[发明专利]形成膜层的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制造领域，尤其涉及形成膜层的方法。

背景技术

随着半导体器件的集成度提高，半导体器件的线宽要求越来越小，关键尺寸的控制也越来越重要，当然对刻蚀工艺的要求也越来越高。为了满足光刻的要求，除了在光刻机设备方面的不断升级换代以外，人们还使用抗反射层(ARC)来提高光刻的质量和精度。抗反射层的作用是：防止光线通过光刻胶后在晶圆界面发生反射，因为反射回光刻胶的光线会与入射光发生干涉，导致光刻胶不能均匀曝光。抗反射层的发展经过了顶部抗反射层(TARC)和底部抗反射层(BARC)两个阶段。

目前主要使用的是底部抗反射层，底部抗反射层具有以下优点：成本低、折射率重复性好、平面性好。一般底部抗反射层的折射率要与光刻胶匹配，这样可以消除入射光在光刻胶-有机底部抗反射层界面的反射；此外，底部抗反射层还可以吸收光线，所以光线在通过底部抗反射层时就已经被吸收了，而不会到达下一个界面发生反射。

现有在形成半导体器件图形过程中涂覆底部抗反射层的工艺，具体步骤如图1A所示，提供晶圆100，所述晶圆100上包含有硅化物层102，其中形成硅化物层102的方法为化学气相沉积法；在硅化物层102上形成底部抗反射层104，用以防止后续曝光工艺中入射光反射回光刻胶层中，影响光刻胶层的性质。在形成底部抗反射层104过程中，先将底部抗反射层104涂覆至硅化物层102上，然后将包含有底部抗反射层104的晶圆100放入烘烤装置中的200℃～350℃的热板上，烘烤底部抗反射层102；接着将晶圆100从烘烤装置中取出，再放入冷却装置中20℃～25℃的冷板上，冷却底部抗反射层102。

如图1B所示，用旋涂法在底部抗反射层104上涂覆光刻胶106；然后用激光束将光罩上的图形转移至光刻胶106上；用显影液对光刻胶106上的图形进行显影，形成图形开口107。

如图1C所示，以光刻胶106为掩膜，采用干法蚀刻法依次刻蚀底部抗反射层104和硅化物层102。

如图1D所示，先用灰化法去除光刻胶106，但仍会有光刻胶残留；然后用湿法蚀刻法去除光刻胶106残留和底部抗反射层104，在硅化物层102上形成半导体器件图形109。

在如下中国专利申请02141023还可以发现更多与上述技术方案相关的信息，先在热板上烘烤底部抗反射层，然后再在冷板上冷却底部抗反射层。

现有技术在形成底部抗反射层过程中，晶圆容易发生破成两半的状况(如图2所示)。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种形成膜层的方法，减少晶圆破裂的可能性，提高晶圆质量。

为解决上述问题，本发明提供一种形成膜层的方法，包括下列步骤：将带有膜层的晶圆放置于热板上，烘烤膜层；将晶圆悬置于气体中，缓冲温差；将晶圆放置于冷板上，冷却膜层。

可选的，所述气体为空气。晶圆悬置于空气中的时间为8秒～20秒。所述空气环境为常温常压。所述将晶圆悬置于空气中包括：升高冷板上的三个支撑脚，将晶圆放置于三个支撑脚上，且与冷板不接触。所述将晶圆悬置于空气中包括：将晶圆放置于空气室中的平台上。

可选的，所述热板的材料为金属，具体为阳极氧化铝。所述热板的温度为200℃～350℃。

可选的，所述冷板的材料为金属，具体为阳极氧化铝。所述冷板的温度为20℃～25℃。将晶圆放置于冷板上还包括：将晶圆放置于冷板的三个支撑脚上，降低三个支撑脚，使晶圆与冷板接触。

可选的，所述膜层为底部抗反射层。

与现有技术相比，上述方案具有以下优点：在将带有膜层的晶圆在热板上烘烤膜层后，使晶圆悬置于气体中，缓冲温差，然后再将带有膜层的晶圆放置于冷板上冷却膜层。由于气体的热传导系数比金属冷板要低，可以起到缓解晶圆温度急剧下降，有效降低热应力的产生，从而减少晶圆破裂事件的发生。

附图说明

图1A至图1D是现有形成半导体器件图形过程中涂覆底部抗反射层的示意图；

图2是现有技术形成底部抗反射层过程中造成晶圆破裂的示意图；

图3是本发明形成膜层过程中减少晶圆破裂的流程图；

图4A至图4D是本发明形成半导体器件图形过程中形成底部抗反射层的示意图。

具体实施方式

本发明在将带有膜层的晶圆在热板上烘烤膜层后，使晶圆悬置于气体中，缓冲温差，然后再将带有膜层的晶圆放置于冷板上冷却膜层。由于气体的热传导系数比金属冷板要低，可以起到缓解晶圆温度急剧下降，有效降低热应力的产生，从而减少晶圆破裂事件的发生。

下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。