利用扩散阻挡层的增强EUV下层效应的制作方法

本公开内容总体上涉及半导体加工领域，特别是极紫外(euv)光致抗蚀剂(pr)光刻技术和材料。

背景技术：

1、随着半导体制造的不断进步，特征尺寸不断缩小，并且需要新的处理方法。正在取得进展的一个领域是图案化(例如使用对光刻辐射敏感的光致抗蚀剂材料进行图案化)背景。

2、这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。在此背景技术部分中描述的范围内的当前指定的发明人的工作以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

技术实现思路

1、本文中的各种实施方案涉及用于在衬底上沉积扩散阻挡层、或包括扩散阻挡层的堆叠件的方法、材料、装置和系统。可提供扩散阻挡层，以减少或避免在一方向上的扩散，从而促进在另一方向上的扩散。该扩散控制促进了不稳定物质如所需地在材料堆叠件中的移动。这样的移动可用于增强相关材料的所需性质。

2、在所公开的实施方案的一方面中，提出了一种图案化结构，该图案化结构包括：衬底，其包括部分制造的半导体设备膜堆叠件；辐射敏感成像层，其设置于该衬底上方；下方层，其位于该辐射敏感成像层下方，该下方层包括不稳定物质；硬掩模层，其位于该下方层下方；以及扩散阻挡层，其位于该下方层与该硬掩模层之间，该扩散阻挡层包括扩散阻挡材料，该扩散阻挡材料使该不稳定物质从该下方层至该硬掩模层中的扩散减少。

3、在各种实现方案中，该扩散阻挡材料可包括选自于由氧化物材料、氮化物材料、碳化物材料、硅、硅化物(silicide)材料、硫化物材料、含金属材料或其组合所构成的群组的材料。例如，在一些示例中，该扩散阻挡层可包括该氧化物材料。在一些这样的示例中，该氧化物材料可为选自于由金属氧化物、硅氧化物、金属氮氧化物、硅氮氧化物、金属碳氧化物、硅碳氧化物或其组合所构成的群组的材料。在一些这样的示例中，该氧化物材料可为金属氧化物。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡材料可包括选自于由铝、钛、钼、钨、锡或其组合所构成的群组的金属。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡材料可包括该氮化物材料。在一些这样的示例中，该氮化物材料可为选自于由金属氮化物、硅氮化物、金属氮氧化物、硅氮氧化物或其组合所构成的群组的材料。在一些这样的示例中，该氮化物可为金属氮化物。在一些这样的示例中，该扩散阻挡材料可包括选自于由铝、钼、钨、锡或其组合所构成的群组的金属。在一些示例中，该扩散阻挡材料可包括硅氮化物。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡材料可包括该碳化物材料。在一些这样的实施方案中，该碳化物材料可为选自于由金属碳化物、硅碳化物、金属碳氧化物、硅碳氧化物或其组合所构成的群组的材料，以及任选地其中该扩散阻挡材料包括选自于由铝、钛、钼、钨、锡或其组合所构成的群组的金属。在一些这样的示例中，该扩散阻挡材料包括该硅碳化物。在一些这样的示例中，该硅碳化物可为掺杂的。例如，该硅碳化物可掺杂有氮和氧中的至少一者。

4、在各种实现方案中，该不稳定物质可为氢。在这些或其它实施方案中，该辐射敏感成像层可包括光致抗蚀剂材料。在一些这样的示例中，该光致抗蚀剂材料可为含金属光致抗蚀剂材料。在一些这样的示例中，该光致抗蚀剂材料是含金属有机(metal-organic-containing)光致抗蚀剂材料。

5、该下方层可具有各种各样的成分。在各种实施方案中，该下方层可包括含氢碳层，该含氢碳层包括至少一种掺杂剂，其中该至少一种掺杂剂选自于由氧、硅、氮、钨、硼、碘、氯或其组合所构成的群组的掺杂剂。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡层可使用基于气相的干式沉积技术或使用基于液相的湿式沉积技术来沉积。在各种实施方案中，该扩散阻挡层可使该不稳定物质从该下方层至该硬掩模层中的扩散减少至少约60％。在这样的示例中，该扩散阻挡层可使该不稳定物质从该下方层至该硬掩模层中的扩散减少至少约90％。

6、在所公开的实施方案的另一方面中，提出了一种图案化结构的制造方法，该方法包括：提供衬底，该衬底上面具有硬掩模层；沉积扩散阻挡层在该硬掩模层上方，该扩散阻挡层包括扩散阻挡材料；沉积下方层在该扩散阻挡层上方，该下方层包括不稳定物质；以及沉积辐射敏感成像层在该下方层上方，其中该扩散阻挡层使该不稳定物质从该下方层至该硬掩模层中的扩散减少。

7、在各种实现方案中，该扩散阻挡材料可包括选自于由氧化物材料、氮化物材料、碳化物材料、硅、硅化物材料、硫化物材料、含金属材料或其组合所构成的群组的材料。例如，在一些示例中，该扩散阻挡层可包括该氧化物材料。在一些这样的示例中，该氧化物材料可为选自于由金属氧化物、硅氧化物、金属氮氧化物、硅氮氧化物、金属碳氧化物、硅碳氧化物或其组合所构成的群组的材料。在一些这样的示例中，该氧化物可为金属氧化物。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡材料可包括选自于由铝、钛、钼、钨、锡或其组合所构成的群组的金属。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡材料可包括该氮化物材料。在一些这样的示例中，该氮化物材料可为选自于由金属氮化物、硅氮化物、金属氮氧化物、硅氮氧化物或其组合所构成的群组的材料。在一些这样的示例中，该氮化物可为金属氮化物。在一些这样的示例中，该扩散阻挡材料可包括选自于由铝、钼、钨、锡或其组合所构成的群组的金属。在一些示例中，该扩散阻挡材料可包括硅氮化物。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡材料可包括该碳化物材料。在一些这样的实施方案中，该碳化物材料可为选自于由金属碳化物、硅碳化物、金属碳氧化物、硅碳氧化物或其组合所构成的群组的材料，以及任选地其中该扩散阻挡材料包括选自于由铝、钛、钼、钨、锡或其组合所构成的群组的金属。在一些这样的示例中，该扩散阻挡材料包括该硅碳化物。在一些这样的示例中，该硅碳化物可为掺杂的。例如，该硅碳化物可掺杂有氮和氧中的至少一者。

8、在各种实现方案中，该不稳定物质可为氢。在这些或其它实施方案中，该辐射敏感成像层可包括光致抗蚀剂材料。在一些这样的示例中，该光致抗蚀剂材料可为含金属光致抗蚀剂材料。在一些这样的示例中，该光致抗蚀剂材料是含金属有机光致抗蚀剂材料。

9、该下方层可具有各种各样的成分。在各种实施方案中，该下方层可包括含氢碳层，该含氢碳层包括至少一种掺杂剂，其中该至少一种掺杂剂选自于由氧、硅、氮、钨、硼、碘、氯或其组合所构成的群组的掺杂剂。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡层可使用基于气相的干式沉积技术或使用基于液相的湿式沉积技术而沉积。在各种实施方案中，该扩散阻挡层可使该不稳定物质从该下方层至该硬掩模层中的扩散减少至少约60％。在这样的示例中，该扩散阻挡层可使该不稳定物质从该下方层至该硬掩模层中的扩散减少至少约90％。

10、在所公开的实施方案的另一方面中，提出了一种在衬底上制造图案化结构的装置，该装置包括：处理室，其包括衬底支撑件；处理气体源，其与该处理室及相关的流动控制硬件相连接；以及控制器，其具有处理器和存储器，其中该处理器和该存储器彼此通信连接，该处理器至少可操作地连接至该流动控制硬件，及该存储器储存用于使本文中所述或所要求保护的所述方法中的任一者发生的计算机可执行指令。

11、例如，在一实施方案中，该存储器可储存用于执行下列项的计算机可执行指令：提供衬底至该处理室，该衬底上面具有硬掩模层；在该硬掩模层上方沉积扩散阻挡层，该扩散阻挡层包括扩散阻挡材料；在该扩散阻挡层上方沉积下方层，该下方层包括不稳定物质；以及在该下方层上方沉积辐射敏感成像层，其中该扩散阻挡层使该不稳定物质从该下方层至该硬掩模层中的扩散减少。

12、在相关实施方案中，该存储器可储存这些指令的子集(例如，以沉积该扩散阻挡层)，任选地与本文中所述的任何其它指令结合。

13、在各种实现方案中，该扩散阻挡材料可包括选自于由氧化物材料、氮化物材料、碳化物材料、硅、硅化物材料、硫化物材料、含金属材料或其组合所构成的群组的材料。例如，在一些示例中，该扩散阻挡层可包括该氧化物材料。在一些这样的示例中，该氧化物材料可为选自于由金属氧化物、硅氧化物、金属氮氧化物、硅氮氧化物、金属碳氧化物、硅碳氧化物或其组合所构成的群组的材料。在一些这样的示例中，该氧化物可为金属氧化物。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡材料可包括选自于由铝、钛、钼、钨、锡或其组合所构成的群组的金属。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡材料可包括该氮化物材料。在一些这样的示例中，该氮化物材料可为选自于由金属氮化物、硅氮化物、金属氮氧化物、硅氮氧化物或其组合所构成的群组的材料。在一些这样的示例中，该氮化物可为金属氮化物。在一些这样的示例中，该扩散阻挡材料可包括选自于由铝、钼、钨、锡或其组合所构成的群组的金属。在一些示例中，该扩散阻挡材料可包括硅氮化物。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡材料可包括该碳化物材料。在一些这样的实施方案中，该碳化物材料可为选自于由金属碳化物、硅碳化物、金属碳氧化物、硅碳氧化物或其组合所构成的群组的材料，及任选地其中该扩散阻挡材料包括选自于由铝、钛、钼、钨、锡或其组合所构成的群组的金属。在一些这样的示例中，该扩散阻挡材料包括该硅碳化物。在一些这样的示例中，该硅碳化物可为掺杂的。例如，该硅碳化物可掺杂有氮和氧中的至少一者。

14、在各种实现方案中，该不稳定物质可为氢。在这些或其它实施方案中，该辐射敏感成像层可包括光致抗蚀剂材料。在一些这样的示例中，该光致抗蚀剂材料可为含金属光致抗蚀剂材料。在一些这样的示例中，该光致抗蚀剂材料是含金属有机光致抗蚀剂材料。

15、该下方层可具有各种各样的成分。在各种实施方案中，该下方层可包括含氢碳层，该含氢碳层包括至少一种掺杂剂，其中该至少一种掺杂剂是选自于由氧、硅、氮、钨、硼、碘、氯或其组合所构成的群组的掺杂剂。在这些或其它实施方案中，该扩散阻挡层可使用基于气相的干式沉积技术或使用基于液相的湿式沉积技术而沉积。在各种实施方案中，该扩散阻挡层可使该不稳定物质从该下方层至该硬掩模层中的扩散减少至少约60％。在这样的示例中，该扩散阻挡层可使该不稳定物质从该下方层至该硬掩模层中的扩散减少至少约90％。

16、以下参考附图以进一步描述这些以及其它方面。