[发明专利]等离子体处理腔室中原位紫外线处理方法及应力氮化硅膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种半导体集成电路制造工艺中在等离子体处理腔室中原位紫外线处理(Ultraviolet Cure，UVcure)方法及应力氮化硅膜的形成方法。

背景技术

在半导体集成电路制造工艺中常用紫外线对膜层进行处理。例如，采用紫外线照射对化学气相沉积形成的氮化硅膜层进行应力调整、低介电常数材料的性能改善或干法刻蚀后的膜层的损伤修复等。

在公开号为CN 101088150A的中国专利申请文件中，公开了一种通过紫外线处理工艺形成应力氮化硅的方法，形成氮化硅膜层之后，将具有氮化硅膜层的半导体基底32置于如图1所示的处理装置200的基底支撑架104上，该处理装置200的紫外线光源204发出紫外线射线，对所述的氮化硅膜层进行辐射，形成应力氮化硅膜层。

所述的方法中，通过等离子体辅助化学气相沉积在沉积腔室中形成氮化硅膜层，然后再在紫外线处理设备中对形成的氮化硅膜层执行紫外线处理，形成应力氮化硅；也即等离子体辅助化学气相沉积工艺与紫外线处理工艺在不同的设备中分别执行；在现有的工艺中，还存在其它的同时需要等离子体处理工艺与紫外线处理工艺的膜层，但是一般都是在不同的腔室中分别执行，这使得半导体集成电路的制造工艺复杂化，效率降低；而且半导体基底需要在不同的设备间传送，也增大被污染的几率。

发明内容

本发明提供一种等离子处理腔室中原位紫外线处理方法，该方法的紫外线处理能够与等离子处理工艺原位进行，使工艺简化。

本发明提供的一种等离子体处理腔室中原位紫外线处理方法，包括：

将半导体基底置于等离子体处理腔室中；

向所述等离子体处理腔室中注入产生等离子体的物质；

向所述等离子体处理腔室中注入能受激产生紫外线的气体；

激励所述产生等离子体的物质形成等离子体，利用所述等离子体对所述半导体基底进行等离子体处理；

所述能够受激产生紫外线的气体受所述等离子体激发，产生紫外线；

产生的紫外线辐射半导体基底表面。

可选的，所述等离子体处理包括等离子体增强化学气相沉积、等离子体刻蚀或高密度等离子体化学气相沉积。

可选的，所述能够受激产生紫外线的气体包括惰性气体或惰性气体与卤素的混合气体。

可选的，所述惰性气体包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气中的一种或组合。

可选的，所述卤素包括氟、氯、溴或碘。

可选的，根据所述惰性气体的种类或惰性气体与卤素的种类和比例来确定所需要的紫外线的波长。

可选的，所述紫外线处理工艺中的紫外线为单一波长的紫外线或具有混合波长的紫外线。

可选的，所述紫外线的波长为100nm至360nm。

可选的，向所述等离子体处理腔室中注入能受激产生紫外线的气体的方式包括一次性注入、间歇性多次注入或连续性注入。

本发明还提供一种应力氮化硅膜的形成方法，包括：

将半导体基底置于沉积工艺腔中；

向所述沉积工艺腔中注入含硅气体和含氮气体；

向所述沉积工艺腔中注入惰性气体或惰性气体与卤素的混合气体；

激励所述含硅气体和含氮气体，形成等离子体，所述等离子体在所述半导体基底表面反应，形成氮化硅膜；

所述惰性气体或惰性气体与卤素的混合气体在所述等离子体激发下，产生紫外线；

所述紫外线辐射所述氮化硅膜。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

通过所述的方法，对半导体基底表面的等离子体处理以及紫外线处理在同一工艺腔室中原位进行，可避免繁琐的传送步骤，使工艺简化；而且，可节省传送的时间，使得效率提高；也可减少由于在不同设备或腔室之间传送时外部环境对半导体基底表面污染的几率，有助于提高形成的产品的良品率；此外，不必制造专门的紫外线处理设备，使得费用降低，生产半导体器件的成本降低；

此外，现有的专门的紫外线处理设备中的紫外灯寿命较短，需要经常更换，本发明的方法则不存在该问题；

另外，本发明的方法中，形成的紫外线在各个方向辐射的强度较为均匀，没有方向性，因而对待处理的加工件的辐射较为均匀，特别是对于具有较大起伏的加工件表面，能够获得均匀的紫外线辐射，有利于提高加工件受辐射的膜层或表面或其它结构特性的一致性。

附图说明

图1为现有的一种紫外线处理装置的剖面示意图；

图2为本发明的等离子体处理腔室中原位紫外线处理方法的实施例的流程图；