CN111696849A - 一种复合薄膜、复合硅晶圆及其制备方法与应用 - Google Patents
一种复合薄膜、复合硅晶圆及其制备方法与应用 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111696849A CN111696849A CN201910190090.8A CN201910190090A CN111696849A CN 111696849 A CN111696849 A CN 111696849A CN 201910190090 A CN201910190090 A CN 201910190090A CN 111696849 A CN111696849 A CN 111696849A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- film
- composite
- sio
- silicon
- thick
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 239000010703 silicon Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 7
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 79
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 46
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims abstract description 43
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 30
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 claims abstract description 25
- 229910020286 SiOxNy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 97
- 235000012431 wafers Nutrition 0.000 claims description 48
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 17
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 12
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 10
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 8
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 claims description 5
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 claims description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 7
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 6
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 abstract description 3
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 abstract description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 6
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 description 3
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000001878 scanning electron micrograph Methods 0.000 description 2
- 229910016570 AlCu Inorganic materials 0.000 description 1
- 101100107923 Vitis labrusca AMAT gene Proteins 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910021421 monocrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02367—Substrates
- H01L21/0237—Materials
- H01L21/02373—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/02381—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/30—Deposition of compounds, mixtures or solid solutions, e.g. borides, carbides, nitrides
- C23C16/308—Oxynitrides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/50—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges
- C23C16/513—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating using electric discharges using plasma jets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02436—Intermediate layers between substrates and deposited layers
- H01L21/02439—Materials
- H01L21/02441—Group 14 semiconducting materials
- H01L21/0245—Silicon, silicon germanium, germanium
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02518—Deposited layers
- H01L21/02521—Materials
- H01L21/02565—Oxide semiconducting materials not being Group 12/16 materials, e.g. ternary compounds
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/0262—Reduction or decomposition of gaseous compounds, e.g. CVD
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
本发明公开了一种复合薄膜、复合硅晶圆及其制备方法与应用。所述复合薄膜，包括基体薄膜和位于所述基体薄膜表面的氮氧化硅SiOxNy层；所述复合薄膜表面的反射指数RI为1.3‑1.75，所述氮氧化硅层的厚度为5‑60nm，所述基体薄膜为多晶硅薄膜和/或金属薄膜。本发明通过在厚多晶硅的表面沉积一层抗反射的氮氧化硅SiOxNy薄膜，薄膜采用PECVD工艺沉积，并且沉积过程中可以调节反应气体SiH4及N2O的体积流量，进而调节SiOxNy中X和Y的含量，得到满足要求的反射率，有效解决了光刻工艺由于厚多晶硅表面过于粗糙出现的漫反射，最终呈现图形扭曲，甚至图形定义异常的问题。
Description
技术领域
本发明属于半导体及微机电系统(MEMS)晶圆级化学气相沉积(CVD)工艺及光刻(Lithograph)工艺领域，涉及一种复合薄膜、复合硅晶圆及其制备方法与应用。
背景技术
多晶硅是单质硅的一种形态，熔融的单质硅在过冷条件下凝固时，硅原子以金刚石晶格形态排列成许多晶核，如这些晶核长成晶面取向不同的晶粒，这些晶粒结合起来，就结晶成多晶硅。多晶硅虽然在力学、光学和热学性质上不如单晶硅，但其独特的电学性质及较为简单易沉积得到的特性，使其广泛应用于半导体、MEMS、LED/OLED、太阳能等行业。
多晶硅沉积工艺中最常用的为低压化学气相沉积工艺(CVD)，常使用半导体、MEMS制造时所使用的炉管(furnace)机台。因不同的产品所需电学、力学等性质不同，尤其在MEMS行业中多出现较厚的多晶硅应用，厚度可厚达1μm以上。但由于厚多晶硅薄膜在生成过程中，热累积效应比较明显，晶格之间互相挤压，导致厚多晶硅薄膜表面晶粒太大，宏观呈现出非常粗糙的状态。在接下来用于进行图形定义的光刻工艺时会因为厚多晶硅薄膜表面过于粗糙导致出现漫反射严重，最终呈现出图形扭曲，甚至无法定义图形的问题。
发明内容
本发明提供一种复合薄膜，所述薄膜包括基体薄膜和位于所述基体薄膜表面的氮氧化硅(SiOxNy)层；所述复合薄膜表面的反射指数(RI)为1.3-1.75，例如1.35-1.7、1.45-1.65；作为示例，所述RI可以为1.4906、1.5151、1.5469、1.5692。根据本发明的复合薄膜，所述氮氧化硅层的厚度可以为5-60nm，例如10-40nm、15-35nm，作为示例，所述氮氧化硅层的厚度可以为12nm、16nm、18nm、20nm、23nm、25nm、28nm、30nm。
根据本发明的复合薄膜，所述基体薄膜可以为多晶硅薄膜和/或金属薄膜；例如，所述多晶硅薄膜可以为厚多晶硅薄膜。例如，所述金属薄膜可以为Al膜、AlCu膜、Ta膜、Ti膜、Au膜、Ag膜、AlTiSi膜等中的至少一种。
根据本发明的复合薄膜，当所述基体薄膜为多晶硅薄膜时，其厚度为500nm～6μm，例如600-1μm、1.1-2.5μm、1.5-2μm、2.5-6μm。当所述基体薄膜为金属薄膜时，其厚度为100nm～4μm，例如200nm-1μm、1.5-2μm、2.5-4μm。
根据本发明的技术方案，一种复合厚多晶硅薄膜，其包括厚多晶硅薄膜和位于所述厚多晶硅薄膜表面的氮氧化硅(SiOxNy)层，
所述复合厚多晶硅薄膜的反射指数(RI)为1.35-1.7，例如1.4-1.6、1.47-1.58；作为示例，所述RI为1.4906、1.5151、1.5469、1.5692。
根据本发明的复合厚多晶硅薄膜，所述厚多晶硅薄膜的厚度大于500nm，例如大于1μm，比如厚度可以为1.1-2.5μm、1.5-2μm、2.5-6μm；作为示例，所述厚多晶硅薄膜的厚度可以为1.2μm。
根据本发明的复合厚多晶硅薄膜，所述厚多晶硅薄膜表面呈现宏观粗糙。
根据本发明的复合厚多晶硅薄膜，所述氮氧化硅层的厚度可以为5-60nm，例如10-40nm、15-35nm，作为示例，所述氮氧化硅层的厚度可以为12nm、16nm、18nm、20nm、23nm、25nm、28nm、30nm。
根据本发明的复合厚多晶硅薄膜，所述氮氧化硅层可以通过沉积的方法结合在所述厚多晶硅薄膜表面。例如，所述沉积方法可以选自物理与化学气相方法、分子束外延方法、旋转涂覆或喷涂方法、电镀方法等中的任意一种；优选为等离子体增强化学的气相沉积法(PECVD)。
本发明提供上述复合薄膜的制备方法，所述制备方法包括采用PECVD方法在基体薄膜表面沉积SiOxNy层，得到所述复合薄膜。
根据本发明的方法，所述SiOxNy层由气体SiH4和N2O反应得到，SiH4和N2O的体积流量比可以为1:(2-13)，例如1:(3-10)；作为示例，所述SiH4和N2O的体积流量比可以为1:4、1:4.4、1:5、1:5.7、1:6.7、1:8、1:10。
根据本发明的方法，所述PECVD方法的操作条件包括：基座温度350-450℃，压力5.0-6.0Torr，RF功率100-150W；例如，所述基座温度380-420℃，压力5.3-5.7Torr，RF功率110-130W；作为示例，所述基座温度400℃，压力5.5Torr，RF功率120W。
根据本发明的方法，所述沉积时间可以为1-5s，例如1.5-4s，作为示例，所述沉积时间可以为1.5s、2.2s、3.1s、3.9s。
根据本发明的方法，所述基体薄膜和SiOxNy层具有上文所述的含义。
根据本发明方法示例性的技术方案，一种复合厚多晶硅薄膜的制备方法，所述制备方法包括采用PECVD方法在厚多晶硅薄膜表面沉积SiOxNy层，得到所述复合厚多晶硅薄膜。
根据本发明的方法，所述SiOxNy层由气体SiH4和N2O反应得到，SiH4和N2O的体积流量比可以为1:(2-13)，例如1:(3-10)；作为示例，所述SiH4和N2O的体积流量比可以为1:4、1:4.4、1:5、1:5.7、1:6.7、1:8、1:10。
根据本发明的方法，所述PECVD方法的操作条件包括：基座温度350-450℃，压力5.0-6.0Torr，RF功率100-150W；例如，所述基座温度380-420℃，压力5.3-5.7Torr，RF功率110-130W；作为示例，所述基座温度400℃，压力5.5Torr，RF功率120W。
根据本发明的方法，所述沉积时间可以为1-5s，例如1.5-4s，作为示例，所述沉积时间可以为1.5s、2.2s、3.1s、3.9s。
根据本发明的方法，所述厚多晶硅薄膜和SiOxNy层具有上文所述的含义。
本发明还提供上述复合薄膜和复合厚多晶硅薄膜在半导体、MEMS制造中的应用。
本发明还提供一种复合硅晶圆，所述复合硅晶圆包括硅晶圆和位于硅晶圆表面的复合厚多晶硅薄膜，所述复合厚多晶硅薄膜具有如上文所述的含义。
本发明还提供上述复合硅晶圆的制备方法，所述方法包括如下步骤：先在硅晶圆表面沉积厚多晶硅薄膜，然后在沉积好厚多晶硅薄膜的硅晶圆表面沉积SiOxNy层。
根据本发明复合硅晶圆示例性的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)制备硅晶圆，先通过低压CVD腔室对硅晶圆表面沉积厚多晶硅薄膜；
(2)将步骤(1)已沉积好厚多晶硅薄膜的硅晶圆，送入PECVD沉积腔体沉积SiOxNy层，沉积过程中，PECVD工艺反应参数包含：基座温度350-450℃、压力5.0-6.0Torr、RF功率100-150W，沉积时间1-5s，通过调节反应气体SiH4及N2O的体积流量，得到不同反射指数的复合硅晶圆。
其中，所述厚多晶硅薄膜和SiOxNy层具有如上文所述的含义。
其中，所述SiH4及N2O的体积流量具有如上文所述的配比。
其中，步骤(1)沉积过程可以采用本领域已知方法。
本发明还提供上述复合硅晶圆在半导体、MEMS制造中的应用。
本发明的有益效果：
本发明通过在厚多晶硅的表面沉积一层抗反射的氮氧化硅SiOxNy薄膜，薄膜采用PECVD工艺沉积，并且沉积过程中可以调节反应气体SiH4及N2O的体积流量，进而调节SiOxNy中X和Y的含量，得到满足要求的反射率，有效解决了光刻工艺由于厚多晶硅表面过于粗糙出现的漫反射，最终呈现图形扭曲，甚至图形定义异常的问题。
附图说明
图1为实施例4硅晶圆的SEM图(a)和实施例4沉积厚多晶硅薄膜的硅晶圆的SEM图(b)。
图2为对比例1硅晶圆表面光刻工艺后图形照片(a)和实施例4沉积厚多晶硅薄膜的硅晶圆后进入PECVD沉积RI在1.49～1.6范围内SiOxNy抗反射薄膜层后光刻工艺后图形照片(b)。
图3为实施例5沉积厚多晶硅薄膜的硅晶圆后进入PECVD沉积RI不在1.49～1.6范围内SiOxNy抗反射薄膜层后光刻工艺后图形照片。
具体实施方式
下文将结合具体实施例对本发明的技术方案做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。
除非另有说明，以下实施例中使用的原料和试剂均为市售商品，或者可以通过已知方法制备。
实施例和对比例所用材料与仪器信息：
多晶硅沉积设备：TEL alpha-8se；
PECVD机：AMAT CENTURA；
显微镜：HITACHI 9220。
实施例1-11
在硅晶圆上沉积1.2μm厚多晶硅薄膜后，再进入PECVD沉积SiOxNy层，完成全部沉积步骤，再交由光刻进行光刻胶旋涂，曝光，显影。具体步骤如下：
(1)按照常规工序，在炉管机台下货仓内进行硅晶圆下货，触发机台按钮开始生产；
(2)步骤(1)完成后，硅晶圆先通过低压CVD腔室，在硅晶圆表面沉积厚多晶硅薄膜1.2um后取出。
(3)步骤(2)完成厚，将已沉积好厚多晶硅的硅晶圆，从PECVD机台下货仓进机台并进入PECVD沉积腔体沉积SiOxNy层，沉积条件：PECVD工艺的反应参数包含基座温度400℃、压力5.5Torr、RF功率120W。
SiOxNy在沉积过程，通过调节反应气体SiH4及N2O的体积流量比，得到不同的反射率结果(以反射指数RI表示)，调节沉积时间实现10nm～40nm不同厚度，并沉积于多晶硅晶圆片上，得到复合硅晶圆(具体条件变化如表1所示)。
表1.
将实施例1-11得到的复合硅晶圆沉积好之后取出后交由光刻工艺，在复合多晶硅薄膜晶圆表面旋涂一层厚度为1.2um的i-line光刻胶，在90度的热板上烘烤90秒，并进行2分钟的室温冷却，随后用波长为365nm的i-line曝光机进行曝光，用浓度为2.38wt％的显影液在室温下进行1分钟显影，最后用纯水在晶圆表面冲洗20秒并甩干。光刻工艺结束后，放入显微镜下观察图形定义情况。
经试验发现，SiOxNy层的厚度在10nm～40nm之间，SiOxNy层的反射指数在1.49～1.60的区间内，可以达到光刻图形定义要求。
对比例1
采用与实施例1相同的硅晶圆，先通过低压CVD腔室，在硅晶圆表面沉积厚多晶硅薄膜1.2μm后取出。然后交由光刻工艺，在与实施例1相同的光刻工艺条件下进行光刻胶旋涂，曝光，显影等工艺。光刻工艺结束后，放入显微镜下观察图形定义情况。
根据图1和图2可以看出：
图1(a)：在硅晶圆表面未进行任何薄膜沉积时，表面呈现非常平坦。
图1(b)：在由于厚多晶硅薄膜在生成过程中，热累积效应比较明显，晶格之间互相挤压，导致厚多晶硅表面晶粒太大，宏观呈现出非常粗糙的状态。
图2(a)：对比例1中沉积厚多晶硅薄膜的硅晶圆用于进行图形定义的光刻工艺时，会因为厚多晶硅表面过于粗糙导致现漫反射严重，最终呈现出图形扭曲无法定义图形的问题。
图2(b)：实施例4沉积厚多晶硅薄膜的硅晶圆，后进入PECVD沉积RI在1.49～1.60范围内的SiOxNy层后，明显改善光刻漫反射效应，图形定义清晰完整。
图3:实施例5沉积厚多晶硅薄膜的硅晶圆，后进入PECVD沉积RI不在1.49～1.60范围内的SiOxNy层后，图形定义有所改善，但不够清晰完整，无法达到光刻图形定义要求。
以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种复合薄膜，其特征在于，所述薄膜包括基体薄膜和位于所述基体薄膜表面的氮氧化硅SiOxNy层；所述复合薄膜表面的反射指数RI为1.3-1.75；
优选地，所述氮氧化硅层的厚度为5-60nm；
优选地，所述基体薄膜为多晶硅薄膜和/或金属薄膜；
优选地，当所述基体薄膜为多晶硅薄膜时，其厚度为500nm～6μm；
优选地，当所述基体薄膜为金属薄膜时，其厚度为100nm～4μm。
2.一种复合厚多晶硅薄膜，其特征在于，所述复合厚多晶硅薄膜包括厚多晶硅薄膜和位于所述厚多晶硅薄膜表面的氮氧化硅SiOxNy层，所述复合厚多晶硅薄膜的反射指数RI为1.35-1.7；
优选地，所述厚多晶硅薄膜的厚度大于500nm；
优选地，所述SiOxNy层的厚度为5-60nm；
优选地，所述氮氧化硅层通过沉积的方式结合在所述厚多晶硅薄膜表面。
3.权利要求1所述复合薄膜的制备方法，其特征在于，采用PECVD方法在所述基体薄膜表面沉积SiOxNy层，得到所述复合薄膜；
优选地，所述SiOxNy层由气体SiH4和N2O反应得到，SiH4和N2O的体积流量比为1:(2-13)；
优选地，所述PECVD方法的操作条件包括：基座温度350-450℃，压力5.0-6.0Torr，RF功率100-150W；
优选地，所述沉积时间为1-5s；
优选地，所述基体薄膜和SiOxNy层具有如权利要求1所述的含义。
4.权利要求2所述一种复合厚多晶硅薄膜的制备方法，其特征在于，采用PECVD方法在厚多晶硅薄膜表面沉积SiOxNy层，得到所述复合厚多晶硅薄膜；
优选地，所述SiOxNy层由气体SiH4和N2O反应得到，SiH4和N2O的体积流量比为1:(2-13)；
优选地，所述PECVD方法的操作条件包括：基座温度350-450℃，压力5.0-6.0Torr，RF功率100-150W；
优选地，所述沉积时间为1-5s；
优选地，所述厚多晶硅薄膜和SiOxNy层具有如权利要求2所述的含义。
5.权利要求1所述复合薄膜在半导体、MEMS制造中的应用。
6.权利要求2所述复合厚多晶硅薄膜在半导体、MEMS制造中的应用。
7.一种复合硅晶圆，其特征在于，所述复合硅晶圆包括硅晶圆和位于硅晶圆表面的复合厚多晶硅薄膜，所述复合厚多晶硅薄膜具有如权利要求2所述的含义。
8.权利要求7所述复合硅晶圆的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：先在硅晶圆表面沉积厚多晶硅薄膜，然后在沉积好厚多晶硅薄膜的硅晶圆表面沉积SiOxNy层。
9.根据权利要求8所述复合硅晶圆的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)准备硅晶圆，先通过低压CVD腔室在所述硅晶圆表面沉积厚多晶硅薄膜；
(2)将步骤(1)已沉积好厚多晶硅薄膜的硅晶圆，送入PECVD沉积腔体沉积SiOxNy层，沉积过程中，PECVD工艺反应参数包含：基座温度350-450℃、压力5.0-6.0Torr、RF功率100-150W，通过调节反应气体SiH4及N2O的体积流量，得到不同反射指数的复合硅晶圆；
优选地，所述厚多晶硅薄膜和SiOxNy层具有如权利要求2所述的含义；
优选地，所述SiH4及N2O的体积流量具有如权利要求4所述的配比。
10.权利要求7所述复合硅晶圆在半导体、MEMS制造中的应用。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910190090.8A CN111696849A (zh) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | 一种复合薄膜、复合硅晶圆及其制备方法与应用 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910190090.8A CN111696849A (zh) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | 一种复合薄膜、复合硅晶圆及其制备方法与应用 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111696849A true CN111696849A (zh) | 2020-09-22 |
Family
ID=72475716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910190090.8A Pending CN111696849A (zh) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | 一种复合薄膜、复合硅晶圆及其制备方法与应用 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111696849A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113223952A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-06 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 包含sgt结构的器件的制作方法 |
Citations (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000058830A (ja) * | 1998-05-28 | 2000-02-25 | Texas Instr Inc <Ti> | 反射防止構造体とその製造法 |
| US6221558B1 (en) * | 1998-03-25 | 2001-04-24 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Anti-reflection oxynitride film for polysilicon substrates |
| CN1794889A (zh) * | 2005-11-03 | 2006-06-28 | 友达光电股份有限公司 | 低温多晶硅薄膜晶体管显示面板及其制造方法 |
| US20070075314A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Au Optronics Corp. | Low temperature polysilicon thin film transistor display and method of fabricating the same |
| CN101106078A (zh) * | 2006-07-10 | 2008-01-16 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 形成纳米单晶硅的方法和非挥发性半导体存储器制造方法 |
| KR20080022841A (ko) * | 2006-09-08 | 2008-03-12 | 삼성전자주식회사 | 반도체막의 결정화 방법 |
| CN102543666A (zh) * | 2010-12-08 | 2012-07-04 | 无锡华润上华科技有限公司 | 多晶硅的制程方法 |
| CN102916058A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-02-06 | 江苏嘉盛光伏科技有限公司 | 多晶硅太阳能电池用叠层减折射膜 |
| CN103000704A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-03-27 | 江苏晨电太阳能光电科技有限公司 | 一种多晶硅太阳电池减反射膜及其制备方法 |
| CN103094072A (zh) * | 2011-11-01 | 2013-05-08 | 无锡华润上华科技有限公司 | 改善晶圆上栅极光刻关键尺寸均匀性的方法 |
| CN103702933A (zh) * | 2011-06-22 | 2014-04-02 | Az电子材料Ip(日本)株式会社 | 形成氮氧化硅膜的方法和具有由此形成的氮氧化硅膜的衬底 |
| CN103981508A (zh) * | 2014-04-25 | 2014-08-13 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 一种氮氧化硅渐变抗反射薄膜及其制备工艺 |
| CN104498895A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-08 | 国家纳米科学中心 | 一种超薄氮氧化硅膜材料及其制备方法和用途 |
| CN104599961A (zh) * | 2013-11-01 | 2015-05-06 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 一种降低氮氧化硅薄膜表面电荷的方法 |
| CN104900722A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-09-09 | 杭州大和热磁电子有限公司 | 一种具有三层减反射膜的晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
-
2019
- 2019-03-13 CN CN201910190090.8A patent/CN111696849A/zh active Pending
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6221558B1 (en) * | 1998-03-25 | 2001-04-24 | Vanguard International Semiconductor Corporation | Anti-reflection oxynitride film for polysilicon substrates |
| JP2000058830A (ja) * | 1998-05-28 | 2000-02-25 | Texas Instr Inc <Ti> | 反射防止構造体とその製造法 |
| US20070075314A1 (en) * | 2005-09-30 | 2007-04-05 | Au Optronics Corp. | Low temperature polysilicon thin film transistor display and method of fabricating the same |
| CN1794889A (zh) * | 2005-11-03 | 2006-06-28 | 友达光电股份有限公司 | 低温多晶硅薄膜晶体管显示面板及其制造方法 |
| CN101106078A (zh) * | 2006-07-10 | 2008-01-16 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | 形成纳米单晶硅的方法和非挥发性半导体存储器制造方法 |
| KR20080022841A (ko) * | 2006-09-08 | 2008-03-12 | 삼성전자주식회사 | 반도체막의 결정화 방법 |
| CN102543666A (zh) * | 2010-12-08 | 2012-07-04 | 无锡华润上华科技有限公司 | 多晶硅的制程方法 |
| CN103702933A (zh) * | 2011-06-22 | 2014-04-02 | Az电子材料Ip(日本)株式会社 | 形成氮氧化硅膜的方法和具有由此形成的氮氧化硅膜的衬底 |
| US20140127630A1 (en) * | 2011-06-22 | 2014-05-08 | Az Electronic Materials Usa Corp. | Silicon oxynitride film formation method and substrate equipped with silicon oxynitride film formed thereby |
| CN103094072A (zh) * | 2011-11-01 | 2013-05-08 | 无锡华润上华科技有限公司 | 改善晶圆上栅极光刻关键尺寸均匀性的方法 |
| CN103000704A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-03-27 | 江苏晨电太阳能光电科技有限公司 | 一种多晶硅太阳电池减反射膜及其制备方法 |
| CN102916058A (zh) * | 2012-11-07 | 2013-02-06 | 江苏嘉盛光伏科技有限公司 | 多晶硅太阳能电池用叠层减折射膜 |
| CN104599961A (zh) * | 2013-11-01 | 2015-05-06 | 上海华虹宏力半导体制造有限公司 | 一种降低氮氧化硅薄膜表面电荷的方法 |
| CN103981508A (zh) * | 2014-04-25 | 2014-08-13 | 武汉新芯集成电路制造有限公司 | 一种氮氧化硅渐变抗反射薄膜及其制备工艺 |
| CN104900722A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-09-09 | 杭州大和热磁电子有限公司 | 一种具有三层减反射膜的晶体硅太阳能电池及其制备方法 |
| CN104498895A (zh) * | 2014-12-23 | 2015-04-08 | 国家纳米科学中心 | 一种超薄氮氧化硅膜材料及其制备方法和用途 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| （美）MOHAMEDGAD-EL-HAK编著: "微机电系统设计与加工", 机械工业出版社, pages: 8 - 13 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113223952A (zh) * | 2021-04-28 | 2021-08-06 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 包含sgt结构的器件的制作方法 |
| CN113223952B (zh) * | 2021-04-28 | 2022-10-28 | 华虹半导体(无锡)有限公司 | 包含sgt结构的器件的制作方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6286557B2 (ja) | 有機−無機ハイブリッド薄膜およびその調製方法 | |
| CN102976264B (zh) | 一种自支撑多层微纳米结构的制备方法 | |
| CN110194448A (zh) | 一种石墨烯包覆的二维材料或石墨烯的制造方法 | |
| JP2022510159A (ja) | ダイヤモンド基板の製造方法 | |
| CN106601908A (zh) | 一种锑锗多层纳米复合相变材料及其制备和应用 | |
| JP2014205237A (ja) | Ｍｅｍｓ製造のためのエアロゲルベースの型およびその形成方法 | |
| CN111696849A (zh) | 一种复合薄膜、复合硅晶圆及其制备方法与应用 | |
| CN110804731B (zh) | 一种原子层沉积技术生长MnxN薄膜的方法 | |
| KR101919086B1 (ko) | 다결정 실리콘 박막 형성 방법 | |
| KR101900181B1 (ko) | 이종원소 합금화를 통한 고품질 사중패터닝 물질의 제조방법 | |
| TW201435132A (zh) | 包含ＳｉＯＣ的膜的催化性原子層沉積 | |
| TWI362062B (zh) | ||
| JPH03196149A (ja) | Ｘ線リソグラフィー用ＳｉＣ／Ｓｉ↓３Ｎ↓４膜の成膜方法 | |
| CN113249724B (zh) | 一种金属膜上沉积二氧化硅膜的方法 | |
| TW201011335A (en) | Anti-reflective surfaces and methods for making the same | |
| KR100830997B1 (ko) | 평탄도가 개선된 실리콘 에피택셜 웨이퍼 제조 방법 | |
| CN115768230A (zh) | 一种异质结、其制备方法及应用 | |
| KR20110076809A (ko) | 응집 현상에 의해 자기 조직화된 나노 구조 박막의 제조 방법 | |
| TWI299881B (en) | A method for fabricating a semiconductor device | |
| KR20230114485A (ko) | 루테늄 선택적 성장을 통한 캐핑층 형성 및 이를 통한 다층막 구조의 euv 펠리클 제조방법 | |
| KR102075418B1 (ko) | 니켈 함유 박막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 니켈 함유 박막 | |
| CN116130338A (zh) | 用于半导体制备的刻蚀方法、设备、应用、半导体结构 | |
| JPH03183695A (ja) | 気相合成ダイヤモンド薄膜の選択形成方法 | |
| TW525215B (en) | Method of improving exipaxy wafer quality | |
| TWI385259B (zh) | 矽化鎳奈米線的製備方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |