[發明專利]一種DARC薄膜的低溫沉積方法

在審

• 申請號: 201611219771.5
• 申請日: 2016-12-26
• 公開（公告）號: CN106783546A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張高升;曾慶鍇;胡淼龍;蔣志超;萬先進
• 申請（專利權）人: 武漢新芯集成電路制造有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;C23C16/50;C23C16/30
• 代理公司: 上海申新律師事務所31272
• 代理人: 俞滌炯

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種DARC薄膜的低溫沉積方法。

背景技術

抗蝕劑在曝光過程中由于其折射率和基底材料折射率不匹配，在基底表面產生的反射光和入射光相互干渉而形成駐波。光強的駐波分布使抗蝕劑內部的光敏化合物(Photo Active Compound，PAC)的濃度也呈駐波分布，從而使抗蝕劑在顯影后邊緣輪廓有一定的起伏。

抑制駐波效應的方法有很多，采用抗反射涂層(Anti Reflective Coating，ARC)是目前應用較廣泛的工藝，圖1為現有技術中用于消除駐波效應的典型光刻結構，采用底部抗反射涂層9(Bottom Anti Reflective Coating,BARC)+介電抗反射涂層10(Dielectric Anti Reflective Coating，DARC)組合調節基底光學參數，降低駐波效應對光刻的影響，具體的，通過等離子體增強化學氣相沉積法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)在位于晶元最上層的BARC層的上表面生成DARC層，光刻膠層11(Photoresist，PR)位于DARC層的上表面，PR層11上表面可選擇的生成頂部防反射涂層12(Top Anti Reflective Coating，TARC)。

在晶元上形成ARC時常采用等離子體增強化學氣相沉積法(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition，PECVD)，其原理是：是借助微波或射頻等使含有薄膜組成原子的氣體，在局部形成等離子體，而等離子體化學活性很強，很容易發生反應，在基片上沉積出所期望的薄膜。通常采用一PECVD反應器5，在PECVD反應器5內設置至少四個反應基座6，每個反應基座6上分別設有具有溫控裝置，晶元1放置在反應基座6上，在晶元1的上下兩側分別設置上電極和下電極，所述上電極和所述下電極分別連接高頻功率源和低頻功率源以在PECVD反應器5內形成等離子體，利用等離子體放電促使氣體分子的分解、化合、促進反應活性基因(次生分子)生成，同時為擴散至襯底表面的次生提供能量，使它們在沒有高襯底溫度條件下進一步沿襯底表面擴散形成薄膜。

圖2為現有技術中用于消除駐波效應的典型裝置，其目的是在晶元最上方的BARC層的上表面形成DARC層，采用環形流水線作業模式，晶元1被機械手2從第一等待位3傳送到進口4處，從第二輸入口4處進入PECVD反應器5內，PECVD反應器5內設有中心對稱的四個反應基座6，晶元1順序經過四個反應基座6的位置完成薄膜(DARC層)的整個生長過程后從第二輸出口7處被送出，晶元1在每個反應基座6上的反應時間均為DARC層的完整生長周期的四分之一，從而有效提高生產效率，最后晶元1被機械2手傳送到第二等待位8。

但是，BARC層為柔性材料，在柔性襯底上沉積薄膜易形成扭曲，使用流水型生長模式，晶元在PECVD反應器的腔體內進行傳送的過程中，考慮到BARC層的特性，需要采用較低的溫度沉積DARC層以避免生成的DARC層薄膜產生缺陷，現有技術無法解決上述問題。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明提供了一種能夠在低溫下下提高薄膜質量的DARC薄膜的低溫沉積方法。

一種DARC薄膜的低溫沉積方法，適用于在晶元表面的BARC層上形成DARC層；提供一等離子體增強化學氣相沉積反應器，所述等離子體增強化學氣相沉積反應器內設有反應基座，所述方法包括：

步驟S1、向所述等離子體增強化學氣相沉積反應器內輸入用于生成所述DARC層的反應物；

步驟S2、所述晶元在所述反應基座上按照第一預設參數進行預沉積操作；

步驟S3、在完成所述預沉積操作后的所述晶元表面按照第二預設參數進行主沉積操作；

步驟S4、在完成所述主沉積操作的所述晶元表面按照第三預設參數進行自檢沉積操以形成所述DARC層。

優選的，所述反應物包括SiH4氣體、N2O氣體以及N2氣體。

優選的，所述第一預設參數包括：

所述等離子體增強化學氣相沉積反應器內的溫度為210℃；

所述等離子體增強化學氣相沉積反應器內的壓強為1.7Torr；

所述預沉積操作的時間為1S；

高頻功率源的功率值為594W；

反應物SiH4氣體的流速為720sccm；

反應物N2O氣體的流速為400sccm；

反應物N2氣體的流速為8800sccm。