，BARC层114包括键合到聚合物材料的主链上的封端单体或螯合配体。
根据各种实施例进一步详细描述BARC层114的成分。BARC层114包括合适的有机聚合物132作为主链。有机聚合物132可以包括分别如图10所示的聚苯乙烯(PS)、聚羟基苯乙烯(PHS)树脂聚合物、聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)、或聚(丙烯酸甲酯)(PMA)，或者其他合适的有机聚合物。有机聚合物132包括结合成长链的多个单体。
BARC层114还包括化学键合到有机聚合物132的各种化学基团。特别地，BARC层114包括化学键合到有机聚合物132的反应性化学基团134(标记为“H”)。反应性化学基团134可通过化学键(例如，离子键、共价键、氢键、或其组合)与光致抗蚀剂的金属反应。在一些实施例中，反应性化学基团134的结构可以具有非环状结构或环状结构，其中，环状结构可以是芳族环或非芳族环。
反应性化学基团134可包括C2-C30烷基。反应性化学基团134可包括下列项中的至少一项：二醇、二硫醇、二胺、二膦(diphosphines)、二亚磷酸酯(diphosphites)、酯、酰胺、亚胺、缩醛、缩酮、酸酐、磺酸酯、叔丁基、叔丁氧羰基、异-降冰片烯、2-甲基-2-金刚烷基、2-乙基-2-金刚烷基、3-THF、内酯、2-THF和2-THP基团，并且可以进一步包括官能团，例如，-I、-Br、-Cl、-NH2、-COOH、-OH、-SH、-N3、-S(＝O)-、烯烃、炔烃、亚胺、醚、乙烯醚、乙缩醛、半缩醛、酯、醛、酮、酰胺、砜、乙酸、氰化物、丙二烯、亚胺、醇、二醇、胺、磷化氢、亚磷酸盐、苯胺、吡啶、吡咯、或其组合。
在本实施例中，反应性化学基团134包括螯合配体或封端单体。螯合配体是可以与单个金属离子或金属原子形成多个键的离子或分子。螯合配体的各种示例包括单齿(Monodentate)、双齿(Bidentate)、三齿(Tridentate)、六齿(Hexadentate)、或它们的组合，如图11所示。在列出的螯合配体中，“R”代表有机化学物质，例如，CH3、C2H5、C3H7等；“M”代表金属；“O”代表氧；“N”代表氮；“Ru”代表钌；以及“S”代表硫。金属“M”包括锡(Sn)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)、钌(Ru)、铑(Rh)、其他过渡金属、或它们的组合。螯合配体的其他示例是图12所示的152、154、156和158，其中，“Ph”代表苯基；“P”代表磷；以及“H”代表氢。
封端单体是具有类似于螯合配体的功能的化学结构。更特别地，封端单体可与金属离子或金属原子反应，而其结构将在反应之后改变，例如，封端单体在键合至金属离子或原子之后可失去官能团。封端单体的各种示例包括162、164和166，如图13所示，其中，“Ts”代表甲苯磺酰基；以及“X”代表卤素，例如，氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、或砹(At)。
参考回图9，BARC层114包括化学键合到有机聚合物132的极性基团136(标记为“D”)。添加极性基团136以增强BARC层114以及将形成的上覆光致抗蚀剂层之间的粘附性。极性基团136还可以减少浮渣并增加显影效果。极性基团可以通过共价键、离子键、离子-偶极相互作用、偶极-偶极相互作用、离子诱导的偶极相互作用、偶极诱导的偶极相互作用、以及氢键来与金属络合物或金属离子反应。极性基团136的示例包括O-H、SH、胺、酰胺、酯等。在一些实施例中，极性基团136包括用于粘附性的烷基。极性基团的结构可以具有非环状结构或环状结构，其中，环状结构可以是芳族环或非芳族环。极性基团136可以包括用于光致抗蚀剂粘附性的C1-C30烷基。烷基可以包括碳基或官能团，例如，-I、-Br、-Cl、-NH2、-COOH、-OH、-SH、-N3、-S(＝O)-、烯烃、炔基、亚胺、醚、酯、醛、酮、酰胺、砜、乙酸、氰化物、丙二烯、醇、二醇、胺、膦、亚磷酸盐、苯胺、吡啶、吡咯、或其组合。
仍参考图9，BARC层114可以包括化学结合到有机聚合物132的辅助有机基团138(标记为“B”)。添加辅助有机基团138以增加粘附性并控制光致抗蚀剂图案化。在各种实施例中，辅助有机基团是第二极性基团，或者替代地，仅是用于粘附性的非极性基团，这取决于光致抗蚀剂和BARC层之间的相互作用。当用于粘附性的第一极性基团不足时，添加不同于第一极性基团的第二极性基团以改善相互作用。当第一极性基团的相互作用过强而不能去除未曝光的光致抗蚀剂时，添加一些非极性基团以平衡相互作用。因此，辅助有机基团包括与极性基团“D”相同的C1-C30，并且辅助有机基团可以通过伦敦分散力(Londondispersion forces)、离子-偶极相互作用、偶极-偶极相互作用、离子诱导的偶极相互作用、偶极诱导的偶极相互作用、以及氢键来与金属络合物或金属离子反应。辅助有机基团138的示例包括用于粘附性的烷基。辅助有机基团138的结构可以具有非环状结构或环状结构，其中，环状结构可以是芳族环或非芳族环。辅助有机基团138可以具有用于光致抗蚀剂粘附性的C1-C30烷基。烷基可以包括碳基或官能团，例如，-I、-Br、-Cl、-NH2、-COOH、-OH、-SH、-N3、-S(＝O)-、烯烃、炔基、亚胺、醚、酯、醛、酮、酰胺、砜、乙酸、氰化物、或其组合。
在一些实施例中，BARC层114还包括光酸产生剂(PAG)140；热致酸产生剂(TAG)142；交联剂(crosslinkers)144(标记为“C”)；以及其他添加剂146，分布在BARC层114中或替代地化学键合到BARC层114的有机聚合物132。PAG 140是在吸收光能时分解并形成少量酸的分子。注意，在本实施例中，PAG代替光致抗蚀剂被添加到BARC层114。PAG阳离子可减少浮渣并减少基脚(footing)问题，在该问题中，光致抗蚀剂的底部部分未充分暴露。PAG 140的示例是具有式[(C6H5)3S+][CF3SO- 3]的三苯基锍三氟甲磺酸盐(triphenylsulfoniumtriflate)。TAG 142是在升高的温度下或利用更高温度的热工艺中产生酸的分子。TAG 142的示例是三氟甲烷磺酸(Triflouromethane Sulfonic Acid)。当从BARC层114扩散到光致抗蚀剂中时，交联剂144将进一步交联光致抗蚀剂以增强曝光效果。交联剂144的示例包括四羟甲基甘脲(tetramethylol glycoluril)、EDC(1-乙基-3-(3-二甲基氨丙基)碳二亚胺盐酸盐)、甲醛、戊二醛、以及其他多功能交联剂。在一些实施例中，添加剂146可以是表面活性剂和次要溶剂。交联剂可影响BARC的交联密度，并对BARC和光致抗蚀剂的混合产生化学作用。当添加剂是表面活性剂和次要溶剂时，添加剂可以改善BARC涂覆和BARC交联效率。改善的BARC涂覆和交联效率有助于光致抗蚀剂图案化。
替代地，根据一些实施例，BARC层114可以具有图14中示意性示出的其他成分和结构。BARC层114包括聚合物材料(聚合物)、溶剂和添加剂。具体地，BARC层114包括键合到聚合物材料的主链的PAG。
图14中的BARC层114与图9中的BARC层114类似，但有一些区别。为了简单起见，这里不再重复类似的部分。如图14中所示，BARC层114包括化学键合到有机聚合物132的含氟PAG 172(标记为“J-Fx”)。含氟PAG 172是包含氟(F)原子的光酸产生剂。
含氟PAG 172是光敏化学基团，并且在光刻曝光工艺期间通过曝光区域中的光照射而产生酸。含氟PAG 172可以具有中性基团或包含分开的阳离子和阴离子的成对离子基团。含氟PAG 172包括可以与有机聚合物132阴离子键合或阳离子键合的成对离子基团。含氟PAG 172可以包括含有氟原子和至少一个光敏官能团的C3-C50烷基，例如，锍盐(sulfonium salts)、三苯基锍三氟甲磺酸盐、三苯基锍全氟丁基磺酸盐(triphenylsulfonium nonafalte)、二甲基锍三氟甲磺酸盐(dimethylsulfoniumtriflate)、碘鎓盐(indonium salts)、二苯基碘鎓全氟丁基磺酸盐(diphenyliodoniumnonaflate)、降冰片烯二羧酰亚胺基全氟丁基磺酸盐(norbornene dicarboximidylnonaflate)、环氧、偶氮化合物、卤代烷、亚胺、烯、炔、过氧化物、酮、醛、丙二烯、芳族基团、或杂环基团。芳族结构可以是苯基(phenyl)、萘基(napthlenyl)、菲基(phenanthrenyl)、蒽基(anthracenyl)、萉基(phenalenyl)、以及其他含有三至十元环的芳族衍生物。含氟PAG172的一些示例在图15中示出。
在其他实施例中，根据一些实施例，BARC层114可以具有图16中示意性示出的结构。BARC层114包括聚合物材料(聚合物)、溶剂和添加剂。具体地，BARC层114包括含氟PAG172和键合至有机聚合物132的反应性化学基团134。
如以上在图2中所指出的，通过操作54涂覆在工件100上的BARC层114在通过操作56固化之前是溶液。更具体地，预固化BARC层114是包括下列项的溶液：溶剂；具有各种化学基团的有机聚合物132的低聚物，例如，反应性化学基团134、极性基团136、PAG 140等。
图3中的预固化BARC层114由操作54通过烘烤工艺115固化。烘烤工艺115激活交联剂144以使低聚物交联，从而形成具有反应性化学基团134以及一些其他化学基团(例如，136、138等)的有机聚合物132。此外，TAG 142在烘烤工艺115期间产生酸，并且所产生的酸增强交联或聚合工艺。烘烤温度被设计为高效地引发交联以形成有机聚合物132，该有机聚合物132具有连接到该有机聚合物132的化学基团(例如，134和172)；并激活TAG 142。根据一些实施例，烘烤工艺包括在160℃和250℃之间的范围内的烘烤温度。
现在结合图4参考图1，方法50包括操作58，例如通过旋涂工艺在BARC层114上涂覆光致抗蚀剂层116。光致抗蚀剂层116对稍后施加的光刻曝光工艺的光辐射是敏感的。在本实施例中，光致抗蚀剂层116对EUV辐射是敏感的。光致抗蚀剂层116包括金属以增加光致抗蚀剂层的灵敏度，因此也被称为含金属光致抗蚀剂(MePR)层116。MePR层116中的金属具有足够的浓度以用于EUV灵敏度，例如，大于MePR层116的5％(重量百分比)。在各种示例中，MePR层116包括一种或多种金属元素，例如，锡(Sn)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)、钌(Ru)、铑(Rh)、或其组合。MePR层116的金属对EUV辐射是敏感的。MePR层116的结构可以是适当的形式，例如，含金属无机聚合物；金属簇；金属分子；金属氧化物化学物质、或其组合。金属分子是金属络合物或金属化合物。金属氧化物化学物质是具有金属氧化物与外部有机配体的化学结构。金属簇是具有多个金属中心聚合在一起的化学结构，例如，图17所示的具有多个Sn的金属簇176。
参考图18，使用含Sn分子180作为示例进一步描述了MePR的光化学反应。含Sn分子180包括氧化锡SnOx，其中，“x”是整数，例如，4。在EUV辐射下，含Sn分子180吸收EUV能量并具有均相的(homolytic)Sn-C键裂解，从而解离成氧化锡自由基182和正丁基自由基184。氧化锡自由基182还具有H/O2/HO2提取(与H、O2、HO2、或它们的组合反应)，形成氧化锡络合物，例如，186、188、190或192，如图18所示。那些氧化锡络合物进一步通过例如由烘烤工艺引发的聚合作用而键合在一起以形成无机聚合物。因此，MePR层116的暴露部分经历聚合作用并在显影剂中留存，而未曝光部分则在显影剂中溶解并被去除。因此，根据本实施例，所公开的MePR是负型光致抗蚀剂。注意，MePR层116在被涂覆时是溶液，并且可以包括溶剂、含金属化学物质(例如，含Sn分子)和其他添加剂。在该示例中，在光刻曝光工艺之后形成无机聚合物。
现在结合图5参考图1，方法50进行到操作60，对MePR层116执行第二烘烤工艺119，从而使MePR层116的金属与BARC层114的反应性化学基团134反应，并在BARC层114和MePR层116之间形成界面层118。界面层118以及MePR层116的金属与BARC层114的反应性化学基团134之间的键合增加了粘附强度，并消除或减少了光致抗蚀剂塌陷和剥离问题。
下面通过各种示例进一步描述界面层118和形成界面层118的相应反应。如上所述，反应性化学基团134包括封端单体、螯合配体、或两者。在图19中示出了一个示例。在该示例中，MePR层116包括金属结构194，该金属结构194具有与OH基团键合的金属氧化物，而BARC层114的反应性化学基团134包括封端单体164(如图13所示)，其具有键合在一起的氧“O”和卤素“X”。在第二烘烤工艺119期间，封端单体164与金属结构194反应，形成不同的含金属化学结构196。在该反应中，封端单体164与MePR层116的M-OH键反应。具体地，MePR层116的M-OH键和封端单体164的C-X键缩合为C-O-M键。
在图20(A)中示出了另一示例。在该示例中，MePR层116包括具有与OH基团键合的金属的金属结构200，而BARC层114的反应性化学基团134包括具有与OH基团键合的环己基环的封端单体162(如图13所示)。在第二烘烤工艺119期间，封端单体162与金属结构200反应，通过脱水反应形成含金属化学结构202。
在图20(B)中示出了另一示例。在该示例中，MePR层116包括金属结构200，而BARC层114的反应性化学基团134包括封端单体164。在第二烘烤工艺119中，封端单体164与金属结构200反应，通过缩合反应形成含金属化学结构204。
图21提供了MePR层116和BARC层114的反应的两个示例，其中，反应性化学基团134包括螯合配体。图21(A)示出了一个示例。在该示例中，MePR层116包括金属结构200，而BARC层114的反应性化学基团134包括螯合配体152(如图12所示)。在第二烘烤工艺119期间，螯合配体152与金属结构200反应，通过脱水反应形成含金属化学结构206。
图21(B)示出了另一示例。在该示例中，MePR层116包括金属结构200，而BARC层114的反应性化学基团134包括螯合配体152。在第二烘烤工艺119期间，螯合配体152与金属结构200反应，通过配位(coordination)反应形成含金属化学结构208。
通常，MePR层116的金属与BARC层114的反应性化学基团134之间的相互作用包括离子键、共价键、氢键、或它们的组合。
参考回图5，MePR层116的金属与BARC层114的反应性化学基团134之间的反应形成界面层118。界面层118包括来自MePR层116的金属120。具体地，金属120化学键合至上面的MePR层116和下面的BARC层114二者，因此提高了粘附强度。此外，由于金属键合到MePR层116，并且反应性化学基团134键合到有机聚合物132，所以两者均不能扩散。当在MePR层116的金属与BARC层114的反应性化学基团134之间形成键合时，其分布在非常薄的层中。在一些示例中，界面层118的厚度在0.5nm和2nm之间的范围内。
在一些实施例中，BARC层114包括含氟PAG 172，其另外地或替代地键合到有机聚合物132。如上所述，BARC层114中的PAG可改善光刻工艺，例如，在EUV辐射下由PAG产生的酸可以扩散到MePR层116中，增强曝光效果并减少基脚问题。此外，键合的含氟PAG 172可以进一步增强MePR层116的金属与BARC层114的反应性化学基团134之间的键合，因此提高粘附性。这在图22中示出。
当PAG未键合时，如图22(A)所示，PAG在EUV辐射下裂解为PAG阳离子(H+)210和PAG阴离子212。扩散到MePR层116中的PAG阴离子212抑制M-O键(例如，Sn-O键)的形成，而导致光致抗蚀剂图案塌陷并恶化线宽粗糙度(LWR)，如图22(B)所示。抑制机理在图22(C)中示意性地示出。例如，在第一烘烤工艺115之后，BARC层114的螯合配体(标记为“L”)与MePR层116的金属键合在一起。在光刻曝光工艺期间的EUV辐射下，金属和氧(标记为如“O”)形成M-O键，并且在诸如曝光后烘烤(PEB)之类的烘烤工艺中进一步交联以形成含金属无机聚合物208。曝光部分中的含金属无机聚合物218不溶于显影剂，而未曝光部分溶解于显影剂并被去除，从而适当地用作负性光致抗蚀剂。然而，当未键合的PAG阴离子212扩散到MePR层116中时，金属键合到PAG阴离子212。这抑制了烘烤工艺期间M-O键的形成。
当PAG键合到BARC层114的有机聚合物132时，PAG在EUV辐射下裂解为PAG阳离子(H+)210和键合的PAG阴离子220，如图22(D)所示。键合的PAG阴离子220不能扩散到MePR层116的深处，而修改MePR层116的表面，改善了光致抗蚀剂图案质量，并且减少了塌陷、浮渣和LWR问题。
现在结合图6参考图1，方法50进行到操作62，利用来自EUV光刻***的EUV辐射对MePR层116执行曝光工艺122，从而形成MePR层116的潜在图案(latent pattern)，其包括未曝光部分116a和曝光部分116b。由于界面层118也包括金属120并且对EUV辐射是敏感的，因此潜在图案也可以延伸到界面层118。在本实施例中，EUV辐射具有13.5nm的波长。操作62是在真空中执行的。在一些实施例中，辐射束被引导至MePR层116，以在诸如步进扫描之类的适当曝光模式下形成限定在光掩模(例如，反射掩模)上的电路图案的图像。可以通过光掩模或曝光工艺来使用或实现各种分辨率增强技术，例如，相移、离轴照明(OAI)、和/或光学邻近校正(OPC)。例如，可以将OPC特征结合到光掩模上的电路图案中。在另一示例中，光掩模是相移掩模，例如，替代相移掩模、衰减相移掩模、或无铬相移掩模。在又一示例中，曝光工艺以离轴照明模式实施。在一些其他实施例中，辐射束直接用预定图案(例如，IC布局)来调制，而无需使用光掩模(例如，使用数字图案生成器或直接写入模式)。
现在参考图1，方法50可以进行到操作64，对半导体结构100，特别是对MePR层116，执行曝光后烘烤(PEB)工艺。在具体实施例中，PEB工艺可以在约120℃至约200℃之间的范围内的温度下在热室中执行。界面层118的这种形成和相应的反应可以在PEB工艺期间另外地继续和增强，或替代地，可在通过显影工艺对MePR层116进行图案化之前在PEB工艺中开始。
现在结合图7参考图1，方法50可进行到操作66，在显影剂中显影MePR层116。通过显影工艺，形成经图案化的光致抗蚀剂(PR)层116’。在本实施例中，MePR层116是负性光致抗蚀剂，并且MePR层116的普光部分116b经历交联和聚合，因此在显影工艺之后保留。经图案化的PR层116’包括各种开口124，其限定将被转移到下层112的图案。显影剂可以包括水性溶剂(例如，氢氧化四甲基铵(TMAH))或者有机溶剂(例如，乙酸丁酯)。
参考图1和图8，方法50包括操作68，使用经图案化的抗蚀剂层116’作为掩模来对半导体结构100执行制造工艺126，使得制造工艺仅被施加于半导体结构100在经图案化的抗蚀剂层116’的开口124内的部分，而被经图案化的抗蚀剂层116’覆盖的其他部分被保护不受制造工艺的影响。在一些实施例中，制造工艺包括蚀刻工艺，该蚀刻工艺使用经图案化的抗蚀剂层116’作为蚀刻掩模而施加于下层112，从而将图案从经图案化的抗蚀剂层116’转移到下层112。在替代实施例中，制造工艺包括离子注入工艺，该离子注入工艺使用经图案化的抗蚀剂层116’作为注入掩模而施加于半导体结构100，从而在半导体结构100中形成各种掺杂特征。
在本示例中，下层112是硬掩模。为促进该实施例，首先将图案从经图案化的抗蚀剂层116’转移到硬掩模层112，然后转移到衬底110的其他层。例如，可以使用干法(等离子)蚀刻、湿法蚀刻、和/或其他蚀刻方法来通过经图案化的抗蚀剂层116’的开口蚀刻硬掩模112。干法蚀刻工艺可以实施含氧气体、含氟气体、含氯气体、含溴气体、含碘气体、其他合适的气体、和/或等离子体、和/或它们的组合。经图案化的抗蚀剂层116’可以在硬掩模112的蚀刻期间被部分消耗。在实施例中，经图案化的抗蚀剂层116’的剩余部分可被剥离，从而在衬底110上留下经图案化的硬掩模112。
尽管在图1中未示出，但方法50可以在上述操作之前、之中或之后包括其他操作。在实施例中，衬底110是半导体衬底，并且方法50进行到形成器件，例如，鳍式场效应晶体管(FinFET)结构或GAA晶体管。在该实施例中，方法50包括在衬底110中形成多个有源鳍。进一步在该实施例中，操作68还包括通过经图案化的硬掩模112的开口蚀刻衬底110以在衬底110中形成沟槽；用电介质材料填充沟槽；执行化学机械抛光(CMP)工艺以形成浅沟槽隔离(STI)特征；以及外延生长或凹陷STI特征以形成鳍状有源区域。在另一实施例中，方法50包括其他操作以在衬底110上形成多个栅极电极。方法50可以进一步形成栅极间隔件、掺杂源极/漏极区域、用于栅极/源极/漏极特征的接触件等。在另一实施例中，目标图案将形成为多层互连结构中的金属线。例如，金属线可以形成在衬底110的层间电介质(ILD)层中，该层间电介质(ILD)层已通过操作68被蚀刻以形成多个沟槽。方法50进行到用诸如金属之类的导电材料填充沟槽；并且进一步进行到使用诸如CMP之类的工艺来抛光导电材料，以暴露经图案化的ILD层，从而在ILD层中形成金属线。上述是可以使用根据本公开的各个方面的方法50和MePR层116来制造和/或改善的器件/结构的非限制性示例。
本公开提供了MePR层116和下面的BARC层114，以及采用这些材料的各种特性、实施EUV光刻工艺、使BARC层114与MePR层116相互作用以形成界面层118来增加粘合强度并减少光致抗蚀剂浮渣的方法50。特别地，BARC层114包括反应性化学基团134(例如，螯合配体或封端单体)和键合至BARC层114的有机聚合物132的含氟PAG。利用所公开的方法50、MePR层116、下面的BARC层114、以及它们之间的界面层118，减少或消除了光致抗蚀剂塌陷、剥离和浮渣问题。
在一个示例方面，本公开提供了一种半导体制造的光刻方法。该方法包括：在衬底上形成底部抗反射涂覆(BARC)层，其中，BARC层包括有机聚合物和反应性化学基团，该反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，该反应性化学基团键合至有机聚合物；在BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂(MePR)层，其中，MePR层对极紫外(EUV)辐射是敏感的；对MePR层和BARC层执行第一烘烤工艺，从而使MePR层的金属化学结构与BARC层的反应性化学结构反应，并在MePR层和BARC层之间形成界面层；使用EUV辐射对MePR层执行曝光工艺；以及显影MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
在另一示例方面，本公开提供了一种半导体制造的光刻方法。该方法包括：在半导体衬底上形成下层；在下层上形成底部抗反射涂覆(BARC)层，其中，BARC层包括有机聚合物、含氟光酸产生剂(PAG)和反应性化学基团，该反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，反应性化学基团和含氟PAG键合至有机聚合物；在BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂(MePR)层，其中，MePR层对极紫外(EUV)辐射是敏感的；对MePR层和BARC层执行烘烤工艺，从而使MePR层的金属与BARC层的反应性化学结构反应以在MePR层和BARC层之间形成界面层，其中，界面层包括金属与反应性化学基团之间的化学键；使用EUV辐射对MePR层执行曝光工艺；以及显影MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
在又一示例方面，本公开提供了一种半导体制造的光刻方法。该方法包括：在半导体衬底上形成底部抗反射涂覆(BARC)层，其中，BARC层包括有机聚合物、含氟光酸产生剂(PAG)和反应性化学基团，该反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，反应性化学基团和含氟PAG键合至有机聚合物；在BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂(MePR)层，其中，MePR层对极紫外(EUV)辐射是敏感的；对MePR层和BARC层执行烘烤工艺，从而使MePR层的金属与BARC层的反应性化学结构反应，以在金属与反应性化学基团之间形成化学键；使用EUV辐射对MePR层执行曝光工艺；以及显影MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
以上概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解后面的具体实施方式。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺和结构以实现本文介绍的实施例的相同目的和/或实现本文介绍的实施例的相同优点的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同构造不脱离本公开的精神和范围，并且他们可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下在本文中进行各种改变、替换和变更。
示例1是一种用于半导体器件制造的方法，包括：在衬底上形成底部抗反射涂覆(BARC)层，其中，所述BARC层包括有机聚合物和反应性化学基团，所述反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，所述反应性化学基团键合至所述有机聚合物；在所述BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂(MePR)层，其中，所述MePR层对极紫外(EUV)辐射是敏感的；对所述MePR层和所述BARC层执行第一烘烤工艺，从而使所述MePR层的金属化学结构与所述BARC层的所述反应性化学结构反应，并在所述MePR层和所述BARC层之间形成界面层；使用所述EUV辐射对所述MePR层执行曝光工艺；以及显影所述MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
示例2是示例1所述的方法，还包括：执行第一蚀刻工艺，以将所述经图案化的光致抗蚀剂层的图案转移到所述衬底上的下层。
示例3是示例1所述的方法，其中，所述有机聚合物包括下列项中的至少一项：聚苯乙烯(PS)、聚羟基苯乙烯(PHS)树脂聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、以及聚丙烯酸甲酯(PMA)。
示例4是示例3所述的方法，其中，所述反应性化学基团包括下列项中的至少一项：单齿、双齿、三齿、六齿、及其组合。
示例5是示例1所述的方法，其中，所述BARC层还包括光酸产生剂(PAG)，这些PAG键合至所述BARC层的所述有机聚合物。
示例6是示例5所述的方法，其中，所述PAG包括三苯基锍三氟甲磺酸盐。
示例7是示例1所述的方法，其中，所述界面层化学键合至所述MePR层和所述BARC层。
示例8是示例7所述的方法，其中，所述界面层包括从由下列项组成的组选择的金属：锡(Sn)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)、钌(Ru)和铑(Rh)。
示例9是示例7所述的方法，其中，所述界面层的厚度在0.5nm和2nm之间的范围内。
示例10是示例1所述的方法，还包括：在涂覆所述MePR层之前对所述BARC层执行第二烘烤工艺，其中，所述第二烘烤工艺的烘烤温度高于所述第一烘烤工艺的烘烤温度。
示例11是示例1所述的方法，其中，所述第一烘烤工艺使所述BARC层和所述MePR层在所述金属化学结构与所述反应性化学基团之间具有脱水反应。
示例12是示例1所述的方法，其中，所述第一烘烤工艺使所述BARC层和所述MePR层在所述金属化学结构与所述反应性化学基团之间具有缩合反应。
示例13是一种用于半导体器件制造的方法，包括：在半导体衬底上形成下层；在所述下层上形成底部抗反射涂覆(BARC)层，其中，所述BARC层包括有机聚合物、含氟光酸产生剂(PAG)和反应性化学基团，所述反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，所述反应性化学基团和所述含氟PAG键合至所述有机聚合物；在所述BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂(MePR)层，其中，所述MePR层对极紫外(EUV)辐射是敏感的；对所述MePR层和所述BARC层执行烘烤工艺，从而使所述MePR层的金属与所述BARC层的所述反应性化学结构反应以在所述MePR层和所述BARC层之间形成界面层，其中，所述界面层包括所述金属与所述反应性化学基团之间的化学键；使用所述EUV辐射对所述MePR层执行曝光工艺；以及显影所述MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
示例14是示例13所述的方法，还包括：执行第一蚀刻工艺，以将所述经图案化的光致抗蚀剂层的图案转移到所述衬底上的下层。
示例15是示例13所述的方法，其中：所述有机聚合物包括下列项中的至少一项：聚苯乙烯(PS)、聚羟基苯乙烯(PHS)树脂聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、以及聚丙烯酸甲酯(PMA)；所述反应性化学基团包括下列项中的至少一项：单齿、双齿、三齿、六齿、及其组合；并且所述PAG包括三苯基锍三氟甲磺酸盐。
示例16是示例15所述的方法，其中，所述界面层包括从由下列项组成的组选择的金属：锡(Sn)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)、钌(Ru)和铑(Rh)。
示例17是示例13所述的方法，其中，所述界面层的厚度在0.5nm和2nm之间的范围内。
示例18是示例13所述的方法，其中，针对所述MePR层和所述BARC层的所述烘烤工艺是第一烘烤工艺，所述方法还包括：在涂覆所述MePR层之前对所述BARC层执行第二烘烤工艺，其中，所述第二烘烤工艺的烘烤温度高于所述第一烘烤工艺的烘烤温度。
示例19是一种用于半导体器件制造的方法，包括：在半导体衬底上形成底部抗反射涂覆(BARC)层，其中，所述BARC层包括有机聚合物、含氟光酸产生剂(PAG)和反应性化学基团，所述反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，所述反应性化学基团和所述含氟PAG键合至所述有机聚合物；在所述BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂(MePR)层，其中，所述MePR层对极紫外(EUV)辐射是敏感的；对所述MePR层和所述BARC层执行烘烤工艺，从而使所述MePR层的金属与所述BARC层的所述反应性化学结构反应，以在所述金属与所述反应性化学基团之间形成化学键；使用所述EUV辐射对所述MePR层执行曝光工艺；以及显影所述MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
示例20是示例19所述的方法，其中，所述有机聚合物包括下列项中的至少一项：聚苯乙烯(PS)、聚羟基苯乙烯(PHS)树脂聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、以及聚丙烯酸甲酯(PMA)；所述反应性化学基团包括下列项中的至少一项：单齿、双齿、三齿、六齿、及其组合；所述PAG包括三苯基锍三氟甲磺酸盐；并且所述金属包括下列项中的至少一项：锡(Sn)、钴(Co)、镍(Ni)、铁(Fe)、钌(Ru)和铑(Rh)。

Claims (20)

1.一种用于半导体器件制造的方法，包括：
在衬底上形成底部抗反射涂覆BARC层，其中，所述BARC层包括有机聚合物和反应性化学基团，所述反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，所述反应性化学基团键合至所述有机聚合物；
在所述BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂MePR层，其中，所述MePR层对极紫外EUV辐射是敏感的；
对所述MePR层和所述BARC层执行第一烘烤工艺，从而使所述MePR层的金属化学结构与所述BARC层的反应性化学结构反应，并在所述MePR层和所述BARC层之间形成界面层；
使用所述EUV辐射对所述MePR层执行曝光工艺；以及
显影所述MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括：执行第一蚀刻工艺，以将所述经图案化的光致抗蚀剂层的图案转移到所述衬底上的下层。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述有机聚合物包括下列项中的至少一项：聚苯乙烯PS、聚羟基苯乙烯PHS树脂聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、以及聚丙烯酸甲酯PMA。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述反应性化学基团包括下列项中的至少一项：单齿、双齿、三齿、六齿、及其组合。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述BARC层还包括光酸产生剂PAG，这些PAG键合至所述BARC层的所述有机聚合物。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述PAG包括三苯基锍三氟甲磺酸盐。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述界面层化学键合至所述MePR层和所述BARC层。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述界面层包括从由下列项组成的组选择的金属：锡Sn、钴Co、镍Ni、铁Fe、钌Ru和铑Rh。
9. 根据权利要求7所述的方法，其中，所述界面层的厚度在0.5 nm和2 nm之间的范围内。
10.根据权利要求1所述的方法，还包括：在涂覆所述MePR层之前对所述BARC层执行第二烘烤工艺，其中，所述第二烘烤工艺的烘烤温度高于所述第一烘烤工艺的烘烤温度。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一烘烤工艺使所述BARC层和所述MePR层在所述金属化学结构与所述反应性化学基团之间具有脱水反应。
12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一烘烤工艺使所述BARC层和所述MePR层在所述金属化学结构与所述反应性化学基团之间具有缩合反应。
13.一种用于半导体器件制造的方法，包括：
在半导体衬底上形成下层；
在所述下层上形成底部抗反射涂覆BARC层，其中，所述BARC层包括有机聚合物、含氟光酸产生剂PAG和反应性化学基团，所述反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，所述反应性化学基团和所述含氟PAG键合至所述有机聚合物；
在所述BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂MePR层，其中，所述MePR层对极紫外EUV辐射是敏感的；
对所述MePR层和所述BARC层执行烘烤工艺，从而使所述MePR层的金属与所述BARC层的反应性化学结构反应以在所述MePR层和所述BARC层之间形成界面层，其中，所述界面层包括所述金属与所述反应性化学基团之间的化学键；
使用所述EUV辐射对所述MePR层执行曝光工艺；以及
显影所述MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
14.根据权利要求13所述的方法，还包括：执行第一蚀刻工艺，以将所述经图案化的光致抗蚀剂层的图案转移到所述衬底上的下层。
15.根据权利要求13所述的方法，其中：
所述有机聚合物包括下列项中的至少一项：聚苯乙烯PS、聚羟基苯乙烯PHS树脂聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、以及聚丙烯酸甲酯PMA；
所述反应性化学基团包括下列项中的至少一项：单齿、双齿、三齿、六齿、及其组合；并且
所述PAG包括三苯基锍三氟甲磺酸盐。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述界面层包括从由下列项组成的组选择的金属：锡Sn、钴Co、镍Ni、铁Fe、钌Ru和铑Rh。
17. 根据权利要求13所述的方法，其中，所述界面层的厚度在0.5 nm和2 nm之间的范围内。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，针对所述MePR层和所述BARC层的所述烘烤工艺是第一烘烤工艺，所述方法还包括：在涂覆所述MePR层之前对所述BARC层执行第二烘烤工艺，其中，所述第二烘烤工艺的烘烤温度高于所述第一烘烤工艺的烘烤温度。
19.一种用于半导体器件制造的方法，包括：
在半导体衬底上形成底部抗反射涂覆BARC层，其中，所述BARC层包括有机聚合物、含氟光酸产生剂PAG和反应性化学基团，所述反应性化学基团具有螯合配体和封端单体中的至少一项，其中，所述反应性化学基团和所述含氟PAG键合至所述有机聚合物；
在所述BARC层上涂覆含金属光致抗蚀剂MePR层，其中，所述MePR层对极紫外EUV辐射是敏感的；
对所述MePR层和所述BARC层执行烘烤工艺，从而使所述MePR层的金属与所述BARC层的反应性化学结构反应，以在所述金属与所述反应性化学基团之间形成化学键；
使用所述EUV辐射对所述MePR层执行曝光工艺；以及
显影所述MePR层以形成经图案化的光致抗蚀剂层。
20.根据权利要求19所述的方法，其中，
所述有机聚合物包括下列项中的至少一项：聚苯乙烯PS、聚羟基苯乙烯PHS树脂聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、以及聚丙烯酸甲酯PMA；
所述反应性化学基团包括下列项中的至少一项：单齿、双齿、三齿、六齿、及其组合；
所述PAG包括三苯基锍三氟甲磺酸盐；并且
所述金属包括下列项中的至少一项：锡Sn、钴Co、镍Ni、铁Fe、钌Ru和铑Rh。
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