CN102703879A

CN102703879A - 金属硅化物阻挡层薄膜的沉积方法

Info

Publication number: CN102703879A
Application number: CN2012101588420A
Authority: CN
Inventors: 徐强; 毛智彪
Original assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Current assignee: Shanghai Huali Microelectronics Corp
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2012-10-03

Abstract

本发明的一种金属硅化物阻挡层薄膜的沉积方法，包括提供衬底；利用次大气压化学气相沉积法在衬底上沉积二氧化硅薄膜；对沉积形成的二氧化硅薄膜进行紫外光照射；取出衬底。本发明的金属硅化物阻挡层薄膜的沉积方法，去除薄膜中多余的Si-H等键，增强了薄膜的性能；其薄膜的氢含量较低，薄膜密度较高，薄膜质量较好，增加了后续SAB蚀刻的工艺窗口。

Description

金属硅化物阻挡层薄膜的沉积方法

技术领域

本发明涉及微电子技术领域，尤其涉及一种金属硅化物阻挡层薄膜的沉积方法。

背景技术

次大气压化学气相沉积法（Sub Atmosphere Chemical Vapor Deposition, SACVD）是一种应用比较广泛的化学气相沉积技术，该技术利用臭氧以及四乙基硅甲烷（TEOS）做为反应起始气体。在一定的温度条件下通常为300~500℃进行热化学反应，由于其反应压力一般在50~600 torr，略低于大气压，因此称之为次大气压化学气相沉积。

SACVD在反应过程中不需要借助等离子体解离反应气体，而是通过臭氧中的活性氧原子与TEOS中的硅反应生成二氧化硅。因此，由SACVD方法制备的二氧化硅薄膜在沉积过程中对衬底没有等离子体诱导损伤（Plasma Induced Damage，PID），SACVD还具有比较好的阶梯覆盖能力以及均匀度。

综合上述SACVD制程的特点，在半导体制备过程中，尤其是比较先进的工艺中，金属硅化物阻挡层薄膜（Salicide Block，SAB）通常采用SACVD方法制备。

但是，SACVD由于在沉积过程中温度相对炉管的热氧反应较低，并且没有等离子体的轰击作用，其薄膜中会含有一定量的H，薄膜的质量相对较差，湿法蚀刻速率较快。当该薄膜在后续的SAB干法、湿法蚀刻时，控制起来相对较难。

因此，有必要提高由SACVD方法制备的二氧化硅薄膜的性能。

发明内容

本发明根据现有技术中存在的缺陷，提供一种金属硅化物阻挡层薄膜的沉积方法，在由次大气压化学气相沉积（SACVD）法制备的金属硅化物阻挡层薄膜完成之后，对其进行紫外光的照射，以去除薄膜中的缺陷，增强该薄膜的性能，去除薄膜中多余的Si-H等键，改善了薄膜的性能。

本发明的一种金属硅化物阻挡层薄膜的沉积方法，包括以下步骤：

步骤1：提供衬底，所述衬底上包括金属硅化物；

步骤2：利用次大气压化学气相沉积法在衬底上沉积金属硅化物阻挡层的二氧化硅薄膜；

步骤3：对沉积形成的二氧化硅薄膜进行紫外光照射；

步骤4：取出衬底。

在本发明提供的一个优选实施例中，所述步骤2中的次大气压化学气相沉积法的沉积过程的压力范围为10~700 torr。

在本发明提供的另一个优选实施例中，所述步骤2中的次大气压化学气相沉积法的沉积过程的温度范围为300~500℃。

在本发明提供的另一个优选实施例中，所述步骤2中所形成的二氧化硅薄膜的厚度范围为100~1000A。

在本发明提供的另一个优选实施例中，所述步骤3中的紫外光的波长范围为320~400nm。

在本发明提供的另一个优选实施例中，所述步骤3中的紫外光的照射温度范围为300-500℃。

在本发明提供的另一个优选实施例中，所述步骤3中的紫外光的照射时间为1~10分钟。

在本发明提供的另一个优选实施例中，进行所述步骤2和3的次数至少为二次。

本发明的金属硅化物阻挡层薄膜的沉积方法，去除薄膜中多余的Si-H等键，增强了薄膜的性能；其薄膜的氢含量较低，薄膜密度较高，薄膜质量较好，增加了后续SAB蚀刻的工艺窗口。

附图说明

图1是本发明提供的二氧化碳薄膜沉积方法的流程图；

图2是本发明制备的二氧化碳薄膜的红外谱图随紫外光照射时间的变化示意图。

具体实施方式

本发明提供的二氧化硅薄膜的沉积方法，降低了薄膜中的氢含量，提高薄膜的密度，以提高薄膜的质量。

以下通过实施例对本发明提供的沉积方法做进一步详细说明，以便更好理解本发明创造，但实施例的内容并不限制本发明创造的保护范围。

图1是沉积二氧化硅薄膜的工艺流程图，先提供衬底，设定进行次大气压化学气相沉积法的设备的各项参数如气体流量、压力和温度等。优选次大气压化学气相沉积法的沉积过程的压力范围为10~700 torr，温度范围为300~500℃。次大气压化学气相沉积法所形成的二氧化硅薄膜的沉积厚度范围优选为100~1000A。紫外光照射的波长选用范围为320~400nm，照射温度范围为300-500℃，照射时间为1~10分钟，最后去除晶片，即沉积后的衬底。

对衬底进行二氧化硅薄膜沉积，完成沉积后，对沉积形成的二氧化硅薄膜进行紫外光照射，最后取出衬底。沉积二氧化硅过程和紫外光照射的过程，可以一步直接沉积到规定厚度后直接紫外光照射。优选采用不断循环方式进行沉积和紫外光照射，形成的薄膜中氢含量相比一步沉积和紫外光照射形成的薄膜更加低。

一般SACVD由于在沉积过程中温度相对炉管的热氧反应较低，并且没有等离子体的轰击作用，其薄膜中会含有一定量的氢，薄膜的性质相对较差。而对该薄膜进行紫外光照射后，其薄膜中的氢会被大量去除，随着红外光照射时间的增加而逐渐减小，从而薄膜的性能大幅提高。如图2中所示，其中照射时间a＝0<b<c<d，OH/CH的特征峰随着红外光照射时间的增加而逐渐减小，从而薄膜的性能大幅提高。

以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只是作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims

1.一种金属硅化物阻挡层薄膜的沉积方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：提供衬底，所述衬底上包括金属硅化物；

步骤3：对沉积形成的二氧化硅薄膜进行紫外光照射；

步骤4：取出衬底。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中的次大气压化学气相沉积法的沉积过程的压力范围为10~700 torr。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中的次大气压化学气相沉积法的沉积过程的温度范围为300~500℃。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2中所形成的二氧化硅薄膜的厚度范围为100~1000A。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的紫外光的波长范围为320~400nm。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的紫外光的照射温度范围为300-500℃。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤3中的紫外光的照射时间为1~10分钟。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进行所述步骤2和3的次数至少为二次。