一种DARC薄膜的低温沉积方法技术

本发明专利技术提供一种DARC薄膜的低温沉积方法，适用于在晶元表面最上方的BARC层上形成DARC层；提供一等离子体增强化学气相沉积反应器，等离子体增强化学气相沉积反应器内设有反应基座，方法包括：向等离子体增强化学气相沉积反应器内输入用于生成DARC层的反应物；晶元在反应基座上按照第一预设参数进行预沉积操作；在完成预沉积操作后的晶元表面按照第二预设参数进行主沉积操作；在完成主沉积操作的晶元表面按照第三预设参数进行后沉积操作以形成DARC层。本发明专利技术的有益效果：在低温下于晶元表面的BARC层上形成DARC层，且能够提高柔性薄膜BARC层上的DARC层成膜的平整度，显著降低DARC层薄膜的表面缺陷，有利于后期在晶元的DARC层上生成PR层。

Low temperature deposition method for DARC film

The present invention provides a method for low temperature deposition of DARC thin films, suitable for the formation of DARC layer on the BARC layer at the top of the wafer surface; a plasma enhanced chemical vapor deposition reactor, plasma enhanced chemical vapor deposition reactor is arranged in the reaction base method includes: to plasma enhanced chemical vapor deposition reactor the input for reactants in the reaction layer of DARC wafer; on the base according to the first preset parameters were pre deposited in the wafer surface finish operation; pre deposited after the operation in accordance with the preset parameters of second main deposition operation; in wafer surface finish main deposition operation in accordance with the third preset parameters after operation to form the DARC layer deposition. The invention has the advantages that the formation of DARC layer BARC layer at low temperature on the wafer surface, and can improve the flexible thin film BARC layer DARC layer film flatness, significantly reduce the surface defects of DARC thin films, is conducive to the late formation of PR layer on the DARC layer on the wafer.

【技术实现步骤摘要】
一种DARC薄膜的低温沉积方法
本专利技术涉及半导体制造
，尤其涉及一种DARC薄膜的低温沉积方法。
技术介绍
抗蚀剂在曝光过程中由于其折射率和基底材料折射率不匹配，在基底表面产生的反射光和入射光相互干渉而形成驻波。光强的驻波分布使抗蚀剂内部的光敏化合物(PhotoActiveCompound，PAC)的浓度也呈驻波分布，从而使抗蚀剂在显影后边缘轮廓有一定的起伏。抑制驻波效应的方法有很多，采用抗反射涂层(AntiReflectiveCoating，ARC)是目前应用较广泛的工艺，图1为现有技术中用于消除驻波效应的典型光刻结构，采用底部抗反射涂层9(BottomAntiReflectiveCoating,BARC)+介电抗反射涂层10(DielectricAntiReflectiveCoating，DARC)组合调节基底光学参数，降低驻波效应对光刻的影响，具体的，通过等离子体增强化学气相沉积法(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，PECVD)在位于晶元最上层的BARC层的上表面生成DARC层，光刻胶层11(Photoresist，PR)位于DARC层的上表面，PR层11上表面可选择的生成顶部防反射涂层12(TopAntiReflectiveCoating，TARC)。在晶元上形成ARC时常采用等离子体增强化学气相沉积法(PlasmaEnhancedChemicalVaporDeposition，PECVD)，其原理是：是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体，在局部形成等离子体，而等离子体化学活性很强，很容易发生反应，在基片上沉积出所期望的薄膜。通常采用一PECVD反应器5，在PECVD反应器5内设置至少四个反应基座6，每个反应基座6上分别设有具有温控装置，晶元1放置在反应基座6上，在晶元1的上下两侧分别设置上电极和下电极，所述上电极和所述下电极分别连接高频功率源和低频功率源以在PECVD反应器5内形成等离子体，利用等离子体放电促使气体分子的分解、化合、促进反应活性基因(次生分子)生成，同时为扩散至衬底表面的次生提供能量，使它们在没有高衬底温度条件下进一步沿衬底表面扩散形成薄膜。图2为现有技术中用于消除驻波效应的典型装置，其目的是在晶元最上方的BARC层的上表面形成DARC层，采用环形流水线作业模式，晶元1被机械手2从第一等待位3传送到进口4处，从第二输入口4处进入PECVD反应器5内，PECVD反应器5内设有中心对称的四个反应基座6，晶元1顺序经过四个反应基座6的位置完成薄膜(DARC层)的整个生长过程后从第二输出口7处被送出，晶元1在每个反应基座6上的反应时间均为DARC层的完整生长周期的四分之一，从而有效提高生产效率，最后晶元1被机械2手传送到第二等待位8。但是，BARC层为柔性材料，在柔性衬底上沉积薄膜易形成扭曲，使用流水型生长模式，晶元在PECVD反应器的腔体内进行传送的过程中，考虑到BARC层的特性，需要采用较低的温度沉积DARC层以避免生成的DARC层薄膜产生缺陷，现有技术无法解决上述问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供了一种能够在低温下下提高薄膜质量的DARC薄膜的低温沉积方法。一种DARC薄膜的低温沉积方法，适用于在晶元表面的BARC层上形成DARC层；提供一等离子体增强化学气相沉积反应器，所述等离子体增强化学气相沉积反应器内设有反应基座，所述方法包括：步骤S1、向所述等离子体增强化学气相沉积反应器内输入用于生成所述DARC层的反应物；步骤S2、所述晶元在所述反应基座上按照第一预设参数进行预沉积操作；步骤S3、在完成所述预沉积操作后的所述晶元表面按照第二预设参数进行主沉积操作；步骤S4、在完成所述主沉积操作的所述晶元表面按照第三预设参数进行自检沉积操以形成所述DARC层。优选的，所述反应物包括SiH4气体、N2O气体以及N2气体。优选的，所述第一预设参数包括：所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的温度为210℃；所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的压强为1.7Torr；所述预沉积操作的时间为1S；高频功率源的功率值为594W；反应物SiH4气体的流速为720sccm；反应物N2O气体的流速为400sccm；反应物N2气体的流速为8800sccm。优选的，所述第二预设参数包括：所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的温度为210℃；所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的压强为1.7Torr；所述主沉积操作的时间为2.91S；高频功率源的功率值为594W；反应物SiH4气体的流速为720sccm；反应物N2O气体的流速为400sccm；反应物N2气体的流速为8800sccm。优选的，所述第三预设参数包括：所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的温度为210℃；所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的压强为1Torr；所述后沉积操作的时间为3.5S；高频功率源的功率值为594W；反应物SiH4气体的流速为720sccm；反应物N2O气体的流速为400sccm；反应物N2气体的流速为8800sccm。优选的，所述等离子体增强化学气相沉积反应器上设有第一输入口和第一输出口，所述第一输入口用于输入所述反应物，所述第一输出口用于输出DARC薄膜生成过程中产生的副产物。优选的，所述等离子体增强化学气相沉积反应器上设有第二输入口和第二输出口，所述第二输入口用于输入所述晶元，所述第二输出口用于输出所述晶元。一种DARC薄膜的低温沉积方法，适用于在晶元表面的BARC层上形成DARC层；应用如上述的DARC薄膜的低温沉积方法，提供一等离子体增强化学气相沉积反应器，所述等离子体增强化学气相沉积反应器内设有复数个所述反应基座，所述方法包括：步骤A1、将所述晶元顺序输送至每个所述反应基座并在在每个所述反应基座上分别进行上述的沉积方法以形成一所述DARC层。优选的，所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的所述反应基座的数量为四个，且所述四个反应基座均匀布设在所述等离子体增强化学气相沉积反应器的中心周围，且两两所述反应基座之间关于所述等离子体增强化学气相沉积反应器的中心呈中心对称分布。优选的，所述晶元在每个所述反应基座上的沉积时间相同。本专利技术的有益效果是：本专利技术设置合适高频功率源保证化学反应在低温条件下顺利进行，消除柔性衬底上沉积易产生的扭曲缺陷；在主沉积操作前后设置合理的预沉积操作和后沉积操作，预沉积操作提高薄膜成核密度，后沉积操作降低腔体残余气体影响，从而解决晶元在传输过程中因反应不充分，产生过多表面缺陷的问题，在低温下于晶元表面的BARC层上形成高平整度、低缺陷密度的DARC层，有利于后期在晶元的DARC层上生成PR层。附图说明图1为现有技术中，用于消除驻波效应的典型光刻结构示意图；图2为现有技术中，用于消除驻波效应的典型装置示意图；图3为本专利技术的一种优选实施例中，用于消除驻波效应的典型光刻结构示意图；图4为本专利技术的一种优选实施例中，用于消除驻波效应的典型装置示意图；图5为本专利技术的一种优选实施例中，DARC薄膜的低温沉积方法的流程图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，下述技术方案，技术特征之间可以相互组合。下面结合附图对本专利技术的具体实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种DARC薄膜的低温沉积方法，适用于在晶元表面最上方的BARC层上形成DARC层；其特征在于，提供一等离子体增强化学气相沉积反应器，所述等离子体增强化学气相沉积反应器内设有反应基座，所述反应基座用于承载所述晶元，所述方法包括：步骤S1、向所述等离子体增强化学气相沉积反应器内输入用于生成所述DARC层的反应物；步骤S2、所述晶元在所述反应基座上按照第一预设参数进行预沉积操作；步骤S3、在完成所述预沉积操作后的所述晶元表面按照第二预设参数进行主沉积操作；步骤S4、在完成所述主沉积操作的所述晶元表面按照第三预设参数进行后沉积操作以形成所述DARC层。

【技术特征摘要】
1.一种DARC薄膜的低温沉积方法，适用于在晶元表面最上方的BARC层上形成DARC层；其特征在于，提供一等离子体增强化学气相沉积反应器，所述等离子体增强化学气相沉积反应器内设有反应基座，所述反应基座用于承载所述晶元，所述方法包括：步骤S1、向所述等离子体增强化学气相沉积反应器内输入用于生成所述DARC层的反应物；步骤S2、所述晶元在所述反应基座上按照第一预设参数进行预沉积操作；步骤S3、在完成所述预沉积操作后的所述晶元表面按照第二预设参数进行主沉积操作；步骤S4、在完成所述主沉积操作的所述晶元表面按照第三预设参数进行后沉积操作以形成所述DARC层。2.根据权利要求1所述的低温沉积方法，其特征在于，所述反应物包括SiH4气体、N2O气体以及N2气体。3.根据权利要求1所述的低温沉积方法，其特征在于，所述第一预设参数包括：所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的温度为210℃；所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的压强为1.7Torr；所述预沉积操作的时间为1S；高频功率源的功率值为594W；反应物SiH4气体的流速为720sccm；反应物N2O气体的流速为400sccm；反应物N2气体的流速为8800sccm。4.根据权利要求1所述的低温沉积方法，其特征在于，所述第二预设参数包括：所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的温度为210℃；所述等离子体增强化学气相沉积反应器内的压强为1.7Torr；所述主沉积操作的时间为2.91S；高频功率源的功率值为594W；反应物SiH4气体的流速为720sccm；反应物N2O气体的流速为400sccm；反应物N2气体的流速为8800sccm。5.根据权利要求1所述的低温沉...

【专利技术属性】
技术研发人员：张高升，曾庆锴，胡淼龙，蒋志超，万先进，
申请(专利权)人：武汉新芯集成电路制造有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42