[发明专利]改善光刻胶表面粗糙度的方法

说明书

本发明涉及一种改善光刻胶表面粗糙度的方法，涉及半导体集成电路制造技术，包括：应用HMDS对清洗过后的晶圆表面进行疏水化处理；将经疏水化处理过后的晶圆传送至匀胶显影机的冷板冷却至室温，通过转速为ω₀的旋转涂胶方法将光刻胶均匀涂布在晶圆表面；以烘焙温度T₀对涂有光刻胶的晶圆进行烘干；以转速ω₁旋转经烘干后的晶圆，并同时用溶剂喷淋在光刻胶表面，其中ω₁＜ω₀；以及，以烘焙温度T₁对经喷淋后的晶圆进行再次烘干，其中T₁＜T₀，以改善光刻胶表面的粗糙度，促使晶圆后续进行更均匀、充分的曝光。

技术领域

本发明涉及半导体集成电路制造技术，尤其涉及一种改善光刻胶表面粗糙度的方法。

背景技术

在半导体集成电路制造技术中，光刻工艺是其中关键步骤之一。光刻胶为光刻工艺中最为关键的材料，当光刻胶被旋涂在晶圆表面后，必须经过烘焙处理，将光刻胶中的溶剂蒸发，从而改善光刻胶与晶圆之间的黏附性，提高光刻胶厚度均匀性以及在后续刻蚀工艺中的线宽均匀性。

随着光刻技术节点(28nm-20nm-14nm)的持续深入，所需光刻胶的厚度越来越薄，对光刻胶表面的均匀平整性以及颗粒缺陷控制要求也越来越高，旋涂表面凹凸不平整或者颗粒缺陷过多的光刻胶都会导致后续曝光图形的大面积失败，从而对生产工艺带来重大的经济损失。

目前，旋涂光刻胶后的晶圆在匀胶显影机的热盘内进行烘焙处理，由三个顶针承载旋涂有光刻胶的晶圆，使其与热盘保持25～100um的间隙，以改善烘焙温度的均匀性。然而，涂布后的光刻胶随着烘焙温度的提升，分子链运动逐渐加剧，分子间自由体积增大，其中溶剂的蒸发速率也逐渐加快。当光刻胶达到最高烘焙温度时，溶剂的蒸发速率也相应达到最大值。溶剂的快速蒸发极有可能会导致光刻胶表面膨胀呈现凸起的微观结构，粗糙度大大增加。可参阅图1，图1为现有技术中烘焙工艺后光刻胶表面示意图，如图1所示，涂覆于晶圆100上的光刻胶200的表面存在微观的凸起结构300。因此，在后续对光刻涂胶工艺本身带来的缺陷进行颗粒检测时，这些凸起结构300更加容易造成不良影响。

在半导体集成电路制造技术中，如何改善光刻胶表面的粗糙度是一个难题。

发明内容

本发明之目的在于提供一种改善光刻胶表面粗糙度的方法，包括：S1：应用六甲基二硅胺脘蒸汽(HMDS)对清洗过后的晶圆表面进行疏水化处理；S2：将经疏水化处理过后的晶圆传送至匀胶显影机的冷板冷却至室温，通过转速为ω₀的旋转涂胶方法将光刻胶均匀涂布在晶圆表面；S3：以烘焙温度T₀对涂有光刻胶的晶圆进行烘干；S4：以转速ω₁旋转经步骤S3烘干后的晶圆，并同时用溶剂喷淋在光刻胶表面，其中ω₁＜ω₀；以及，S5：以烘焙温度T₁对经步骤S4喷淋后的晶圆进行再次烘干，其中T₁＜T₀。

更进一步的，步骤S1中应用120℃六甲基二硅胺脘蒸汽(HMDS)对清洗过后的晶圆表面进行疏水化处理30s。

更进一步的，步骤S4中使用与光刻胶中的溶剂相同的溶剂对光刻胶表面进行喷淋。

更进一步的，ω₁＝{(ω₀-800)～(ω₀-500)}r/min。

更进一步的，步骤S4中将溶剂喷淋在光刻胶表面的凸起结构上。

更进一步的，T₁＝{(T₀-50)～(T₀-25)}℃。