[发明专利]加热晶圆上的旋涂膜的方法及加热装置

说明书

本发明提供了一种加热晶圆上的旋涂(SOC)膜的方法。方法包括步骤S401至S405。在步骤S401中，提供加热装置。加热装置包括烘烤盘和电磁波发生器。在步骤S402中，通过设置在烘烤盘中的加热单元对烘烤盘进行加热。在步骤S403中，将晶圆放置在加热装置的烘烤盘上。在步骤S404中，电磁波发生器生成电磁波以加热SOC膜。电磁波发生器生成的电磁波的频率在1THz至100THz的范围内。在步骤S405中，将晶圆从加热装置的烘烤盘中移除。本发明还提供一种加热装置。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年12月20日提交的第62/782361号美国临时专利申请的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体涉及一种加热晶圆上的旋涂(SOC)膜的方法以及使用该方法的加热装置。更具体而言，本发明涉及一种通过使用电磁波加热SOC膜的方法。

背景技术

集成电路通常由光刻工艺制成，该工艺使用标线片(或光掩模)以及相关的光源将电路图像转移到半导体晶圆的表面上。光刻工艺需要在晶圆上涂上一层光刻胶，曝光光刻胶层，然后显影曝光的光刻胶。涂敷光刻胶层涉及将包含光敏材料的光刻胶溶液旋涂到晶圆的表面上。旋涂之后，加热光刻胶层以蒸发光刻胶溶液中的溶剂，并干燥光刻胶层以进行随后的曝光过程。底部抗反射涂层(BARC)可以设置在光刻胶层和晶圆之间以防止漫反射。BARC层也通过旋涂过程形成。在晶圆上旋涂BARC层以后，将BARC层加热至干燥。然后，通过旋涂和加热在干燥的BARC层上形成光刻胶层。通常，可以将BARC层加热至300℃至400℃范围内的温度，而将光刻胶层加热至100℃至350℃范围内的温度。

参考图1至图2，其示出了加热晶圆上的BARC层的过程的示意图。如图1所示，将涂敷有BARC层111的晶圆110放置在具有加热目标温度(可以高达350℃)的烘烤盘120上。晶圆110由烘烤盘120加热以干燥BARC层111。在干燥BARC层111之后，需要将晶圆110冷却至室温以进行后续过程，如图2所示。通常，在旋涂过程后，晶圆110的温度等于室温。当置于温度高达350℃的烘烤盘120上时，晶圆110可能会破裂。为了防止晶圆破裂，可以通过两步加热过程来加热晶圆110，如图3所示。在两步加热过程中，将晶圆110在温度低于加热目标温度(例如，200℃)的烘烤盘上进行加热。然后，将晶圆110在另一个加热目标温度为350℃的烘烤盘上加热。当冷却晶圆110时，也可以采用两步冷却过程(即，将晶圆110在温度为200℃的冷却板上冷却，然后冷却至室温)。可以采用类似的过程来加热晶圆110上的光刻胶层。但是，这种加热过程很耗能。另外，当晶圆110经历如此大的温度变化过程时，可能出现晶圆破裂或其他缺陷。

因此，仍需要改进晶圆的光刻胶层和BARC层加热过程。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的目的是提供一种改善晶圆的光刻胶层和BARC层加热过程的方法和加热装置。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供了一种加热晶圆上的SOC膜的方法。SOC膜包括光刻胶层或BARC层。方法包括步骤S401至S405。在步骤S401中，提供加热装置。加热装置包括烘烤盘和电磁波发生器。在步骤S402中，通过设置在烘烤盘中的加热单元对烘烤盘进行加热。烘烤盘被加热至80℃至150℃范围内的温度。在步骤S403中，将晶圆放置在加热装置的烘烤盘上。在步骤S404中，电磁波发生器生成电磁波以加热SOC膜。电磁波发生器生成的电磁波的频率在1THz至100THz的范围内。在步骤S405中，将晶圆从加热装置的烘烤盘中移除。

为了实现上述目的，本发明的另一种实施方式提供了一种用于具有SOC膜的晶圆的加热装置。SOC膜包括光刻胶层或BARC层。加热装置包括处理室、烘烤盘以及电磁波发生器。处理室配置成容纳晶圆。烘烤盘设置在处理室中以用于固定和加热晶圆。电磁波发生器设置在处理室中，并配置成生成电磁波以加热晶圆的SOC膜。电磁波的频率在1THz至100THz的范围内。