專利名稱：抗反射層的形成方法及其用于制造雙鑲嵌結(jié)構(gòu)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，特別涉及一種抗反射層的形成方 法及其用于制造雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的方法。
背景技術(shù)：
隨著半導(dǎo)體制造工藝不斷向小線寬方向進(jìn)步，光刻工藝的聚焦深度 越來越小，半導(dǎo)體基底表面的平坦度對光刻工藝的質(zhì)量的影響越來越大，在0.18um及其以下的技術(shù)節(jié)點，業(yè)界引入抗反射層， 一方面降低半導(dǎo)體 基底表面的反射率， 一方面平坦化半導(dǎo)體基底的表面，使得之后旋涂的 光刻膠層具有較高的平坦度，以提高光刻的工藝窗口。例如，在雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造工藝中，在介質(zhì)層生形成連接孔或溝槽之后需要再次光刻以 形成溝槽或連接孔，但是，無論是首先形成連接孔還是溝槽都會造成半 導(dǎo)體基底表面不再是平坦的表面，需要先旋涂用于平坦化的抗反射層， 填充半導(dǎo)體基底中的連接孔或凹槽，然后再旋涂光刻膠層進(jìn)行后續(xù)的光 刻工藝。專利申請?zhí)枮閁S7030031B的美國專利公開了 一種雙鑲嵌工藝。 圖1至圖5所述專利公開的雙鑲嵌工藝的制造方法的各步驟相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
如圖l所示，半導(dǎo)體基底11中形成有銅導(dǎo)線層10，在所述半導(dǎo)體基底 11和銅導(dǎo)線層10上形成有第一覆蓋層12，在所述第一覆蓋層12上形成有 中間介質(zhì)層13,在所述中間介質(zhì)層13上形成有第二覆蓋層14，通過光刻 刻蝕的方法在所述中間介質(zhì)層13中形成連接孔15,在所述連接孔15和所 述第二覆蓋層14上形成平坦化層16,在所述平坦化層16上形成阻擋層17， 在所述阻擋層17上形成光刻膠層19，并通過曝光顯影形成溝槽圖案20。
如圖2所示，通過刻蝕去除所述溝槽圖案20底部的阻擋層17。如圖3 所示，繼續(xù)刻蝕所述溝槽圖案20底部的平坦化層16形成開口22，刻蝕形 成開口22的同時所述光刻膠層19被去除。如圖4所示，繼續(xù)刻蝕所述開口22底部的平坦化層16，使所述開口深度增加，形成溝槽23,并同時去除 所述阻擋層17。如圖5所示，去除所述剩余的平坦化層16，并去除所述連接孔15底部的第一覆蓋層12，使所述銅導(dǎo)線層10表面露出。如圖6所示， 在所述溝槽23和所述連接孔15中填充金屬材料24，例如銅，即形成雙鑲 嵌結(jié)構(gòu)。
上述方法中，形成表面平坦度較高的平坦化層16的工藝是很重要的， 抗反射材料可以用來形成所述平坦化層16，采用抗反射材料的平坦化層 16的材料的工藝，形成步驟如下，步驟一，將帶有連接孔15的半導(dǎo)體基 底ll送入旋涂設(shè)備；步驟二，使所述基底以第一速率旋轉(zhuǎn)，例如450rpm, 同時開始噴抗反射層材料；步驟三，提高所述基底轉(zhuǎn)速至第二速率，例如 700rpm，并繼續(xù)噴出所述抗反射材料；步驟四，提高所述基底轉(zhuǎn)速至第 三速率，例如800rpm，并繼續(xù)噴出所述抗反射層材料；步驟五，停止噴出所 述抗反射層材料，提高所述基底轉(zhuǎn)速至第四速率，例如，1000至1500rpm, 并旋轉(zhuǎn)較長的時間；由于所述半導(dǎo)體基底ll上的不同位置連接孔15的疏 密程度不同，且在所述半導(dǎo)體基底表面的部分區(qū)域有大片的空曠區(qū)域， 使得所述旋涂方法形成的可旋涂的平坦化層16的厚度的均勻性較差，表 面的平坦度較差，在所述連接孔15較為密集的地方所述平坦化層16較薄， 而所述半導(dǎo)體基底上大片空曠區(qū)域上的平坦化層16卻較厚，這給下道溝 槽圖案的光刻工藝帶來較大的困難，減小了形成溝槽圖案的工藝窗口。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明的目的在于提供一種抗反射層的形成方法及其用于制造 雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的方法，以解決現(xiàn)有方法形成的抗反射層表面平坦度較差的 問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的一種抗反射層的形成方法，包括 提供一半導(dǎo)體基底；向所述半導(dǎo)體基底噴出抗反射材料，并使所述半導(dǎo) 體基底以第一速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第一速率的第二 速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以小于所述第二速率的第三速率旋轉(zhuǎn)；使 所述半導(dǎo)體基底以大于所述第三速率且小于第二速率的第四速率旋轉(zhuǎn)； 停止向所述半導(dǎo)體基底噴出抗反射材料；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述 第四速率且小于第二速率的第五速率旋轉(zhuǎn)。
該方法進(jìn)一步包括在向所述半導(dǎo)體基底噴出抗反射材料之前使所 述半導(dǎo)體基底旋轉(zhuǎn)。
優(yōu)選的，所迷半導(dǎo)體基底旋轉(zhuǎn)的速率為800至1500rpm,時間為0.1 至ls。
優(yōu)選的，所述第一速率為50至300rpm。
優(yōu)選的，所述第二速率為1500至4000rpm。
優(yōu)選的，所述第三速率為50至300rpm。
優(yōu)選的，所述第四速率為350至700rpm。
優(yōu)選的，所述第五速率為700至1000rpm。
優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體基底以所述第五速率旋轉(zhuǎn)的時間為15至40s。
該方法進(jìn)一步包括對所述半導(dǎo)體基底上的抗反射材料進(jìn)行烘烤的 步驟。
相應(yīng)的，本發(fā)明還包括一種應(yīng)用所述的抗反射層的形成方法制造雙 鑲嵌結(jié)構(gòu)的方法，包括提供一具有介質(zhì)層的半導(dǎo)體基底，在所述介質(zhì) 層中形成有第一開口；向所述介質(zhì)層表面噴出抗反射材料，并使所述半 導(dǎo)體基底以第一速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第一速率的第 二速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以小于所述第二速率的第三速率旋轉(zhuǎn)； 使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第三速率且小于第二速率的第四速率旋 轉(zhuǎn)；停止向所述介質(zhì)層表面噴出抗反射材料；使所述半導(dǎo)體基底以大于 所述第四速率且小于第二速率的第五速率旋轉(zhuǎn)；停止^f吏所述半導(dǎo)體基底 旋轉(zhuǎn)；在所述抗反射材料上旋涂光刻膠層并圖形化形成第二開口圖案； 通過刻蝕將所述第二開口圖案轉(zhuǎn)移到所述介質(zhì)層中，形成第二開口 。
優(yōu)選的，所述介質(zhì)層為低介電常數(shù)材料。
優(yōu)選的，所述第一速率為50至300rpm。
優(yōu)選的，所述第二速率為1500至仰00rpm。 優(yōu)選的，所述第三速率為50至300rpm。
優(yōu)選的，所述第四速率為350至700rpm。
優(yōu)選的，所述第五速率為700至1000rpm。
優(yōu)選的，所述半導(dǎo)體基底以所述第五速率旋轉(zhuǎn)的時間為15至40s。 該方法進(jìn)一步包括對所述半導(dǎo)體基底上的抗反射材料進(jìn)行烘烤的 工藝。
該方法進(jìn)一步包括在所述抗反射材料上形成犧牲層的步驟。 該方法進(jìn)一步包括在所述犧牲層上形成低溫氧化層的步驟。 優(yōu)選的，所述第一開口為連接孔，第二開口為溝槽。 優(yōu)選的，所述第一開口為溝槽，第二開口為連接孔。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點
本發(fā)明方法在旋涂抗反射材料的過程中，通過調(diào)整半導(dǎo)體基底的旋 轉(zhuǎn)速率，首先使所述半導(dǎo)體基底以較慢的第一速率旋轉(zhuǎn)，通過離心作用， 噴出的液態(tài)的抗反射材料沿著所述半導(dǎo)體基底表面緩緩的向外移動，并布滿整個半導(dǎo)體基底表面；
然后以較高的第二速率旋轉(zhuǎn)，使得所述半導(dǎo)體基底表面部分區(qū)域較 厚抗反射材料向較薄的區(qū)域流動，或者被甩出所述半導(dǎo)體基底之外，同 時繼續(xù)噴出抗反射材料進(jìn)行補充，并使之填充至所述未填滿的溝槽或連接孔；
接著降低至第三速率旋轉(zhuǎn)，將所述半導(dǎo)體基底的旋轉(zhuǎn)速率由較高的 第二速率在較短的時間內(nèi)下降至較低的第三速率，對所述半導(dǎo)體基底表 面的抗反射材料進(jìn)行回流，使得位于邊緣的抗反射材料部分向所述半導(dǎo) 體基底的中央方向移動，可起到平坦化作用和進(jìn)一步填充溝槽或連接孔 的作用，另外，所述噴嘴繼續(xù)向所述半導(dǎo)體基底的中央噴出抗反射材料 并使之慢慢向外流動，兩者結(jié)合提高所述半導(dǎo)體基底表面的抗反射材料 平坦度和對所述半導(dǎo)體基底表面較深的凹槽、連接孔、開口等起伏的覆 蓋能力；
然后在第三速率的基礎(chǔ)上逐步增加轉(zhuǎn)速并以固定的第五速率旋轉(zhuǎn)， 形成表面平坦度很好的抗反射材料，所述第五速率旋轉(zhuǎn)較長時間，通過 該步驟的旋轉(zhuǎn)， 一方面甩掉所述半導(dǎo)體基底表面多余的抗反射材料，并 使保留在所述半導(dǎo)體基底表面的抗反射材料形成厚度均勻，表面平坦度 較好的抗反射層。
將該方法應(yīng)用于表面具有較大起伏的半導(dǎo)體基底或具有溝槽、連接 孔等開口的半導(dǎo)體基底中，能夠形成平坦度較好的抗反射層，使得后續(xù)
的旋涂光刻膠后膝光工藝具有較大的工藝窗口 。


圖1至圖6現(xiàn)有一種雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的制造方法的各步驟相應(yīng)的結(jié)構(gòu)的 剖面示意圖7為本發(fā)明的抗反射層的形成方法的實施例的流程圖8為本發(fā)明的抗反射層的形成方法應(yīng)用于制造雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的方法的實施例的流程圖9至圖15為本發(fā)明的抗反射層的形成方法應(yīng)用于制造雙鑲嵌結(jié) 構(gòu)的方法的實施例各步驟相應(yīng)結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細(xì)的說明。
圖7本發(fā)明的抗反射層的形成方法的實施例的流程圖。
如圖7所示，首先提供一半導(dǎo)體基底(S100)。所述半導(dǎo)體基底材 質(zhì)可以是單晶硅、多晶硅、非晶硅、硅鍺化合物、砷化鎵中的一種，所 述半導(dǎo)體基底還可以包括絕緣層上硅(SOI)結(jié)構(gòu)。所述半導(dǎo)體基底具 有起伏不平的表面，例如，在所述半導(dǎo)體基底中形成有溝槽、開口等結(jié)構(gòu)。
將所述半導(dǎo)體基底傳送至旋涂設(shè)備，將噴嘴移動至所述半導(dǎo)體基底的中間上方位置，使所述噴嘴距離所述半導(dǎo)體基底具有一定的距離。
使所述半導(dǎo)體基底以較慢的第一速率旋轉(zhuǎn)，同時所述噴嘴向所述半 導(dǎo)體基底表面噴出液態(tài)的抗反射材料(S110)。通過離心作用，噴出的 液態(tài)的抗反射材料沿著所述半導(dǎo)體基底表面緩緩的向外移動，并布滿整 個半導(dǎo)體基底表面。本實施例中所述第一速率為50至300rpm，所述半導(dǎo)體基底以所述第一速率旋轉(zhuǎn)0.1至ls。
所述液態(tài)的抗反射層材料的噴出速率才艮據(jù)噴出的總量和時間決定。 例如，根據(jù)工藝的需要，所述抗反射材料需要噴出的總量為2cc,噴出 時間為ls，則噴出速率為2cc/s。
在向所述半導(dǎo)體基底表面噴出抗反射材料之前，可先使所述半導(dǎo)體 基底以一定的速率旋轉(zhuǎn)。然后再將所述半導(dǎo)體基底轉(zhuǎn)速調(diào)至所述的第一 速率并噴出所述抗反射層材料。該旋轉(zhuǎn)的作用如下半導(dǎo)體基底在被送 入旋涂設(shè)備時，其表面的溫、濕度等狀態(tài)可能和所述旋涂設(shè)備中的狀態(tài) 不相同，若立即進(jìn)行旋涂工藝可能使得形成的抗反射層與所述半導(dǎo)體表 面的粘附性不好，或造成其它的缺陷，通過該旋轉(zhuǎn)步驟使得所述半導(dǎo)體 基底表面和所述旋涂設(shè)備中的狀態(tài)較為一致，在這種情況下進(jìn)行后續(xù)的 旋涂工藝，盡可能的降低外部的不確定因素可能引起的不利后果，更有 助于形成高質(zhì)量的抗反射層。本實施例中該步驟轉(zhuǎn)速為800至1500rpm, 時間為0.1至ls。
接著，繼續(xù)以同樣的噴出速率向所述半導(dǎo)體基底表面噴出抗反射材 料，改變所述半導(dǎo)體基底的轉(zhuǎn)速至第二速率，所述第二速率大于所述第 一速率(S120)。經(jīng)過所述第二速速率旋轉(zhuǎn)，抗反射層材料至少填滿所 述半導(dǎo)體基底表面的低洼的區(qū)域，且使得所述半導(dǎo)體基底上的抗反射材 料的表面具有凹弧形。本實施例所述第二速率為1500至4000rpm,旋 轉(zhuǎn)時間為0.1至1.5s。
由于所述半導(dǎo)體基底表面起伏不平，使得所述半導(dǎo)體基底表面不同 區(qū)域?qū)λ隹狗瓷洳牧系淖枇σ膊煌?，在以較慢的第一速率旋轉(zhuǎn)時所述 抗反射材料在所述半導(dǎo)體基底表面不同的區(qū)域的流動速率不同，導(dǎo)致了 形成的抗反射材料各處的厚度不同，例如當(dāng)所述半導(dǎo)體基底中具有溝槽 或連接孔結(jié)構(gòu)時，所述抗反射材料首先要填入所述溝槽和連接孔結(jié)構(gòu)， 在所述較慢的第一速率旋轉(zhuǎn)時，可能出現(xiàn)溝槽和連接孔填不滿，而其它 平坦的空曠區(qū)域抗反射材料較厚的現(xiàn)象。在本步驟通過較高的第二速率 的旋轉(zhuǎn)，使得所述半導(dǎo)體基底表面部分區(qū)域較厚抗反射材料向較薄的區(qū) 域流動，或者被甩出所述半導(dǎo)體基底之外，同時繼續(xù)噴出抗反射材料進(jìn)行補充，并使之填充至所述未填滿的溝槽或連接孔。由于該第二速率較 大，因而使得所述半導(dǎo)體基底邊緣聚集較多的抗反射材料，而中央較少， 所述半導(dǎo)體基底表面的抗反射材料表面呈凹弧形。
改變所述半導(dǎo)體基底的旋轉(zhuǎn)速率至第三速率，所述第三速率小于所述第二速率，同時繼續(xù)噴出抗反射材料(S130)。本步驟主要作用如下: 通過減小旋轉(zhuǎn)速率使所述半導(dǎo)體基底表面的抗反射材料回流；另外繼續(xù) 噴出抗反射材料進(jìn)一步填充凹陷區(qū)域。本實施例中所述第三速率為50 至300rpm，時間為0.1至1.5s。
將所述半導(dǎo)體基底的旋轉(zhuǎn)速率由較高的第二速率在較短的時間內(nèi) 下降至較低的第三速率，對所述半導(dǎo)體基底表面的抗反射材料進(jìn)行回 流，使得位于邊緣的抗反射材料部分向所述半導(dǎo)體基底的中央方向移 動，可起到平坦化作用和進(jìn)一步填充溝槽或連接孔的作用。另外，所述 噴嘴繼續(xù)向所述半導(dǎo)體基底的中央噴出抗反射材料并使之慢慢向外流 動，兩者結(jié)合提高所述半導(dǎo)體基底表面的抗反射材料平坦度，和對所述 半導(dǎo)體基底表面較深的凹槽、連接孔、開口等起伏的覆蓋能力。
提高所述半導(dǎo)體基底的旋轉(zhuǎn)速率至第四速率，并繼續(xù)噴出抗反射材 料，所述第四速率大于所述第三速率且小于所述第二速率(S140)。進(jìn) 一步的對所述半導(dǎo)體基底表面的抗反射材料進(jìn)行補充并平坦化。本實施 例中所述第四速率為350至700rpm,時間為0.1至1.5s。
停止向所述半導(dǎo)體基底表面噴出抗反射材料(S150)。
提高所述半導(dǎo)體基底的旋轉(zhuǎn)速率至第五速率，所述第五速率大于所 述第四速率且小于所述第二速率(S160)。所述第五速率旋轉(zhuǎn)較長時間， 通過該步驟的旋轉(zhuǎn)， 一方面甩掉所述半導(dǎo)體基底表面多余的抗反射材 料，并使保留在所述半導(dǎo)體基底表面的抗反射材料形成厚度均勻，表面 平坦度較好的抗反射層。本實施例中所述第五速率為700至1000rpm， 以所述第五速率旋轉(zhuǎn)的時間為15至40s。
進(jìn)一步的對所述半導(dǎo)體基底表面的抗反射材料執(zhí)行烘烤工藝，加強 所述抗反射材料和半導(dǎo)體基底的粘附并蒸發(fā)水分。
本發(fā)明方法在旋涂抗反射材料的過程中，通過調(diào)整半導(dǎo)體基底的旋 轉(zhuǎn)速率，首先使所述半導(dǎo)體基底以較慢的第一速率旋轉(zhuǎn)，然后以較高的 第二速率旋轉(zhuǎn)，接著降低至第三速率旋轉(zhuǎn)，然后在第三速率的基礎(chǔ)上逐 步增加轉(zhuǎn)速并以固定的第五速率旋轉(zhuǎn)，形成表面平坦度較好的抗反射材
槽、連接孔等開口的半導(dǎo)體基底中，能夠形成平坦度較好的抗反射層， 使得后續(xù)的曝光工藝具有較大的工藝窗口。
圖8為所述抗反射層的形成方法應(yīng)用于制造雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的方法的實 施例的流程圖。
如圖8所示，提供一具有介質(zhì)層的半導(dǎo)體基底，在所述介質(zhì)層中形 成有第一開口，所述第一開口可以是溝槽或連接孔(S100);
向所述介質(zhì)層表面噴出抗反射材料，并使所述半導(dǎo)體基底以第一速 率旋轉(zhuǎn)(S110)，本實施例中所述第一速率為50至300rpm;
使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第一速率的第二速率旋轉(zhuǎn)(S120)， 本實施例中所述第二速率為1500至4000rpm;
使所述半導(dǎo)體基底以小于所述第二速率的第三速率旋轉(zhuǎn)(S130)， 本實施例中所述第三速率為50至300rpm;
使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第三速率且小于第二速率的第四速 率旋轉(zhuǎn)(S140),本實施例中所述第四速率為350至700rpm。
停止向所述介質(zhì)層表面噴出抗反射材料(S150);
使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第四速率且小于第二速率的第五速 率旋轉(zhuǎn)(S160)，本實施例中所述第五速率為700至1000rpm，持續(xù)時 間為15至40s;
停止使所述半導(dǎo)體基底旋轉(zhuǎn)(S170);
在所述抗反射材料上旋涂光刻膠層并圖形化形成第二開口圖案 (S180);
通過刻蝕將所述第二開口圖案轉(zhuǎn)移到所述介質(zhì)層中，形成第二開口 (S190)，所述第二開口圖案為連接孔或溝槽。
下面結(jié)合剖面圖對所述抗反射層的形成方法應(yīng)用于制造雙鑲嵌結(jié) 構(gòu)的方法的實施例進(jìn)^f于詳細(xì)描述。
步驟一，如圖9所示，首先提供一半導(dǎo)體基底200，所述半導(dǎo)體基 底200可以是多晶硅、單晶硅、非晶硅、絕緣層上硅(SOI)、砷化稼、 硅鍺化合物等材料。在所述半導(dǎo)體基底200表面上形成有刻蝕停止層 201，所述刻蝕停止層201為氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳硅氧化合物、 摻氮碳化硅中的一種或其組合，厚度為20至80nm。在所述刻蝕停止層 201上形成有介質(zhì)層202，所述介質(zhì)層202為低介電常數(shù)，例如可以是 黑鉆石、氟硅玻璃、磷硅玻璃、硼硅玻璃、硼磷硅玻璃中的一種。在所 述介質(zhì)層202中形成有第一開口 204，本實施例中所述第一開口 204為 連接孔，所述連接孔的底部露出所述刻蝕停止層201的表面。在其它的 實施例中所述第一開口204也可以是溝槽。
步驟二，將所述半導(dǎo)體基底200傳送至旋涂設(shè)備，將噴嘴移動至所 述半導(dǎo)體基底200的中間上方位置，所述噴嘴距離所述半導(dǎo)體基底200 具有一定的距離。使所述半導(dǎo)體基底200以較慢的第一速率旋轉(zhuǎn)，同時 所述噴嘴向所述介質(zhì)層202表面噴出液態(tài)的抗反射材料。通過離心作用， 噴出的液態(tài)的抗反射材料沿著所述介質(zhì)層202表面緩緩的向外移動，。 本實施例中所述第一速率為50至300rpm，所述半導(dǎo)體基底200以所述 第一速率旋轉(zhuǎn)O.l至ls。
所述液態(tài)的抗反射層材料的噴出速率根據(jù)噴出的總量和時間決定。 例如，根據(jù)工藝的需要，所述抗反射材料需要噴出的總量為2cc,噴出 時間為ls,則噴出速率為2cc/s。
在向所述介質(zhì)層202表面噴出抗反射材料之前，可先使所述半導(dǎo)體 基底200以一定的速率旋轉(zhuǎn)。然后再將所述半導(dǎo)體基底200轉(zhuǎn)速調(diào)至所 述的第一速率并噴出所述抗反射層材料。該旋轉(zhuǎn)的作用如下半導(dǎo)體基 底200在^皮送入旋涂i殳備時，所述介質(zhì)層202表面的溫、濕度等狀態(tài)可 能和所述旋涂設(shè)備中的狀態(tài)不相同，若立即進(jìn)行旋涂工藝可能使得形成 的抗反射層與所述介質(zhì)層202表面的粘附性不好，或造成其它的缺陷. 通過該一旋轉(zhuǎn)步驟使得所述介質(zhì)層202表面和所述旋涂設(shè)備中的狀態(tài)較為一致，在這種情況下進(jìn)行后續(xù)的旋涂工藝，盡可能的降低外部的不確 定因素可能引起的不利后果，更有助于形成高質(zhì)量的抗反射層。本實施
例中該步驟轉(zhuǎn)速為800至1500rpm，時間為0.1至ls。
步驟三，繼續(xù)以同樣的噴出速率向所述介質(zhì)層202表面噴出抗反射 材料，改變所述半導(dǎo)體基底200的轉(zhuǎn)速至第二速率，所述第二速率大于 所述第一速率。經(jīng)過所述第二速速率旋轉(zhuǎn)，抗反射層材料至少填滿所述 介質(zhì)層表面的低洼的區(qū)域，例如連接孔204，且使得所述介質(zhì)層202表 面的抗反射材料的表面具有凹弧形。本實施例所述第二速率為1500至 4000rpm，旋轉(zhuǎn)時間為0.1至1.5s。
由于所述介質(zhì)層202中具有連接孔204，使表面起伏不平，使得所 述介質(zhì)層202表面的不同區(qū)域?qū)λ隹狗瓷洳牧系淖枇σ膊煌?，在以較 慢的第一速率旋轉(zhuǎn)時所述抗反射材料在所述介質(zhì)層202表面不同的區(qū)域 的流動速率不同，導(dǎo)致了形成的抗反射材料各處的厚度不同，例如所述 抗反射材料首先要填入所述連接孔204中，而當(dāng)所述半導(dǎo)體基底200在 所述較慢的第一速率旋轉(zhuǎn)時，可能出現(xiàn)連接孔204填不滿，而其它平坦 的空曠區(qū)域抗反射材料較厚的現(xiàn)象。在本步驟通過較高的第二速率的旋 轉(zhuǎn)，使得所述介質(zhì)層202表面部分區(qū)域較厚抗反射材料向較薄的區(qū)域流 動，或者被甩出所述介質(zhì)層202之外，同時繼續(xù)噴出抗反射材料進(jìn)行補 充，并使之填充至所述未填滿的連接孔204。由于該第二速率較大，因 而使得所述介質(zhì)層202表面的邊緣聚集較多的抗反射材料，而中央較少， 呈凹弧形。
步驟四，改變所述半導(dǎo)體基底200的旋轉(zhuǎn)速率至第三速率，所述第 三速率小于所述第二速率，同時繼續(xù)噴出抗反射材料。本步驟主要作用 如下:通過減小旋轉(zhuǎn)速率使所述介質(zhì)層202表面的抗反射材料回流；另 外繼續(xù)噴出抗反射材料進(jìn)一步填充凹陷區(qū)域。本實施例中所述第三速率 為50至300rpm,時間為0.1至1.5s。
將所述半導(dǎo)體基底200的旋轉(zhuǎn)速率由較高的第二速率在較短的時間 內(nèi)下降至較低的第三速率，對所述介質(zhì)層202表面的抗反射材料進(jìn)行回 流，使得位于邊緣的抗反射材料部分向所述介質(zhì)層202的中央方向移動，可起到平坦化作用和進(jìn)一步填充連接孔204的作用。另外，所述噴嘴繼 續(xù)向所述介質(zhì)層202表面的中央噴出抗反射材料并使之慢慢向外流動， 兩者結(jié)合提高所述介質(zhì)層202表面的抗反射材料平坦度，和對連接孔 204的覆蓋能力。
步驟五，提高所述半導(dǎo)體基底200的旋轉(zhuǎn)速率至第四速率，并噴出 抗反射材料，所述第四速率大于所述第三速率且小于所述第二速率。進(jìn) 一步的對所述介質(zhì)層202表面的抗反射材料進(jìn)行補充并平坦化。本實施 例中所述第四速率為350至700rpm，時間為0.1至1.5s。
步驟六，停止向所述介質(zhì)層202表面嘖出抗反射材料。
步驟七，提高所述半導(dǎo)體基底200的旋轉(zhuǎn)速率至第五速率，所述第 五速率大于所述第四速率且小于所述第二速率。所述第五速率旋轉(zhuǎn)較長 時間， 一方面甩掉多余的抗反射材料，并使保留在所述介質(zhì)層202表面 的抗反射材料形成厚度均勻覆蓋的抗反射層，如圖IO所示的206。本實 施例中所述第五速率為700至1000rpm，以所述第五速率旋轉(zhuǎn)的時間為 15至40s。
步驟八，停止使所述半導(dǎo)體基底200旋轉(zhuǎn)。
進(jìn)一步的對所述介質(zhì)層202表面的抗反射層206執(zhí)行烘烤工藝，加 強所述抗反射層206和介質(zhì)層202的粘附并蒸發(fā)水分。
步驟九，如圖11所示，在所述抗反射層206上旋涂光刻膠層201 并進(jìn)行曝光顯影形成第二開口圖案210，本實施例所述第二開口圖案210 為溝槽圖案，在其它的實施例中所述第二開口圖案210為連接孔圖案。
在旋涂所述光刻膠層208之前，還可以首先形成如圖12所示的犧 牲層207，在所述犧牲層207上形成低溫氧化層209。然后旋涂所述光 刻膠層208并形成第二開口圖案210。
由于在前道工藝中形成了表面平坦的抗反射層206，因而旋涂的光 刻膠具有均勻的厚度和平坦的表面，使得本步驟的光刻形成第二開口圖 案210的工藝具有較大的工藝窗口，提高了工藝的可維護性，有助于形 成側(cè)壁輪廓較好的第二開口圖案210。
步驟十，以具有所述低溫氧化層209和犧牲層207的結(jié)構(gòu)為例，如 圖13所示，刻蝕所述第二開口圖案210底部的低溫氧化層209和犧牲層207，將所述第二開口圖案210轉(zhuǎn)移到所述低溫氧化層209和所述犧 牲層207，形成第二開口圖案210a，同時刻蝕過程去除了所述光刻膠層 208。
對于圖11所示的結(jié)構(gòu)，通過刻蝕將所述第二開口圖案210轉(zhuǎn)移到 所述介質(zhì)層202中形成溝槽，這里不再贅述。
如圖14所示，刻蝕所述第二開口圖案210a底部的介質(zhì)層202,在 所述介質(zhì)層202中形成開口 211，本實施例中所述開口 211為溝槽?？涛g的同時去除了所述低溫氧化層209，并使得所述犧牲層207的厚度減 薄。
進(jìn)一步的，如圖15所示，去除所述抗反射層206，并通過刻蝕去除 所述第一開口 204底部的刻蝕停止層201，在所述第一開口 204和第二開口211中填充金屬材料212，例如銅，即形成了如圖15所示的雙鑲嵌 結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本發(fā)明， 任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可以做出可能 的變動和修改，因此本發(fā)明的保護范圍應(yīng)當(dāng)以本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種抗反射層的形成方法，包括提供一半導(dǎo)體基底；向所述半導(dǎo)體基底噴出抗反射材料，并使所述半導(dǎo)體基底以第一速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第一速率的第二速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以小于所述第二速率的第三速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第三速率且小于第二速率的第四速率旋轉(zhuǎn)；停止向所述半導(dǎo)體基底噴出抗反射材料；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第四速率且小于第二速率的第五速率旋轉(zhuǎn)。
2、 如權(quán)利要求1所述的抗反射層的形成方法，其特征在于，該方 法進(jìn)一步包括在向所述半導(dǎo)體基底噴出抗反射材料之前使所述半導(dǎo)體 基底旋轉(zhuǎn)。
3、 如權(quán)利要求2所述的抗反射層的形成方法，其特征在于所述 半導(dǎo)體基底^走轉(zhuǎn)的速率為800至1500rpm,時間為0.1至ls。
4、 如權(quán)利要求1所述的抗反射層的形成方法，其特征在于所述 第一速率為50至300rpm。
5、 如權(quán)利要求1所述的抗反射層的形成方法，其特征在于所述 第二速率為1500至4000rpm。
6、 如權(quán)利要求1所述的抗反射層的形成方法，其特征在于所述 第三速率為50至300rpm。
7、 如權(quán)利要求1所述的抗反射層的形成方法，其特征在于所述 第四速率為350至700rpm。
8、 如權(quán)利要求1所述的抗反射層的形成方法，其特征在于所述 第五速率為700至1000rpm。
9、 如權(quán)利要求8所述的抗反射層的形成方法，其特征在于所述 半導(dǎo)體基底以所述第五速率旋轉(zhuǎn)的時間為15至40s。
10、 如權(quán)利要求1所述的抗反射層的形成方法，其特征在于該方 法進(jìn)一步包括對所述半導(dǎo)體基底上的抗反射材料進(jìn)行烘烤的步驟。
11、 一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的方法制造雙鑲嵌結(jié)構(gòu)的方法，包括 提供一具有介質(zhì)層的半導(dǎo)體基底，在所述介質(zhì)層中形成有第一開C2 ;向所述介質(zhì)層表面噴出抗反射材料，并使所述半導(dǎo)體基底以第 一速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第 一速率的第二速率旋轉(zhuǎn)； 使所述半導(dǎo)體基底以小于所述第二速率的第三速率旋轉(zhuǎn)； 使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第三速率且小于第二速率的第四速 率旋轉(zhuǎn)；停止向所述介質(zhì)層表面噴出抗反射材料；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第四速率且小于第二速率的第五速 率旋轉(zhuǎn)；停止使所述半導(dǎo)體基底旋轉(zhuǎn)；在所述抗反射材料上旋涂光刻膠層并圖形化形成第二開口圖案； 通過刻蝕將所述第二開口圖案轉(zhuǎn)移到所述介質(zhì)層中，形成第二開c 。
12、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述介質(zhì)層為低介 電常數(shù)材料。
13、 如權(quán)利要求ll述的方法，其特征在于所述第一速率為50至 300rpm。
14、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述第二速率為1500 至4000rpm。
15、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述第三速率為50 至300rpm。
16、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述第四速率為350 至700rpm。
17、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述第五速率為700 至1000rpm。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其特征在于所述半導(dǎo)體基底以 所述第五速率旋轉(zhuǎn)的時間為15至40s。
19、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括 對所述半導(dǎo)體基底上的抗反射材料進(jìn)行烘烤的工藝。
20、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，該方法進(jìn)一步包括 在所述抗反射材料上形成犧牲層的步驟。
21、 如權(quán)利要求20所述的方法，其特征在于,該方法進(jìn)一步包括在 所述犧牲層上形成低溫氧化層的步驟。
22、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述第一開口為連 接孔，第二開口為溝槽。
23、 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述第一開口為溝 槽，第二開口為連接孔。
全文摘要
一種抗反射層的形成方法，包括提供一半導(dǎo)體基底；向所述半導(dǎo)體基底噴出抗反射材料，并使所述半導(dǎo)體基底以第一速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第一速率的第二速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以小于所述第二速率的第三速率旋轉(zhuǎn)；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第三速率且小于第二速率的第四速率旋轉(zhuǎn)；停止向所述半導(dǎo)體基底噴出抗反射材料；使所述半導(dǎo)體基底以大于所述第四速率且小于第二速率的第五速率旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明方法形成的抗反射層的表面具有較好的平坦度。
文檔編號H01L21/02GK101207018SQ20061014781
公開日2008年6月25日 申請日期2006年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月22日
發(fā)明者楊光宇 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司