[發明專利]等離子體處理腔室中原位紫外線處理方法及應力氮化硅膜的形成方法

有效

• 申請號: 200810113999.5
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN101593669A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發明（設計）人: 吳漢明;王國華
• 申請（專利權）人: 中芯國際集成電路制造（北京）有限公司
• 主分類號: H01L21/00
• 分類號: H01L21/00;H01L21/268;H01L21/31;H01L21/3105;H01L21/318;H05H1/24
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 李 麗

技術領域

本發明涉及半導體制造技術領域，特別涉及一種半導體集成電路制造工藝中在等離子體處理腔室中原位紫外線處理(Ultraviolet?Cure，UVcure)方法及應力氮化硅膜的形成方法。

背景技術

在半導體集成電路制造工藝中常用紫外線對膜層進行處理。例如，采用紫外線照射對化學氣相沉積形成的氮化硅膜層進行應力調整、低介電常數材料的性能改善或干法刻蝕后的膜層的損傷修復等。

在公開號為CN?101088150A的中國專利申請文件中，公開了一種通過紫外線處理工藝形成應力氮化硅的方法，形成氮化硅膜層之后，將具有氮化硅膜層的半導體基底32置于如圖1所示的處理裝置200的基底支撐架104上，該處理裝置200的紫外線光源204發出紫外線射線，對所述的氮化硅膜層進行輻射，形成應力氮化硅膜層。

所述的方法中，通過等離子體輔助化學氣相沉積在沉積腔室中形成氮化硅膜層，然后再在紫外線處理設備中對形成的氮化硅膜層執行紫外線處理，形成應力氮化硅；也即等離子體輔助化學氣相沉積工藝與紫外線處理工藝在不同的設備中分別執行；在現有的工藝中，還存在其它的同時需要等離子體處理工藝與紫外線處理工藝的膜層，但是一般都是在不同的腔室中分別執行，這使得半導體集成電路的制造工藝復雜化，效率降低；而且半導體基底需要在不同的設備間傳送，也增大被污染的幾率。

發明內容

本發明提供一種等離子處理腔室中原位紫外線處理方法，該方法的紫外線處理能夠與等離子處理工藝原位進行，使工藝簡化。

本發明提供的一種等離子體處理腔室中原位紫外線處理方法，包括：

將半導體基底置于等離子體處理腔室中；

向所述等離子體處理腔室中注入產生等離子體的物質；

向所述等離子體處理腔室中注入能受激產生紫外線的氣體；

激勵所述產生等離子體的物質形成等離子體，利用所述等離子體對所述半導體基底進行等離子體處理；

所述能夠受激產生紫外線的氣體受所述等離子體激發，產生紫外線；

產生的紫外線輻射半導體基底表面。

可選的，所述等離子體處理包括等離子體增強化學氣相沉積、等離子體刻蝕或高密度等離子體化學氣相沉積。

可選的，所述能夠受激產生紫外線的氣體包括惰性氣體或惰性氣體與鹵素的混合氣體。

可選的，所述惰性氣體包括氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣中的一種或組合。

可選的，所述鹵素包括氟、氯、溴或碘。

可選的，根據所述惰性氣體的種類或惰性氣體與鹵素的種類和比例來確定所需要的紫外線的波長。

可選的，所述紫外線處理工藝中的紫外線為單一波長的紫外線或具有混合波長的紫外線。

可選的，所述紫外線的波長為100nm至360nm。

可選的，向所述等離子體處理腔室中注入能受激產生紫外線的氣體的方式包括一次性注入、間歇性多次注入或連續性注入。

本發明還提供一種應力氮化硅膜的形成方法，包括：

將半導體基底置于沉積工藝腔中；

向所述沉積工藝腔中注入含硅氣體和含氮氣體；

向所述沉積工藝腔中注入惰性氣體或惰性氣體與鹵素的混合氣體；

激勵所述含硅氣體和含氮氣體，形成等離子體，所述等離子體在所述半導體基底表面反應，形成氮化硅膜；

所述惰性氣體或惰性氣體與鹵素的混合氣體在所述等離子體激發下，產生紫外線；

所述紫外線輻射所述氮化硅膜。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

通過所述的方法，對半導體基底表面的等離子體處理以及紫外線處理在同一工藝腔室中原位進行，可避免繁瑣的傳送步驟，使工藝簡化；而且，可節省傳送的時間，使得效率提高；也可減少由于在不同設備或腔室之間傳送時外部環境對半導體基底表面污染的幾率，有助于提高形成的產品的良品率；此外，不必制造專門的紫外線處理設備，使得費用降低，生產半導體器件的成本降低；

此外，現有的專門的紫外線處理設備中的紫外燈壽命較短，需要經常更換，本發明的方法則不存在該問題；

另外，本發明的方法中，形成的紫外線在各個方向輻射的強度較為均勻，沒有方向性，因而對待處理的加工件的輻射較為均勻，特別是對于具有較大起伏的加工件表面，能夠獲得均勻的紫外線輻射，有利于提高加工件受輻射的膜層或表面或其它結構特性的一致性。

附圖說明

圖1為現有的一種紫外線處理裝置的剖面示意圖；

圖2為本發明的等離子體處理腔室中原位紫外線處理方法的實施例的流程圖；