[发明专利]脱气工艺方法和金属硬掩膜层的制造方法

说明书

本发明公开了一种脱气工艺方法，包括：步骤一、提供表面上形成有需脱气的前层介质膜层的晶圆；步骤二、将脱气腔体中的晶圆承载台加热到设定温度；步骤三、将晶圆放置到脱气腔体中的位于上位置的所述顶针上；步骤四、在上位置对晶圆进行预热；步骤五、将顶针移动到下位置将预热结束后的晶圆放置到晶圆承载台上并对晶圆进行脱气处理。本发明还公开了一种金属硬掩膜层的制造方法。本发明能避免在脱气过程中晶圆快速升温到设定温度时所产生的前层介质膜层的剥离缺陷，从而能提高产品的良率。

技术领域

本发明涉及一种半导体集成电路制造方法，特别是涉及一种脱气(Degas)工艺方法。本发明还涉及一种金属硬掩膜层(Metal Hard Mask)的制造方法。

背景技术

在Metal Hard Mask实际工艺中，晶圆(wafer)会经过设定温度通常为300℃的Degas腔体(chamber)，正面用灯泡(lamp)加热，背面用加热器(heater)加热，高效去除其表面杂质及水分，然后在工艺腔直接沉积金属硬掩膜层，金属硬掩膜层通常采用TiN金属。

Wafer进入Degas chamber后表面快速升温至设定温度，金属硬掩膜层的前层介质膜层如低介电常数(Low-k)介质层或TEOS层的应力增大，由于wafer边缘斜角(bevel)下表面或者侧面位置的Low-k或TEOS层之间的粘附力较差，经过高温Degas chamber之后，会产生剥离(Peeling)缺陷(Defect)，影响产品的良率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种脱气工艺方法，能避免在脱气过程中晶圆快速升温到设定温度时所产生的前层介质膜层的剥离缺陷，从而能提高产品的良率。为此，本发明还提供一种金属硬掩膜层的制造方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的脱气工艺方法包括如下步骤：

步骤一、提供由半导体衬底组成的晶圆，在所述晶圆表面上形成有需脱气的前层介质膜层。

步骤二、脱气腔体中具有晶圆承载台，顶针(lift pin)能穿过所述晶圆承载台，所述顶针具有上位置(Pin up)和下(Pin down)位置，所述上位置位于所述晶圆承载台的顶部表面上方，所述下位置位于所述晶圆承载台的顶部表面下方。

所述脱气腔体具有加热装置，将所述晶圆承载台加热到设定温度。

步骤三、将所述晶圆放置到所述脱气腔体中的位于所述上位置的所述顶针上。

步骤四、保持所述顶针的所述上位置，利用所述上位置的温度低于所述晶圆承载台的表面温度的特点对所述晶圆进行预热，所述预热使所述晶圆的温度增加并保证位于所述晶圆边缘斜角上的所述前层介质膜层在后续脱气处理的升温过程中不会产生剥离。

步骤五、通过将所述顶针移动到所述下位置将预热结束后的所述晶圆放置到所述晶圆承载台上，所述晶圆升温到所述设定温度并在所述设定温度条件下对所述晶圆进行所述脱气处理。

进一步的改进是，所述半导体衬底为硅衬底。

进一步的改进是，所述前层介质膜包括低介电常数介质层或TEOS层。

进一步的改进是，步骤四的所述预热过程中还包括进行抽真空的步骤。

进一步的改进是，步骤二中，所述加热装置包括位于所述晶圆承载台上的电阻加热器和位于所述晶圆承载台上方的所述脱气腔体的腔壁或腔盖上的加热灯泡。

进一步的改进是，步骤二中，所述晶圆承载台的设定温度包括300℃。

进一步的改进是，步骤四中所述预热结束后所述晶圆的温度为150℃以上。

进一步的改进是，所述预热过程中的所述抽真空将所述脱气腔体的压强降低到7Torr。