[发明专利]光刻方法以及工艺腔室

说明书

技术领域

本发明涉及半导体领域，具体涉及一种光刻方法以及工艺腔室。

背景技术

随着集成电路上的晶体管密度不断提高，半导体制造的关键尺寸(CD)不断缩小，对光刻精度的要求也越来越高。

为了提高光刻工艺的精度，在涂布光刻胶之前，需要在晶圆表面涂布一层平坦层，以减小晶圆表面的凹凸不平造成光刻精度下降的问题。平坦层的材料通常为粘滞性较强的有机溶液，现有技术采用与涂布光刻胶相同的旋涂设备涂布所述有机溶液，涂布于晶圆上的有机溶液经过后续烘培步骤后形成固状的平坦层。

现有技术形成的平坦层中容易产生气泡(bubble)，而平坦层中的气泡会影响光刻精度，进而影响在晶圆上形成的半导体器件的性能。

此外，在形成光刻胶的过程中，同样存在光刻胶中形成有气泡的问题，也会影响光刻精度。

因此，如何减少诸如平坦层或光刻胶等的光刻材料层中的气泡，以提高光刻精度，成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种光刻方法以及工艺腔室，减少光刻材料层中气泡的数量，以提高光刻精度。

为解决上述问题，本发明提供一种光刻方法，包括：

提供晶圆；

将晶圆放入涂布腔室中，将涂布腔室中的气压设置为第一气压，在所述晶圆表面进行第一旋涂，在所述晶圆表面覆盖光刻材料层；

进行第一旋涂之后，进行第一降压步骤，使涂布腔室中的气压从第一气压下降为第二气压；

使涂布腔室中的气压恢复为第一气压，在所述晶圆表面进行第二旋涂，所述第二旋涂的步骤中晶圆的转速大于第一旋涂步骤中晶圆的转速；

对所述光刻材料层进行固化处理；

对覆盖有光刻材料层的晶圆进行光刻。

可选的，所述涂布腔室与一排气腔室相连，所述涂布腔室与所述排气腔室之间设置有阀门，用于控制所述排气腔室与所述涂布腔室的连通或隔断；

所述排气腔室设置有真空泵，用于在阀门打开时将所述涂布腔室中的气体抽入排气腔室并排出；

在进行第一旋涂的步骤之前，关闭所述阀门；

在进行第一降压的步骤中，打开所述阀门，使真空泵工作以排出排气腔室以及转涂布腔室中的气体；

在进行第一降压的步骤之后，关闭所述阀门，使涂布腔室中的气压恢复为第一气压。

可选的，在所述晶圆表面上进行第一旋涂的过程中，在所述晶圆表面分滴光刻材料层，使所述晶圆的转速在100到500转每分钟的范围内。

可选的，在所述晶圆表面上进行第二旋涂的过程中，使所述晶圆的转速在1500到6000转每分钟的范围内。

可选的，在所述晶圆表面进行第二旋涂以后，对所述光刻材料层进行固化处理之前，还包括：进行第二降压步骤，在所述第二降压步骤中，打开所述阀门，使真空泵工作以排出排气腔室以及涂布腔室中的气体。

可选的，将晶圆放入涂布腔室之前，使真空泵工作以排出排气腔室中的气体，直到第一降压步骤结束。

可选的，所述光刻材料层为平坦层，在对所述光刻材料层进行固化处理之后，还包括：在光刻材料层上形成图形化的掩模层，以所述图形化的掩模层为掩模，对所述晶圆进行刻蚀。

可选的，在对所述光刻材料层进行固化处理之后，在所述光刻材料层上形成底部抗反射层，所述图形化的掩模层形成于所述底部抗反放射层上。

可选的，所述光刻材料层为光刻胶，在对所述光刻材料层进行固化处理之后，以所述光刻胶为掩模，对所述晶圆进行刻蚀。

本发明还提供一种工艺腔室，包括：

涂布腔室，用于进行旋涂工艺；

排气腔室，与所述涂布腔室相连，用于在与所述涂布腔室连通时降低所述涂布腔室中的气压；

所述排气腔室与所述涂布腔室之间设置有阀门，用于控制所述排气腔室与所述涂布腔室的连通或隔断。

可选的，所述排气腔室设置有真空泵，用于在所述阀门打开将所述涂布腔室中的气体抽入排气腔室并排出。

可选的，所述排气腔室位于所述涂布腔室下方，所述涂布腔室内设置有晶圆托盘，所述阀门位于所述晶圆托盘下方。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

本发明的光刻方法在所述晶圆表面进行第一旋涂，在所述晶圆表面覆盖光刻材料层后，进行第一降压步骤，使涂布腔室中的气压从第一气压下降为第二气压；光刻材料层中的气泡由于内部气压高而外部气压低因而被挤出或破掉，这样经过后续第二旋涂、固化处理后的光刻材料层中不容易存在气泡，能够有效提高光刻的精度。