[發明專利]涂層的形成方法

有效

• 申請號: 201410114618.0
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN104952704B
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 章國偉
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/027
• 分類號: H01L21/027;G03F7/16
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司11227
• 代理人: 駱蘇華

技術領域

本發明涉及半導體制造領域技術，特別涉及一種涂層的形成方法。

背景技術

半導體制造工藝中，通過一系列的光刻、刻蝕、摻雜、沉積、平坦化以及清洗等工藝在半導體襯底上形成具有各種功能的集成電路，其中，用于定義刻蝕或摻雜區域的光刻工藝起著十分重要的作用。

在光刻工藝中，首先，采用旋轉涂覆工藝（spin-on-coating）在半導體襯底表面形成光刻膠層；然后，將所述光刻膠層進行烘烤后置于曝光設備中，通過曝光工藝對所述光刻膠層進行曝光，將掩膜版上的圖形轉移到光刻膠層中；接著，對曝光后的光刻膠層進行曝光后烘烤，并通過顯影工藝進行顯影，在光刻膠層中形成光刻圖形。

然而，隨著待形成的光刻膠層的厚度越厚，形成的光刻膠層的厚度均勻性越差，這將影響后續的曝光工藝或其他工藝，造成曝光工藝線寬發生改變，造成半導體生產良率下降。

同樣的，利用旋轉涂覆工藝在半導體襯底表面形成其他涂層時，例如，在聚酰亞胺的旋轉涂覆工藝中，隨著待形成的涂層的厚度越厚，形成的聚酰亞胺層的厚度均勻性越差。

發明內容

本發明解決的問題是提供一種涂層的形成方法，防止由于形成的涂層厚度較厚時出現厚度不均的問題，提高形成的涂層厚度的均勻性。

為解決上述問題，本發明提供一種涂層的形成方法，包括：提供半導體襯底，向所述半導體襯底表面噴灑涂層材料，所述涂層材料具有第一流動性；采用第一速率旋轉所述半導體襯底進行第一旋涂工藝，使涂層材料覆蓋于半導體襯底表面形成初始涂層；對所述覆蓋于半導體襯底表面的涂層材料進行第一烘烤處理，在半導體襯底表面依次形成第一材料層以及第二材料層，其中，第一材料層的材料具有第二流動性，且所述第二流動性小于第一流動性，第二材料層的材料具有第三流動性，且所述第三流動性大于第二流動性、小于或等于第一流動性；采用第二速率旋轉所述半導體襯底進行第二旋涂工藝，使具有第三流動性的第二材料層的材料在第一材料層表面流動，直至形成具有均勻厚度的第三材料層；對所述第一材料層和第三材料層進行第二烘烤處理，形成位于半導體襯底表面的涂層。

可選的，在所述第一旋涂工藝之后，對所述半導體襯底進行第一烘烤處理。

可選的，在所述第一旋涂工藝之后第二烘烤處理之前，重復進行若干次第一烘烤處理，且在每次第一烘烤處理后進行第二涂布工藝，在第二烘烤處理之前形成具有均勻厚度的第三材料層。

可選的，在所述第一旋涂工藝之后第二烘烤處理之前，重復進行3次第一烘烤處理的步驟包括：對半導體襯底進行第一次第一烘烤處理，在半導體襯底表面依次形成第二材料層和第四材料層；對所述半導體襯底進行第一次第二旋涂工藝，將第四材料層轉化為第五材料層；對半導體襯底進行第二次第一烘烤處理，使第二材料層的厚度增加轉化為第六材料層，第五材料層的厚度減小轉化為第七材料層；對半導體襯底進行第二次第二旋涂工藝，將第七材料層轉化為第八材料層；對半導體襯底進行第三次第一烘烤處理，使第六材料層厚度增加轉化為第一材料層，第八材料層厚度減小轉化為第九材料層；對所述半導體襯底進行第三次第二旋涂工藝，將第九材料層轉化為具有均勻厚度的第三材料層。

可選的，所述第二次第二旋涂工藝的旋涂速率大于第一次第二旋涂工藝的旋涂速率，所述第三次第二旋涂工藝的旋涂速率大于第二次第二旋涂工藝的旋涂速率。

可選的，所述第一烘烤處理為快速烘烤。

可選的，所述快速烘烤的工藝參數為：烘烤溫度為90℃至200℃，烘烤時長為1S至300S。

可選的，同時進行所述第一旋涂工藝和第一烘烤處理。

可選的，所述第一烘烤處理的工藝參數為：烘烤溫度為90℃至200℃，烘烤時長為1S至300S。

可選的，所述第二速率大于第一速率。

可選的，所述第一速率為400轉/分至1000轉/分，所述第二速率為1000轉/分至2000轉/分。

可選的，所述涂層的材料為光刻膠或聚酰亞胺。

可選的，所述涂層的厚度為50μm至5000μm。

可選的，所述涂層材料位于半導體襯底表面的中央區域。

可選的，所述第二烘烤處理的工藝參數為：烘烤溫度為100度至400度，烘烤時長為100S至1000S。

與現有技術相比，本發明的技術方案具有以下優點：