專利名稱：提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體元件集成度提高，半導(dǎo)體元件的線寬要求越來越小，關(guān)鍵尺寸(CD， Critical Dimension)的控制也越來越重要。在光刻制程中，由于晶圓表面已存在外型的高低落差，因此在光阻覆蓋于晶圓表面時(shí)，會(huì)隨著光阻的平坦化特性，造成光阻厚度不一。因而當(dāng)曝光光線在光阻中行進(jìn)時(shí)，在晶圓表面會(huì)存在一定的衍射、反射和散射現(xiàn)象，從而降低了隨著曝光加工特征尺寸的縮小，并且入射光的反射和散射對提高圖形分辨率的影響也越來越大。
為了提高曝光系統(tǒng)分辨率的性能，通常采用的一種方式是在形成曝光光刻膠之前，先在晶圓的表面覆蓋一層介質(zhì)抗反射層(DARC, DielectricAnt1-Reflection Coating)，如氮氧化硅(SiON)。這是因?yàn)镈ARC層受到晶圓表面的布局起伏的影響較小。并且該方法特別適用于深紫外光刻技術(shù)(例如193nm光刻技術(shù))。該方法的主要特點(diǎn)是可以通過調(diào)節(jié)DARC層的材料(S1、0、N或C)比例或改變CVD的制程參數(shù)(如氣體流量、壓力等) 來調(diào)整DARC層的反射指數(shù)(refractive index)η與吸收系數(shù)(extinction coefficient)k 值，從而實(shí)現(xiàn)良好的相位偏移，改善曝光光線在光阻中行進(jìn)時(shí)在晶圓表面存在的衍射、反射和散射現(xiàn)象。
然而，由于傳統(tǒng)的介質(zhì)抗反射層SiON中含有氮，如果光刻膠直接與SiON接觸的話，會(huì)造成光刻膠的中毒(Photo resist poisoning)現(xiàn)象,直接導(dǎo)致光刻膠不可用。
為了避免光刻膠的中毒現(xiàn)象，提出了采用無氮介質(zhì)抗反射層來代替含氮介質(zhì)抗反射層，但是無氮介質(zhì)抗反射層材料與光刻膠之間的附著力不是太好，在線的特征尺寸較小的情況下，會(huì)發(fā)生光刻膠倒塌現(xiàn)象，從而必須對光刻膠重新加工，情況嚴(yán)重時(shí)無法完成光刻工藝，嚴(yán)重影響工藝生產(chǎn)效率。
因此，何如調(diào)整工藝，以提高無氮介質(zhì)抗反射層與光刻膠粘附力成為目前業(yè)界亟需解決的技術(shù)問題。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法， 以實(shí)現(xiàn)在不影響工藝窗口的情況下防止光刻膠倒塌。
為解決上述問題，本發(fā)明提出一種提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，該方法包括如下步驟
制備無氮介質(zhì)抗反射層薄膜；
對所制備的所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜進(jìn)行等離子氮?dú)馓幚怼?br> 可選的，所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜采用化學(xué)氣相沉積工藝制備。
可選的，制備所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜使用的主要?dú)怏w為硅烷、二氧化碳和氦氣。可選的，所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜的厚度力50 500 A0可選的，所述等離子氮?dú)馓幚淼墓に嚄l件如下處理溫度為300 600°C ；處理時(shí)間為3 12秒；
處理能量為50 600瓦。可選的，所述等離子氮?dú)馓幚砉に嚺c化學(xué)氣相沉積工藝在同一機(jī)臺(tái)內(nèi)進(jìn)行。可選的，所述等離子氮?dú)馓幚砉に嚺c化學(xué)氣相沉積工藝在不同機(jī)臺(tái)內(nèi)進(jìn)行?？蛇x的，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積工藝采用的機(jī)臺(tái)為諾發(fā)公司生產(chǎn)的vector機(jī)臺(tái)，或者應(yīng)用材料公司(AMAT)生產(chǎn)的producer機(jī)臺(tái)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明通過先制備無氮介質(zhì)抗反射層薄膜，之后對所制備的無氮介質(zhì)抗反射層薄膜進(jìn)行等離子氮?dú)馓幚恚瑥亩鴺O大地提高了制得的無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠的粘附力，有效避免光刻膠的倒塌，并且，該氮?dú)馓幚磉^程對所制備無氮介質(zhì)抗反射層薄膜的n/k值均一性沒有影響，從而不影響光刻的工藝窗口。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法的流程圖；圖2為在現(xiàn)有工藝條件下，光刻膠在⑶小于大約44nm時(shí)與無氮介質(zhì)抗反射層薄膜之間的粘附力的情況；圖3為在對無氮介質(zhì)抗反射層薄膜進(jìn)行氮?dú)馓幚碇?，光刻膠在CD小于大約44nm時(shí)與無氮介質(zhì)抗反射層薄膜之間的粘附力的情況。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明提出的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法作進(jìn)一步詳細(xì)說明。根據(jù)下面說明和權(quán)利要求書，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和特征將更清楚。本發(fā)明的核心思想在于，提供一種提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，該方法首先制備無氮介質(zhì)抗反射層薄膜，之后對所制備的所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜進(jìn)行等離子氮?dú)馓幚?，從而極大地提高了制得的無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠的粘附力，有效避免了光刻膠的倒塌。請參考圖1，圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法的流程圖，如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法包括如下步驟S1、制備無氮介質(zhì)抗反射層薄膜；其中，所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜采用化學(xué)氣相沉積工藝制備；制備所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜使用的主要?dú)怏w為硅烷、二氧化碳和氦氣，并且制備得到的所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜的厚度為50 500人;其中，化學(xué)氣相沉積工藝采用的機(jī)臺(tái)可以是諾發(fā)公司生產(chǎn)的vector機(jī)臺(tái)，也可以是應(yīng)用材料公司(AMAT)生產(chǎn)的producer 機(jī)臺(tái)。
S2、對所制備的所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜進(jìn)行等離子氮?dú)馓幚?；具體地，所述等離子氮?dú)馓幚淼墓に嚄l件如下
處理溫度為300 600°C ；
處理時(shí)間為3 12秒；
處理能量為50 600瓦。
并且，所述等離子氮?dú)馓幚砉に嚺c化學(xué)氣相沉積工藝可以在同一機(jī)臺(tái)內(nèi)進(jìn)行，也可以在不同機(jī)臺(tái)內(nèi)進(jìn)行。
關(guān)于采用本發(fā)明實(shí)施例提供的方法對光刻膠與無氮介質(zhì)抗反射層薄膜之間的粘附力帶來的影響請參考圖2及圖3，其中，圖2為在現(xiàn)有工藝條件下，即對無氮介質(zhì)抗反射層薄膜不進(jìn)行氮?dú)馓幚淼臈l件下，光刻膠在CD小于大約44nm時(shí)與無氮介質(zhì)抗反射層薄膜之間的粘附力的情況，圖3為在對無氮介質(zhì)抗反射層薄膜進(jìn)行氮?dú)馓幚碇螅饪棠z在CD小于大約44nm時(shí)與無氮介質(zhì)抗反射層薄膜之間的粘附力的情況；由圖2可知，在現(xiàn)有工藝條件下，光刻膠與無氮介質(zhì)抗反射層薄膜之間的粘附力較差，并且光刻膠已發(fā)生嚴(yán)重的倒膠現(xiàn)象(如圖2中紅色線框所示)。而圖3中并沒有發(fā)生倒膠現(xiàn)象，由此可知，采用本發(fā)明實(shí)施例提供的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法確實(shí)極大地提高了制得的無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠的粘附力；因而降低了光刻膠重新加工的次數(shù)，節(jié)約了工藝成本，提高了工藝生產(chǎn)效率。
并且，經(jīng)驗(yàn)證，氮?dú)馓幚硪膊⒉粫?huì)影響無氮介質(zhì)抗反射層薄膜的n/k值的均一性， 從而不影響光刻的工藝窗口。綜上所述，本發(fā)明提供了一種提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，該方法首先制備無氮介質(zhì)抗反射層薄膜，之后對所制備的無氮介質(zhì)抗反射層薄膜進(jìn)行等離子氮?dú)馓幚?，從而極大地提高了制得的無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠的粘附力，有效避免光刻膠的倒塌，并且，該氮?dú)馓幚磉^程對所制備無氮介質(zhì)抗反射層薄膜的n/k值均一性沒有影響，從而不影響光刻的工藝窗口。
顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對發(fā)明進(jìn)行各種改動(dòng)和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明 的這些修改和變型屬于本發(fā)明權(quán)利要求及其等同技術(shù)的范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變型在內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，其特征在于，該方法包括如下步驟 制備無氮介質(zhì)抗反射層薄膜； 對所制備的所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜進(jìn)行等離子氮?dú)馓幚怼?br> 2.如權(quán)利要求1所述的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，其特征在于，所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜采用化學(xué)氣相沉積工藝制備。
3.如權(quán)利要求2所述的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，其特征在于，制備所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜使用的主要?dú)怏w為硅烷、二氧化碳和氦氣。
4.如權(quán)利要求3所述的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，其特征在于，所述無氮介質(zhì)抗反射層薄膜的厚度為50 ~ 500 A0
5.如權(quán)利要求1所述的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，其特征在于，所述等離子氮?dú)馓幚淼墓に嚄l件如下 處理溫度為300 600°C ； 處理時(shí)間為3 12秒； 處理能量為50 600瓦。
6.如權(quán)利要求5所述的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，其特征在于，所述等離子氮?dú)馓幚砉に嚺c化學(xué)氣相沉積工藝在同一機(jī)臺(tái)內(nèi)進(jìn)行。
7.如權(quán)利要求5所述的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，其特征在于，所述等離子氮?dú)馓幚砉に嚺c化學(xué)氣相沉積工藝在不同機(jī)臺(tái)內(nèi)進(jìn)行。
8.如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，其特征在于，所述化學(xué)氣相沉積工藝采用的機(jī)臺(tái)為諾發(fā)公司生產(chǎn)的vector機(jī)臺(tái)，或者應(yīng)用材料公司(AMAT)生產(chǎn)的producer機(jī)臺(tái)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種提高無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠粘附力的方法，該方法首先制備無氮介質(zhì)抗反射層薄膜，之后對所制備的無氮介質(zhì)抗反射層薄膜進(jìn)行等離子氮?dú)馓幚?，從而極大地提高了制得的無氮介質(zhì)抗反射層薄膜與光刻膠的粘附力，有效避免光刻膠的倒塌，因而降低了光刻膠重新加工的次數(shù)，節(jié)約了工藝成本，提高了工藝生產(chǎn)效率，并且，該氮?dú)馓幚磉^程對所制備無氮介質(zhì)抗反射層薄膜的n/k值均一性沒有影響，從而不影響光刻的工藝窗口。
文檔編號(hào)H01L21/3105GK103021839SQ20121049658
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月28日
發(fā)明者周軍, 毛智彪, 賀忻 申請人:上海華力微電子有限公司