[发明专利]涂层的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域技术，特别涉及一种涂层的形成方法。

背景技术

半导体制造工艺中，通过一系列的光刻、刻蚀、掺杂、沉积、平坦化以及清洗等工艺在半导体衬底上形成具有各种功能的集成电路，其中，用于定义刻蚀或掺杂区域的光刻工艺起着十分重要的作用。

在光刻工艺中，首先，采用旋转涂覆工艺（spin-on-coating）在半导体衬底表面形成光刻胶层；然后，将所述光刻胶层进行烘烤后置于曝光设备中，通过曝光工艺对所述光刻胶层进行曝光，将掩膜版上的图形转移到光刻胶层中；接着，对曝光后的光刻胶层进行曝光后烘烤，并通过显影工艺进行显影，在光刻胶层中形成光刻图形。

然而，随着待形成的光刻胶层的厚度越厚，形成的光刻胶层的厚度均匀性越差，这将影响后续的曝光工艺或其他工艺，造成曝光工艺线宽发生改变，造成半导体生产良率下降。

同样的，利用旋转涂覆工艺在半导体衬底表面形成其他涂层时，例如，在聚酰亚胺的旋转涂覆工艺中，随着待形成的涂层的厚度越厚，形成的聚酰亚胺层的厚度均匀性越差。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种涂层的形成方法，防止由于形成的涂层厚度较厚时出现厚度不均的问题，提高形成的涂层厚度的均匀性。

为解决上述问题，本发明提供一种涂层的形成方法，包括：提供半导体衬底，向所述半导体衬底表面喷洒涂层材料，所述涂层材料具有第一流动性；采用第一速率旋转所述半导体衬底进行第一旋涂工艺，使涂层材料覆盖于半导体衬底表面形成初始涂层；对所述覆盖于半导体衬底表面的涂层材料进行第一烘烤处理，在半导体衬底表面依次形成第一材料层以及第二材料层，其中，第一材料层的材料具有第二流动性，且所述第二流动性小于第一流动性，第二材料层的材料具有第三流动性，且所述第三流动性大于第二流动性、小于或等于第一流动性；采用第二速率旋转所述半导体衬底进行第二旋涂工艺，使具有第三流动性的第二材料层的材料在第一材料层表面流动，直至形成具有均匀厚度的第三材料层；对所述第一材料层和第三材料层进行第二烘烤处理，形成位于半导体衬底表面的涂层。

可选的，在所述第一旋涂工艺之后，对所述半导体衬底进行第一烘烤处理。

可选的，在所述第一旋涂工艺之后第二烘烤处理之前，重复进行若干次第一烘烤处理，且在每次第一烘烤处理后进行第二涂布工艺，在第二烘烤处理之前形成具有均匀厚度的第三材料层。

可选的，在所述第一旋涂工艺之后第二烘烤处理之前，重复进行3次第一烘烤处理的步骤包括：对半导体衬底进行第一次第一烘烤处理，在半导体衬底表面依次形成第二材料层和第四材料层；对所述半导体衬底进行第一次第二旋涂工艺，将第四材料层转化为第五材料层；对半导体衬底进行第二次第一烘烤处理，使第二材料层的厚度增加转化为第六材料层，第五材料层的厚度减小转化为第七材料层；对半导体衬底进行第二次第二旋涂工艺，将第七材料层转化为第八材料层；对半导体衬底进行第三次第一烘烤处理，使第六材料层厚度增加转化为第一材料层，第八材料层厚度减小转化为第九材料层；对所述半导体衬底进行第三次第二旋涂工艺，将第九材料层转化为具有均匀厚度的第三材料层。

可选的，所述第二次第二旋涂工艺的旋涂速率大于第一次第二旋涂工艺的旋涂速率，所述第三次第二旋涂工艺的旋涂速率大于第二次第二旋涂工艺的旋涂速率。

可选的，所述第一烘烤处理为快速烘烤。

可选的，所述快速烘烤的工艺参数为：烘烤温度为90℃至200℃，烘烤时长为1S至300S。

可选的，同时进行所述第一旋涂工艺和第一烘烤处理。

可选的，所述第一烘烤处理的工艺参数为：烘烤温度为90℃至200℃，烘烤时长为1S至300S。

可选的，所述第二速率大于第一速率。

可选的，所述第一速率为400转/分至1000转/分，所述第二速率为1000转/分至2000转/分。

可选的，所述涂层的材料为光刻胶或聚酰亚胺。

可选的，所述涂层的厚度为50μm至5000μm。

可选的，所述涂层材料位于半导体衬底表面的中央区域。

可选的，所述第二烘烤处理的工艺参数为：烘烤温度为100度至400度，烘烤时长为100S至1000S。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：