TW445527B - Surface modification of semiconductors using electromagnetic radiation - Google Patents
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發明背景 1. 發明領域 該發明的領域包 2. 相關技藝討論 過去2 0年,籍號 當裝置密度增加時 而減少,然而當裝 該裝置變得非常困 製造該裝置,該狹 緣器加以充填,為 淺溝所提供,這些 酸四乙酯(TEOS)及 該淺溝的製造現 慣例上為具有一熱 之表面於一氧化劑 的表面> 含用於半導體裝置的設備與方法 電路(1C) ,位於半 置特徵間 難,為了 窄的空間 了分開在 溝係以二 臭氧的反 在係藉由 氧化物表 像是在高 的裝置 導體裝 的空間 提供該 係以二 6夕基材 氧化矽 應加以 提供一 面之矽 溫下之 密度約每1 8 置特徵間之 減少時·,^ 電氣隔絕及 氧化矽或其 内之裝置, 加以填充, 引出。 半導體基材 晶圓,其係 氧以產生_ — 個月加倍, 空間必須因 氣式地隔絕 機械構造以 他適當的織 空間係藉& 其可以從@ 加以執行’ 為曝光/矽 種二氧化矽 類似地聚合矽相連接層與導電金屬互接具有可以周;氧 化矽或其他適當的介電材料加上充填以使該導電層彼二絕 緣,該介電材料像是二氧化碎(Si〇2)可用未摻入矽酸费戒 璃(U S G )或未摻入碎玻璃(N S G)加以製作,這拖項係被彳見為 等於此申請案,USG使用一化學蒸氣沉積(CVD)處理該先軀 者,TEOS及臭氧加以沉積。 人 習知的U S G之雙沉積膜乃基於T E 0 S /臭氧技術,然而具供 幾個欠點’這些之中最重要的一個係為該獏被沉積'處^棊
527^1» (2) 材條件對受沉積膜之敏感度,此係為術語{見廓克(Kw〇k ) 及其他的人於電化學學會期刊141(8): 2172-2177(1994 年);松浦(对3151111^)及其他的人於苐22<1對固態裝置及材 料之國際研討會,仙台(Sendai)第239-242頁( 1 990年); 藤野及其他的人於電化學學會期刊^8(2):550-554(1991 年);以及藤野及其他的人於電化學學會期刊丨39(6乃1690 -1692(1992年)中所提及者’各藉由參考完全地加以結合 於此丨,表面敏感度之特徵為製程條件加以變化時不一致 及可變的沉積率及增加了產生膜之粗度,感興趣的製程條 件係為沉積溫度,沉積壓力,反應物(例如了 E 〇 s及臭氧)之 摩爾分數’以及可能特定於被用在沉積這些膜反應物設計 之某些硬体條件。 增加臭氧濃度的含量可導致對於沉積率及增加表面粗度 的影響,如使用掃描電子顯微鏡以進行表面特性之一直接 量測及被觀察到具有水性的H F溶液兩者所反映出者,說明 表面粗度之一可能的假設係為成核機構,亦為人所知成為 島生長機構始於被覆蓋的表面上,依照該表面之分子組 織及^狀態,該TEOS臭氧係以一粒狀形式開始沉積,當該 膜變得更厚時,此粒狀構造可被視為表面粗度,此舉係與 會導致沉積材料之一均勻,平順的"層生長機構"接觸。 I表面粗度對於處理該TE0S臭氧臈及後續沉積在TE〇s臭氣 膜上所沉積骐會導入數個反向效應,當光阻係被用於互接 導電層而覆蓋於水表面之上以形成孔(孔(vias))時,該光 阻表面的黏接係在粗表面上減少,以光阻曝光於步進馬達
第6頁 άά ^27 五、發明說明(3) 光輻射之下時’該粒狀表面導入許多反射而導致不好的光 阻層尺寸定義,於姓刻間,該粒狀表面減少了與光阻層之 去層化的黏結。 此外當位於半導體特性間之間隙減少時,此等間隙便變 得增加而更加難以適切地加以填充,當表面膜在厚度上増 加時’該對媵的膜沒有完全地充滿該間隙,導致一"孔"的 形式’若有材料沉積的表面敏感度係位於間隙内時此係為 特別的案例’在低的臭氧濃度下所沉積的膜展示了裝置特 性之一致覆蓋而在間隙變得被充填而導致一孔的形成。 這些未被充填的間隙或"孔"可捕捉可將積體電路裝置降 級之污染物’且非為有效的介電,該孔的出現因而減少該 農置的裝置可信賴性,然而使用為人所知的高臭氧濃度所 沉積的TEOS/臭氧膜以展示較好的間隙填充性質且較低臭 氧膜具有較好的原型(in situ)流動特性,{廓克(Kwok)及 其他的人於電化學學會期刊141(8): 2172_2177(1994年) 中所提及者}。 表面敏感度係被觀察到用於幾種形式的基材,包括二氧 化石夕被形成為熱氧化物或沉積經過^⑽臭氧或TE〇s氧電漿 製程(PECVD)兩者之_ ’該二氧化矽(Si〇2)可為磷摻入矽 酸鹽(PSG),凝轉塗覆破螭(s〇g),硼磷玻璃(BSG),或是 PSG及;SG的組合’此外表面敏感度可為被沉積於矽氮化物 (SisN4)上介電層之—問題。 所以該半導體T紫/么/, 、有興趣於降低表面敏感度的效應及 保證具備rfj品質介雷奸& 电材枓之良好間隙充填,然而為了表面 ►
第7頁 五、發明說明(4) 敏感度及不好的間隙充填之日期的問題已經被適切的加以 說明。 I 表面敏感度 - 幾種嘗試已被用於去處理半導體.表面,美達(Maeda)及 其他的人在美國專利案號5,484,749中敘述了 —製程,因 此半導體裝置係破曝光於熱及高頻電漿之下以便在沉積— TEOS臭氧膜之前處理一Si〇2層之表面,然而此製程需要額 外的昂貴電漿處理設備'。; 由美達(^136(^)及其他的、人在美國專利案號5,〇51,38〇中.' 所提及之另一嘗4係為不連續>地^冗積USG膜,一第一層US1G i 係使用一低臭氧濃度加以沉積,全接著一後續的USG膜係 使用一低臭氧濃度加以沉積,然而使用低臭氧濃度之USG 膜具有少所要之膜品質,像是一高水含量及吸收,高姓刻 率’以及在高溫退火間之收縮其誘導了應力及孔或縫隙的 形成,{廓克(Kwok)及其他的人於電化學學會期刊14ι (8): 2172-2177(1994年)中所提及者},更有甚者’克服一低臭 氧USG膜的表面敏感度所需的厚度至多可達1〇〇〇埃,因而 得以低品質氧化物填充該間隙以及避免以高品質,高臭氧 氧化物填充該間隙,當間隙增加至〇. 2 5微米時,在一第一 層之一低臭氧DSG膜後,僅50 0埃會對於一有效高臭氧USG Y 材料之一第二層有效以填充該間隙》 另一種係去改良該USG膜的表面,美達(Maeda)及其他的 人在美國專利案號5, 38 7, 546中教授了受沉積半導體膜於 加熱間置於紫外線輻射之下的曝光,該紫外線輻射係藉由
第8頁 445527 : 五、發明說明(5) 能產生具有185毫微米(nm)及254毫微米之電磁輻射及某些 較長波長之輻射的一個汞燈所產生,然而因為此製程係在 已被沉積於USG膜層上加以進行,所以其不會處理表面敏 感度的問題,所以對於降低表面敏感度的改善方式存有一 個需求。 II 間隙充填 改善充填間隙之嘗試包括使用氮氣(N2)電漿去選擇地處 理被沉積於導線上之介電材料以減少在這些位置之USG膜 的沉積率’健(Jang)及其他的人在美國專利案號 5,536,681中所提及者,藉由減少於導線上之沉積率,相‘ 對地更多介電材料可被沉積於間隙之間而導致孔形成的減 少,然而此製程需要至少3個額外的步驟及額外的設備, 昂貴且需要額外的處理時間及因而沒有效率。 陳(Chen)於美國專利案號5,489,553中所提及者 熱氧化層於氟化氫(HF)之下,氟化氫係為一種強酸可7^一 所有的表面二氧化矽,曝光裸矽用於後續TE〇s臭氣二|除 矽膜之沉積,位於表面上之矽氧氟部份的形成導拉☆化 一致的沉積氧化物;然而該氟原子導入該獏可 文良的 離子的釋放,在氟離子與渔氣結合以形成 物 生信賴度的問題’更有甚者,氟原子的出現自己:::產 面敏感度(見廓克(Kw〇k)及其他的人於電化學 ^成表 i41:2172中所提及者藉由參考完全地加以結合於會/刊 因此對於可在不導^ 你个等入有害物種進入該介電膜 以執行之改良間隙充填製程存有一需求。 肯况下加
-A A ^ 52-2 五、發明說明(6) 發明概要 於前面所述之基礎下,該發明之一目的係在於提供一方 法用於降低以不同的膜例如像是介電膜加以覆蓋的半導體 晶圓表面之表面敏感度。 另一目的係在不反向影響介電膜之沉積速率及導電性的 情況下降低表面的敏感度。 又另一目的在於提供裝置用於執行消除或降低表面敏感 度之前處理的裝置。 一更進一步的目的係在於提供用於針對淺溝隔絕的改良 充填及適當隔絕的方法。 又另一目的係在於提供含有介電層之半導體晶片,其於 該基材的前處理以降低表面敏感度之後加以沉積β 另一目的係在於提供用在導致少許孔的改良狹窄間隙。 **玄發明包括用於前處理半導體表面以降低膜的表面敏感 度之裝置與方法。 空紫外 像是例 此發 電膜等 此發 外線下 此發 以允許 ’此發明之一方面係為用於曝光熱氧化物基材在真 線及紫外線波長中之電磁輻射下以降低隨後沉積膜 介電膜之表面敏感度之方法的開發。
明夕 S <另—方面係為用於在保持薄膜沉積像是例如介 &要的速率時降低表面敏感度。 日月 之 、之又另一方面係為用於曝光半導體晶圓在真空紫 以減少表面敏感度之裝置的開發。 明之 Ά 以八乃—方面係為用於前處理半導體裝置内的間隙 介電材料充填改良間隙導致該間隙的完全充填之
第10頁 5 7^5527 44 5 52 7_______ 五、發明說明(7) 裝置的開發。 本發明之此等及其他的特性與優點從該發明的詳細敘述 結合圖形與申請專利範圍將變為更加明顯。 圖示說明 圖1係用於曝光半導體晶圓於一介電障蔽放電裝置處所 導出之電磁輻射下的該發明之一具體實例之一描述; 圖2係用於曝光半導體晶圓於一開放發射器裝置處所導 出之電磁輻射下的該發明之一具體實例之一描述: 圖3係該發明之一具體實例之一描述,包括一工具用於 處理半導體晶圓’其包括用於處理曝光晶圓至電磁輻射之 —構造; 圖4a於一矽基材上加以沉積一層USG之表面之一掃描電 子顯微照相; 圖4b於一熱氧化物基材上加以沉積一層未經摻雜矽酸鹽 玻璃之表面之一掃描電子顯微照相; 圖4c於一熱氧化物基材上加以沉積一層USG之表面之一 掃描電子顯微照相,其在沉積USG前根據此發明以真空紫 外線輻射加以處理1分鐘; 圖4d於一熱氧化物基材上加以沉積一層USG之表面之一 掃描電子顯微照相,其在沉積U S G前根據此發明以真空紫 外線輻射加以處理5分鐘; 圖5a係具有淺溝隔絕特性之一晶圓之一圖形,且圖5b係 類似於圖5a以電磁輻射前處理該晶圓後藉由一TEOS臭二氧 化矽介電顯示了完整的間隙充填;
第11頁
44 5 52 7>rS 五、發明說明(8)
圖6係一半導體晶体之一電子顯微照相顯示了在沉積USG A根據此發明以真空紫外線輕射前處理一熱氧化物基材後 的USG之間隙充填性質。 該圖形於發明之詳細說明中將更為深入地加以說明。 發明之詳細說明 I · 最小化基材表面敏感度之方法 本發明包括方法及裝置用於在半導體層最好為介電層沉 積之前以最好為真空紫外線及紫外線波長電磁輻射前處理 半導體基材,此前處理實質上降低該沉積製程的表面敏感 度以致於熱氧化表面可具有介電材料層在高速率之下沉積 於其上且具備表面平順度幾乎等於在裸晶圓上所沉積之介 電材料的表面平順度,更有甚者,該USG膜之品質係為 高’提供了較佳的介電性質以及允許有效的電子隔絕·且該 充填間隙係在〇. 2 5毫微米之範圍内。 此發明係基於該表面敏感度乃由基材表面的性質所決 定,該表面性質至少部份地係為原子及分子類別以及=在 基材上如何加以鍵結在一起所決定,該基材材料,其被準 備的方法以及在介電沉積之前被曝光的室内條件係為影響 表面性質及後續受沉積膜品質的要素β ν β 乂有幾個理論可說明表面敏感度’—理論係為表面敏感度 係關於該基材的弄溼行為,一純的矽表面係為恐水的’ (即是其排斥水),在升高的環境下藉由曝光—矽表面所製 成的熱氧化物係為親水性,(即是水弄濕該表面),此理論 因而陳述了該表面敏感度係關於基材的親水性。
第12頁 五、發明說明(9) 一第二個理論係關於基材表面及受沉積類別間之靜電互 動,{廓克(Kwok)及其他的人所著之電化科學期刊ι41(8): 2 1 72-2 1 77 ( 1 994年)藉由參照完全地被結合於此,即令在 晶圓上具備高臭氧濃度沉積USG顯示了氟原子取代氫出現 時之表面敏感度’該TE0S及臭氧的沉積經由一中間產物的 形成’在氣相之下為負電性,因為氟為相當地負電性,所 以此氣相中間產物會被表面上的氟原子所排斥,此舉導致 了低沉積率及不均的沉積,根據此理論,不像氟原子,氮 原子係非為相當的負電性,所以在基材上無氟之中間產物 的沉積係為更快速且更為均勻。 ‘ 一第二種理論係關係到在該表面上不想要的矽鍵結型維 的出現’例如該熱氧化物被期待要在表面上具有石夕—氧_ 矽,矽-氩與矽_氫氧鍵以及一些碳化氫及其他的有機污毕 物’根據此理論這些型態鍵結的出現會降低所產生膜的^ 質性,因此造成其會具有一個粗錄表面,根據此理論這歧 型態鍵結在遠表面上之污染物結合至二氧化石夕膜中的石夕或 氧原子時會形成。 ' 3 一苐四種理論係關係到在該基材表面上出現有機污染 物,有機污染物的典型來源為清淨室的空氣及自光刻制 程所存在的光阻,所發現的該有機部份包括矽氮化物' = 胺,矽,有機磷化合物,ce-C28脂肪族或芳香族碳氫化 物,鄰苯二甲酸酯’醇(例如異丙基醇),N-甲基四1吼略 酮’木焦油醇和胺’卡曼林德(Camenzind)及其他的人於 巴拉茲(Balazs)新聞,第20 號:1-3(1997 年 ν η」,W及卡
44 5 7 五、發明說明(10) 曼林德(Cam enzind)及其他的人於微觀(MICRO)之第7 1-76 頁(1995年10月)中提及者完全地被結合於此當作參考。 攻些理論僅針對說明的目的加以包括,且對其操作性本 ^,並=依照任何特別之此等理論,更有甚者’其他的理 :議二说明該表面敏感度,不論對應於表面敏感性之分子 冰^ f機構為何’本發明使用了最好位於紫外線或真空紫 远犯圍内的電越輻射以在沉積最好是一介電層之前沉積 該層' 根據-此神. 不邦要、二埋細,表面改善需要打斷不想要的鍵結及/或, 氧^ T表面鍵結或表箇所的形成,此等鍵結包括矽-氩
Si"中力矽碳,矽—氮及其他,某些見結相關的鍵結能量於 外線的y?: ’此等能量位於可見光,紫外線及真空紫 相交, 内\且因此此等波長之電磁輻射將與此等鍵結 氣化物此可藉由曝光此表面於UV或?1^輻射之下改善熱 乳化物表面的鍵結狀態。
I
11,
第14頁
4 4 U D Ζ ί 44 5 521 ' 五、發明說明(π) 表1 受選定鍵結的鍵結能量 鍵結 能量(電子伏特eV) 波長(毫微米) 氫-氫(Η-Η) 4.52 274 破-碳(C-C) 3.60 344 碎-碎(Si-Si) 1.83 678 氮-氮(N-N) 1.67 745 氧-氧(〇-〇) 1.44 861 碳-氫(C-H) 4.28 289 矽-lt(Si-H) 3.05 406 氮-氫(N-H) 4.05 306 氧-氩(0-H) 4.80 259 碳-矽(C-Si) 3.01 413 碳-氮(C-N) 3.02 410 碳-氧(C-0) 3.64 340 矽-氧(Si-0) 3.82 324 碳=碳雙鍵 (C=C) 6.34 195 碳e碳三键 (C = C) 9.22 134 Ι1ΙΙΗ1ΙΒΙ
第15頁
五、發明說明(12) 資料係從L.寶琳(Paul ing)所著之分子及晶体的化學 結構之性質,,第三版於1 960年在紐約乙薩加(Ithaca)^及 乃爾(C〇rneU)大學印刷所’以及亞特金(Atkins)所康" 物理化學"第三版於1 9 8 8年在牛津(〇xf〇rd)大學印刷之 取得者’藉由參考完全地加以組合於此。 所 左=自表1可見某些鍵結可吸收電磁輻射且因此而解體’ 隨著這些不想要的鍵結的解體,該污染部份可自表面加’、 移除該鍵結具有足夠的能量以破壞該鍵結,因此可办# 自該表面移除該部份。 令許 1 I.電磁輻射射出裝置之型式 ‘ 激元輻射裝置之汞瘵氣燈’氫氣燈,雷射及介電陵 t放,燈係為對取得此發明之υν &νυν輻射有用的一些 以f = i在障蔽放電技術上的進步,㉟在已經、可 UV及m燈,秋而因可使 二f度早色軲射的 …阳u J便用任何的uv及νυν輻射之故,該發 ,·二方面係不限於任何特別的輻射源^ 激元裝置具有使用發射器部份的特 他條件下之 仕止㊉咖度及其 原子亚不會在它們之間形成鍵結,例如貴金屬 軋体可以形成二聚體,當- , 量當作离+ 二一3^體破壤時,該鍵結的能 …輕射被釋放,&照激元氣体為何,所發 射‘射的攻長可位於紫外 表1中肼取 ,_ 1冰4具工%外線的範圍之内。 種型式的/置不可的以鍵謂及彻範圍中的能量,有幾 或VDV輻射#攄在兮斤而之波長祀圍内之電磁輻射,UV 根據在該技藝中已知的方法可使用不同的氣体
第16頁 445527
第17頁 44 5 52 7 ] 五、發明說明(14) 表2 用於選定的電磁輻射發射器之發射波長
第18頁 發射器部份 波長(毫微米) 氦(He2) 60-100 氖(Ne2) 80-90 氬(Ar2) 107-165 氪(Kr2) 140-160 氙(Xe2) 160-190 氮(N2) 337-415 氣化乳(KjF) 240-255 私氬(Hg/Ar) 235 氘 150-250 氟化氙(XeF) 340-360, 400-550 氣化氙(XeCl) 300-320 碘化氣(Xel) 240-260 氣化氬(ArF) Ϊ 80-200 氣化氬(ArCI) 165-190 氣化氬/氣化氪 165-丨90, 200-240 (ArF/KrCl) 氣化氪(KrCl) 200-240 汞(Hg) 185, 254, 320-370, 390-420 硒(Se) 196, 204,206 ΛΑ5521 ^________ 五、發明說明d5) 資料係從艾力亞森(El iasson)及其他的人之美國專利案第 4,983,881號及克哲史瓦茲(](〇以13(^3七2)之美國專利案第 5,432,398號中取得藉由參考完全地加以組合於此。 此等範圍的波長涵蓋了等於在基材表面上想要的鍵結能 量之波長,雖然以上波長係那些展示了最大的功率,有一 個頻寬的波長係藉由以上各發射器部分所產生,該頻寬約 從1到1 7毫微米變化,{紐曼及其他的人,奥斯特.J.物理 學.48:543-556(1995)藉由參考完全地加以組合於此}, 所以此等發射器可被用於曝光一半導體基材的表面至電磁, 輻射之一頻譜,因而增資了會分解的化學鍵的數目與型 式。 介電障蔽或靜放電燈 介電障蔽放電裝置亦已為人所知如靜放電裝置由二導電 板所組成’各以一介電層加以覆蓋且彼此藉由一發射器含 氣間隙加以分鴣,如此發射器氣体之一例係於表2中加以 顯不’ a亥介電障蔽減少了經過間隙之傳導,且因此位於該 板間所產生的電流需要高壓,當該電壓足夠克服介電材料 的阻力時’所弓丨起的電流穿過氣体實質上係較無介電層含 為高’且因而更多的電力係被運送至該氣体,當介電 〜
發生時’小的概電漿會橫越間隙形成’該電流激勵了 =壤 而所射出產造戍的光子係位於想要的VUV及UV範圍内,氣体 出現在該氣体中的那種原子類別而定,於激元製程中,後 微電漿運送能驁至誘發二聚體形成的氣体,當此等二讀 h解時’ °玄激元被發射,當位於該曝光室内發射時,Λ趙 此等
第19頁 445527 五、發明說明(16) 光子係被導至晶圓的表面且與該比表面上的分子互動,而 減少了後續所沉積的U S G膜之表面敏感度 。 有用的燈之一副集合包括電氣障蔽激元燈’激元燈係於 先前技藝中為人所知,且藉由郭佐史瓦茲(Kogelschatz) 之美國專利號碼5,432,3 98,郭佐史瓦茲(1(〇层6丨3(311312)之 美國專利號碼5,386,170,艾力亞森(£1丨355〇11)及其他的 人之美國專利號碼4,837,484,艾力亞森(£11355〇11)及其 ► 他的人之美國專利號碼4,945,290,艾力森(Eliasson)等 人之美國專利號碼4, 9 3 8,8 8 1 ’蓋勒特(Gellert)及其他的, 人之美國專利號碼5, 006,758 ’克哲史瓦兹(Kogelschatz) 之美國專利號碼5,198,717,克哲史瓦茲(](〇£615(:1131:2)之 美國專利號碼5,2 1 4,344 ’以及史瓦茲(K〇gelschatz)之美 國專利號碼5,3 8 6,1 7 0中加以例示’各前述藉由參考完全 地被結合參照於此。 任 置包 介電 者之 產生 氧化 網目 發 光室 其到 何適 含由 質係 一室 的UV 鋰, 線之 射器 内之 達基 當的燈對於練習本發明之方法 —石英介電質所包圍之一中央 為一含有發射器氣体像是氤或 ’圍繞含有發射器氣体之另_ 或V U V波長將氣体封閉在管中 —氟化鎂或二氟化妈但不限於 一外部電極包圍外部介電層。 氣体的激勵導致電磁輕射的$ 管’因為位於該室之内的空氣 材表面’該曝光室係被排空1 係為有用,這些裝 電極,包圍該石英 其他由表2所例示 介電屏障透明於所 適當的材料包括 石英’共通地具有 生,其離開位於曝 會吸收光子以防止 謂空氣以不吸收由
445527 ____ 發明說明(17) ^射器裝置所產生的輻射波長之一氣体加以取代,對於一 =激几裝置,適當的氣体包括氮,氬,氦,氙及氨,對於 /、他的發射器裝置,於是不吸收氣体可被選擇以允許光子 至'基材表面的通道。 圖1描述了針對前處理熱氧化基材之該發明之裝置1〇〇, 曝光至104谷納了可由—加熱裝置(未顯示)加以加熱之 失頭108 ’該夾頭108會以三次元中的任何一個方向加以 移動’該輕射被均勻的分佈於該表面上係很重要的,如位 於該表面前處理中的變異可導致後續的受沉積USG膜厚度 上的變異’一半導體晶圓112被握持於該夾頭之上,一燈 U 6係以任何構造被配置於室1 〇 4之内,其係適於提供該晶 圓對於輪射均勻的曝光’於此圖中’該燈116係被顯示於 該室之上,包括藉由參考被結合於此者但不限於在美國專 利號碼5, 432, 398,5, 214, 344及5, 198, 717中所揭露完全 地。 該功率及曝光時間係被選定以最小化該USG膜沉積的表 面敏感度°該激元燈的功率輸出係在從約0.005瓦/平方公 分至約1 〇〇瓦/平方公分的範圍内。且最好是約ο. 1瓦/平方 公分至約5瓦/平方公分,且更佳為約1瓦/平方公分。曝光 時間f與發電機的功率輸出反向變化,然而此等曝光導線 可以依照先前存在的表面狀態加以改變,對於較清潔的表 面需要較少的功率及較短的曝光期間。 如所顯示的該燈包含二或多數發射器裝置1 2 0,其如此 地加以配置以便在晶圓表面之上提供輻射曝光,反射元件
第21頁 445527 五、發明說明(18) 1 24將受發射的輻射1 2 6反射回室1 0 4以增加晶圓對於輻射 的曝光,一入口埠128允許了氣体132之導引進入曝光室 104,該氣体132係為不吸收燈120所產生的激元輻射之波 的長任何適當的氣体或氣体混合物,氣体被拉進出該室 1 0 4經過一排氣埠1 3 6,該室1 0 4係可替代而實質地被排出 以移除空氣,且因而減少了輻射1 2 6的吸收。 一些燈係適合此發明,表3顯示了一些燈的特徵。
第22頁 Αύ5Έ2ΐ_ 五、發明說明(19) 表3 UV及VUV燈的特徵 型式 功率範圍 (瓦) 功率密度 (瓦/平方 公分) 於λ處之 最大輕射 功率(瓦) λ(毫微 米) 於λ處最 大光輝功 率(瓦) λ(毫微 米) 低鱗果 6-150 0.2-0.3 6-45 253.7 200-550 253.7 低碟呆 1500- 10-15 90-500 253.7 - 2000- 253.7 型式 2000 6000 ABB 中磷汞 75-60,000 40-300 1.5-3500 254 700-5000 254 融合型式 6,000 240 270 201-250 28,000 201-250 Η 500 251-300 50,000 251-300 335 301-350 35,000 301-350 氣化氙 '10,000 50 330 308 11,700 308 氣化氪 10,000 50 330 222 11,700 222 氙 10,000 50 240 172 8500 172
第23頁 AASB.21- 五、發明說明(20) 資料係從布郎(Braun)及其他的人所取得,光化學的技 術,約翰懷利及桑(John Wiley&Sons) ’紐約,(1991), 歐得林及其他的人(Oldring et al.),(eds.) UV及EB之 化學及技術,覆層,墨水及塗料的形成,第一冊,STA技術 (1 9 91),赫雷斯諾堡萊,產品型錄,赫雷斯諾堡萊 (Heraeus Noblelight) GmbH ,漢奥(Hanau),德國,藉由 參考各參照完全地被結合進入於此。 B.開放發射器製程
此發明之一替代裝置乃用於曝光晶圓於VUV或uv輻射之 下牽涉到發射器氣体直接進入該室且在不需圍繞一在額外 容器内的來源下像是石英於室内產生電磁輻射,此型式的 製程於此係以11開放發射器”製程為術語,其與以上所敘述 之一標準的介電放電裝置不同,其中發射器氣体不被圍繞 於一分開容器内,反而是預被處理的晶圓直接地被曝光於 該室内的發射器氣体之下,當發射器氣体進入該室且通過 相對於其旁邊各側具有替代極性之一列電極時,一電氣放 電通過進入電極,電場可於該電極間被設立,該電場激勵 該氣体,成形,於其他的類別間’具備高鍵結能量之二聚 體’遠被激勵氣体分子可發射光子至表面之上,或可穿入 於裝置特性上之間隙,光子可於此處加以發射,以此方法 可保證某些UV或νυν輻射到達間隙内部以在基材上產生所 要的調質效應’此具體實例亦允許了發射氣体的使用,其 產生較習知激元燈内可以便利地穿過石英或其他窗戶為較 短的波長’如此氣体包括He,-ΝΕ及Ar,此外其他型式的輻
第24頁 44552 7 五、發明說明¢21) 射,像是X -射線及電磁轄射係為有用。 圖2描述了 一裝置200用於以電磁輻射處理半導體裝置, 一室2 04容納了 一夹頭20 8,其可被加熱及在三維空間中移 動,一半導體晶圓2 1 2係被容納於夾頭2 0 8内,其係被定位 開放發射器裝置2 1 6之下,電極2 2 0係沿著該室2 0 4的‘一側 排列’發射器氣体2 2 4被供應進入穿過一埠2 2 8以及流過電 極220 ’在電極220中之交替電流激勵了發射器氣体224, 以及該受激勵氣体進入室204,晶圓212係被曝光於光子 232,前處理於此發生,用於導入其他氣体之偏位流動可 選擇地係經由一輸入埠2 3 6,此等其他氣体可被用為發射‘ 器,可產生與第一發射器氣体不同波長的輻射,這些氣体 替代地可被用於在室内2 0 4内後續的調質,該室2 〇 4係用— 泵經由一排氣埠2 4 0加以撤空(未顯示)。 a哀動力及曝光Β^·次數係被選擇以最小化^ g G膜沉積之表 面敏感度,該發射器的動力輸出係位於約〇〇〇5瓦/平方公 分至約1 0 0瓦/平方公分的範圍内,最好該動力輸出〇 · 1瓦/ 平方公分至約5瓦/平方公分的範圍内,約1瓦/平方公分更 好’曝光次數可相反變化於發電機的動力輸出,然而此等 曝光導線可依照該表面前存在的狀態加以變化,針對較清 潔的表面而言需要較少的動力及較短的曝光期間。 圖3描述了被使用於·該發明介電膜沉積及前處理之一工 具3 0 0 ’欲被處理的晶圓係被負載於負載站3 〇 4之上,一機 械手臂3 0 8傳送晶圓至一冷卻站3 1 2,該前處理站3 1 6含有 電磁輯射發射器裝置,前處理_站3丨6可類似於圖1及2中所
44 5 s 5 7 c 五、發明說明(22) 顯不的單獨系統,在前處理後,該機械手臂3 0 8傳送該晶 圊至含有多個沉積站之一叢集工具316。 ΐί. _轉晶圓預處理 如上述者曝光熱氧化物基材於電磁輻射之下會導致表面 敏感度的減少’為了執行如此的曝光,晶圓最好被導入含 有V U V及/或U V光源的設備,根據至少一個理論,該輻射激 勵了碎氧化物基材表面上之分子鍵,且該不想要的鍵結係 被破壞,使污染部份得以離開該表面。 該典型的製程包括三個階段,一第一調質步驟牵涉到曝, 光該晶圓於不同的溫度及氣体環境之下,此始初調質步驟 的時間約係從0到1 0分鐘的範圍之内,最好從0秒到3 0秒, 且約為1 0秒更佳,該溫度係從約攝氏2 5度到約7 0 0度,最 好約從攝氏1 0 0度至約3 0 0度,且約為2 0 0度為最佳,該室 壓係位於約1 0-5托里切利(Tor r )至約1 5 Ο Ο T〇rr的範圍内用 於密閉及開放發射器系統兩者1最好約1 Torr至約1 00 Torr. 且對於密閉系統在約1 0 Torr為更佳,對於開放發 射器系統,較加壓力係位於約300 Torr至約900 Torr,且 在約7 6 0 T 〇 r r 更佳,該氣体係被射入反應室,且在射出 之前可被加熱,冷卻及/或被混合,且亦可包括被蒸發的 化合物。 可被使用的氣体包括惰性氣体及反應氣体,惰性氣体的 例子包括He ’Ar,Ne ’Kr及Xe,反應氣体包括氨(nh3), 氟氣碳化物’氣及氣化氫,氟以及誘導物像是六氟化矽 (SF6) ’此外溴(Br2),氧及其誘_導物像是臭氧,氫及可分解
第26頁 44ζ 52 7 V:、 五、發明說明C23) 成氣,氟,溴,氧及硫之氣体亦可使用,可被射出的化合 物例包括氟化氫,氣化氫,硫酸,亞硫駿氯或過氧化氩’ ,等材料可單獨地被射出,或與一載子混合具備像是氮, 氣或氧加上任何列於其上的惰性氣体 該惰性氣体之目的係在於產生激元輻射,該反應氣体及 非反應氣体的誘導物在曝光於電磁輻射時分解而形成反應 物種’與晶圓表面反應以產生具有低表面敏感度之一平 面’於該化合物之案例中,其蒸氣係被射入反應區域以在 電磁輻射之下分解,因此形成反應部份。 , 該第二階段或處理期間牽涉到曝光於電磁能量之下,最 好是以VUV或UV光的型式,該曝光期間係約在1〇秒到30分 鐘的範圍内,最好為約20秒到約5 0秒,約30秒更好,此步 驟可在4目同或不同的溫度,壓力及環境氣体條件之下重覆 幾次,該被使用的輻射通常係在約1〇〇毫微米(nm)至約45〇 毫微来’最好從123 nm至約225 nm,而約丨47 nm至172 nm 為更佳,亦可以使用更短波長的輻射,其包括χ_射線及產 生具有低於1 〇〇 nm波長之電子源。 任何合理的動力密度可加以使用而不對電子裝置造成過 度的破壞,最有用的動力密度係位於約〇. 〇〇 5百/承古八公 至約100瓦/平方公分的範圍内,最好為約〇1瓦/平方^分 至約5瓦/平方公分,約1瓦/平方公分更好。 後調質步驟可被用於維持所要的表面條件於—段高達且 包括約2週的延伸時間,後調質製程可使用不同的&溫^度, 室壓及氣体環境的不同組合來-加以執行,任何以上的氣体
445527 五、發明說明(24) 及氣体混合物可被使用,最好包括氧,氮及/或氨,一氣 体環境允許離子類附加至晶圓的表面,將其改良中立於處 理間加以移除之污染物吸收,例如加熱至高達攝氏4 ¢) 〇度 用於TEOS臭氧沉積會從該表面加以釋放,曝光該置於下具 借低表面敏感度之表面。 III. 介電材料的沉積
USG膜之沉積係藉由該技藝中之標準方法所完成,共通 使用的沉積方法為化學蒸氣沉積法(CVD )及運輸聚合法 (TP),典型之一矽氮化物(Si3N4)的覆蓋層可在沉積一TEOS k 臭氧膜之前選擇性地被施加於熱氧化物層之部分上,使用 此等製程像是TEOS及臭氧等先驅一起反應以形成可以接著 聚合形成USG膜之反應的中間分子,該TEOS的流動率係在 範圍約0. 0 5克/分鐘到1. 5克/分鐘之間,且最好是約〇 . 1 5 克/分鐘到0,4克/分鐘之間。該臭氧濃度以体積論應大約 在百分之0到百分之1 8的範圍内*較佳為於約5%至1 2%之範 圍内。該沉積溫度可位於攝氏約1 〇 〇度到6 〇 〇度的範圍内, 最好約為攝氏4 0 0度,在此等條件下在前處理熱氧化物上 USG的沉積率係幾乎等於在裸矽上USG的沉積率,所以該臭 氧的濃度可在不補償該USG膜的沉積率之下增加超過体積 的百分之6。 此發明的物理-化學製程在膜製造上具有想要的效應, 首先因污染物從熱氧化物表面處被移除,該USG膜的沉積 率相較於在未處理的單獨氧化物上的沉積為增加,在未處 理氧化物上的沉積率係可觀地_低於裸砂上者,使用標準的
第28頁 445527 五、發明說明(25) TEOS及臭氧濃度時至低為每分鐘500埃的速率並非不共 通,輻射前處理相較於裸矽上之速率乃係增加了在熱氧化 物基材上TEOS沉積率,在輻射前處理之後,該TEOS沉積率 通常係約大於每分鐘200 0埃,且可達到約每分鐘5 〇〇〇埃。 在沉積後,該膜可藉由在氮氣環境下加熱數分鐘最好是 3 0分鐘至約攝氏9 0 0度來加以退火,此退火步驟係為人所 知可增加USG層的密度,降低膜的水成份,且因此對該膜 賜予了更多想要的介電及機構性質。 更有甚者,該表面的前處理結果導致更均勻分佈的 USG,該受沉積USG膜之最後表面粗度係位於低於約1 〇埃的 範圍内,且最好是位於離平面性約均方根偏差2埃及8埃 間。 此外一臭氧膜可被沉積,其中該臭氧濃度係位於從体積 約百分之0. 5到1 8的範圍内,最好係位於從体積約百分之5 到12的範圍内,在臭氧濃度的這些範圍下之USG沉積導致 具有更為想要的表面品質之膜,更有甚者,該受增加的沉 積率增加了間隙充填的效率,所以致能了鼻有高裝置密度 及良好電氣絕緣之半導體裝置的生產。 對於該改良間隙充填之一可能理由係在於無前處理則在 間隙側壁上不均勻分佈的USG會對於反應中間物的穿透進 入該間隙產生障蔽,因此減少了在間隙内更進一步的沉 積,藉由在間隙侧壁表面上產生一更為均勻分佈的U S G將 會有較少形成障蔽的機會,且因此,當中間產物繼續流入 該間隙内時,對於中間產物的^散進入該間隙内會有較少
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的妨礙,該最後的TEOS臭氧獏的沉積將持續至間隙完全地 被充填為止。 充填間隙的先前方法係集中於位在間隙内一類流動膜的 沉積之上,此等先前方法已發現在圍繞攝氏5 〇 〇度的較高 溫度下會產生高臭氧USG的一致膜,然而當——致層充填 一間隙時,在間隙中間之區域可為一,,弱密封"的形成處 所,或該一致膜之兩側收斂處之劣質區域,此型態的孔會 退化裝置的效能且可導致污染物的補捉而減少裝置的信賴 性’更有甚者,高溫沉積會導致粒子沉積及增加化學物品 不預 致能在 充填該 質係在 程可得 積,在 退化及 化如藉 此舉 論,且 其他的 分0 地吾人已發現以電磁輻射前處理該熱氧化物表面 低&下之一類流動骐的沉積’實際上其較一 ^隙更加地好,該想要的高臭氣膜之間隙充填^ 氏4 0 0度的溫度下使用此發明的UV/VUV前處理製 藝的優點係為具備類流動: 增加裝置的可靠性具有k少的裝置效能 Λ is ^ , nn ^ 更有甚者粒子沉積係加以最小 由攝氏4 0 0度之化學物品的消耗者。 Ϊ為針對本:明之改良間隙充填說明之一種可能理 :人不依於在或任何其他的粒子理論 : 理論可說明此觀察且所有的皆被視為本發 隨後的實施例展示了 貫施例 以電t輻射前處理半導體之—基材
第30頁 44 5 52 7 _____ 五、發明說明(27) 於沉積速率,表面粗度及後續受沉積的TEOS臭氧膜之間隙 充填性質上之效應。 實施例1 VUV前處理在旧^沉積膜上的效應 為了決定VUV前處理在USG沉積膜上的效應,實驗係在矽 及熱氧化物晶圓上加以處理,控制晶圓具有一USG膜被沉 積於裸碎之上,其他的晶圓係為具有未處理的熱氧化物, 以及使用如圖1中所描述之一氙激元燈所曝光於172毫微米 之VUV輻射下的其他晶圓,該功率密度為i 5瓦/平方公分, 溫度為室溫,從晶圓至該燈的距離為4公分‘ 或5分鐘,而室壓為0. 2毫巴。 喂尤叶門為1 在曝光後,USG膜使用—熱化學沉積(cvd) 積,在沒有前處理之下,沉葙盎製程加以儿 程中臭氧的濃度,在非a # 骐丨貝係依存於沉積製 杠干六乳m纟非吊低的臭氧濃度( 0. 1 )下,該USG膜的沉積速率係非常的低約在=二之 ◦ · 25的臭氧激度下’沉積的速率增加得極快刀之 。.5的臭氧濃度下該速率進—步的增加在、之 最大速率發生在約百分之Η的臭氧濃度下, 的臭氧濃度增加實際上會降低沉積速率,更有甚者/ 種較高的臭氧濃度之下,對於去命’甚者,在一 係逐漸地小於在裸矽上的速率。处…軋化物的沉積速率 然而以VUV輻射前處理增加了在熱氧化物 膜之沉積率,表4顯示了研究的紗 才上的USG溥 裸矽基材或熱氧化基材上有i虚σ人比較了在 ^VUV刖處理下T£〇S臭氧膜 AAES2J—___ 五、發明說明(28) 的沉積速率,該TEOS流動率為0.4克/分鐘,臭氧濃度為 120克/立方公尺,沉積溫度為攝氏4〇〇度且沉積時間為5分 鐘。 表4 VUV輻射對熱氧化物上二氧化矽沉積的效應 基質 處理 生長率(埃/分鐘) 在二氧化矽/珍 (%)上之成長率 . 矽 無 946 100 熱氧化物 786 --- 83 熱氧化物 172毫微米,1分鐘 913 97 熱氧化物 172毫微米,5分鐘 935 --〜 — 99 —-- 表4顯示了熱氧化物較裸石夕在T E 0 S臭氧薄膜沉積的速率 的降低為百分之1 7 ’然而至短為1分鐘的v jj v前處理在本質 上氧化物較未處理熱氧化物基材增加了 T E 〇 S臭氧膜的成 率,在前處理1分鐘之後’對於矽所觀察到的沉積率係為& 百分之9 7,額外的前處理更進一步地増加了沉積速率T,' 處理5分鐘導致在熱氧化物上較碎有百分之99的成長率' 所以吾人之結論為V U V前處在理實質上會增加在熱氧彳匕 材上TEOS臭氧膜的沉積速率。_ ^
第32頁 。52 7’巧, 五、發明說明(29) 實施例2 VUV前處理在USG膜的處理上的效應 為了決定前處理基材在TEOS臭氧膜上的效應,吾人在裸 石夕基材上或熱氧化物基材上以V U V賴射加以前處理或無之 下進行實驗,圖4a-d顯示了在沉積後VUV處理在一TEOS臭 氧膜的表面平順度上的效應。 如圖1中所顯示者使用一氙激元燈來完成曝光,該功率 密度為1 5瓦/平方公分,溫度為室溫,從晶圓至該燈的距 離為4公分,曝光時間為1或5分鐘,而室壓為0.2毫巴。 圖4 a顯示了如圖1中所沉積之一 TE OS臭氧膜之一掃描電 子顯微照相,該TEOS流動率為0. 4克/分鐘,臭氧濃度為 1 20克/立方公尺,沉積溫度為攝氏4 00度且沉積時間為5分 鐘,該表面顯得平順而具有最小的表面粗度,對照上,在 相同的條件下之一TEOS臭氧膜,除了該基材係為熱氧化物 外(圖4 b ),顯示了 一粒狀外觀及較對裸矽基材(圖4 a)所觀 察到為大的表面粗度。 一另外之同樣的熱氧化物基材以1分鐘之真空中的VU V加 以前處理(圖4C ),導致該TE 0S臭氧膜的表面粗度本質上係 較沉積於未處理的熱氧化物上降低,此較平順的表面提供 了減少步進馬達光輻射之反射的優點,且因此導致該光阻 層較大尺寸的定義,更有甚者在蝕刻間,該表面所減少的 斑點降低了黏著變成薄片化的可能性。 更有甚者,增加VUV處理(圖4d)的期間更減少了 TEOS臭 氧膜的表面粗度,實際上5分|處理後的基材的表面顯現
O:\56\56027.PTD 第33頁 44552"? 五、發明說明(30) ' 為幾乎等於沉積於裸矽(圖4a)上之TEOS臭氧所有者。 因此吾人νυν前處理實質上降低了基於矽酸鹽之TE〇s臭 氧的表面粗度。 實施例3 VUV前處理在TEOS臭氧間隙充填上的效應 為了決定是否由TEOS臭氧膜所充填的間隙在前處理 後為令人滿思,吾人研究了具備〇. 2 5毫微米間隙之淺溝隔 絕(ST I)模式化晶圓,熱氡化物的一薄層係在矽晶圓之上 產生,且s亥溝頂係以石夕氣化物層加以覆蓋,該晶圓接著係 以如圖1中之VUV加以前處理,且接著使用化學蒸發沉積法 施加T E 0 S臭氧氧化物沉積’該臭氧濃度為1 2 〇克/立方公 尺’ TEOS流動率為〇. 18克/分鐘,標準公升/分鐘,沉積溫 度為攝氏400度,膜生長速率為5〇〇埃/分鐘且沉積時間為 1 0分鐘’該膜接著在氮氣環境之下在攝氏9 〇 〇度退火3 〇分 鐘,該晶圓接著龜裂且使用一 6比1的受緩衝氧化蝕刻 (B ◦ E )法處理8秒鐘用於掃描電子顯微照片之準備。
圖5a-b描述了一半導體晶圓裝置500之不同層,圖5a描 述了具備模式化溝的矽基材5 0 4,以及均勻地沉積在整個 晶圓表面上之一層熱氧化物5 0 8,包括該溝的底部及側 璧’矽氮化物5 1 2的蓋子覆蓋該溝上部,圖5 b描述了已以 電磁輻射加以前處理以及後續地具有一層高TEOS臭氡膜 5 1 6沉積於該晶圓整個表面上之一類似晶圓D 圖6係針對圖5如上述者加以處理之一 st I晶圓之一掃描 電子顯微照相’如係至為明顯者,該間隙係完全地以具備
第34頁 1 44 5 52 7' 五、發明說明(31) 不可見的缺陷之TEOS臭氧加以充填,更有甚者,該膜之表 面顯現具備不可見的表面粗度平順。 該VUV輪射前處理增加了 USG膜的沉積率,允許較其他可 得者為快的膜生長,在該膜於間隙中生長得更快速時,對 於該膜會有較小的傾向於型上去形成"麵包條M形,以及延 伸於上間隙之頂部之間,其將防止反作用的干預對間隙内 部的存取。 以上說明的實施例及說明僅係意圖為舉例說明者*且非 意味著係為對於該發明範疇的限制,更進一步對該發明輯 圍的了解可藉由參考附圖及申請專利範圍加以發現。
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Claims (1)
- 445527 .·- 1日絛正/更正/補充 _案號87120336 年4月么7曰 修正__ 六、申請專利範圍 1. —種製備半導體晶圓之表面以降低表面敏感度之方 法,其包括: 提供一半導體基材,其中該基材之表面具有一層介電材 料於其上;以及 使該晶圓表面曝露於足夠電磁輻射之下,以降低該 半導體表面之表面敏感度。 2. 如申請專利範圍第1項之方法,其中該介電材料係選 自包括熱氧化物,由電漿強化化學蒸氣沉積法所沉積之二 氧化矽,由高密度電漿強化化學蒸氣沉積法所沉積之二氧 化矽,磷矽酸鹽玻璃,硼磷玻璃,旋轉塗覆玻璃及氮化 石夕。 3. —種製備半導體晶圓之表面以降低表面敏感度之方 法,其包括: 提供一半導體基材,其中該基材之表面具有污染物於其 上;以及 使該晶圊表面曝露於足夠電磁輻射之下,以自該半導體 表面移除汙染物。 4. 如申請專利範圍第3項之方法,其中該污染物包含過 量1120,含碳分子,Si-OH鍵,Si-F鍵及Si-0-Si鍵中之至 少一種。 5. 如申請專利範圍第1或3項之方法,其中該電磁輻射係 在真空紫外線波長之範圍内。 6. 如申請專利範圍第1或3項之方法,其中該電磁輻射包 括在約真空紫外線至約紫外線波長範圍内之波長。O:\56\56027.ptc 第1頁 2001.04. 25. 037 f &年f月^曰 案號 87120336 修正__ 六、申請專利範圍 7. 如申請專利範圍第6項之方法,其中該波長位於約60 毫微米與約5 5 0毫微米之間。 8. 如申請專利範圍第6項之方法,其中該電磁輻射之強 度係在約0 . 0 0 5瓦/平方公分至約1 0 0瓦/平方公分之範圍 内。 9. 如申請專利範圍第6項之方法,其中該電磁輻射係從 一種激元裝置所導出。 10. 如申請專利範圍第9項之方法,其中該電磁輻射係從 一種介電障蔽_放電裝置所導出。 11. 如申請專利範圍第9項之方法,其令該激元裝置係使 用稀有氣体。 12. —種製備半導體晶圓以降低表面敏感度之方法,其 包括: 提供一半導體基材,其中該基材之表面具有污染物於其 上; 置放該晶圓且夾持於一室内; 抽空該室;以及 使該晶圓曝露於激元燈、介電障蔽放電裝置及開放激元 裝置之一所導出之電磁輻射下,歷經足夠時間,以實質自 該表面移除污染物。 13. —種製備半導體晶圓之方法,其包括: 提供一半導體基材,其中該基材之表面具有污染物於其 上; 置放該晶圓於一室内; '2001.04. 25. 038 445527: Λ _案號87120336_作年4月日 修正_L_ 六、申請專利範圍 抽空該室; 導入能夠發射真空紫外線波長與紫外線波長中至少一種 之電磁輻射進入該室中之部份; 使該部份曝露於一足夠電場,以從該部份產生至少真空 紫外線輻射及紫外線輻射之一;以及 使該晶圓曝露於至少真空紫外線輻射及紫外線輻射之 一,歷經足夠時間,以實質地自該半導體基材之表面移除 污染物. 1 4.如申請專利範圍第1 3項之方法,其中該部份係選自 包括氣,氖,氣,K r F,K r C 1,汞,场,X e F,X e C 1,氬/ 氟,采/氬,重氫,氣,氬,氣,氧及氣。 15. —種製備半導體晶圓表面之裝置,其包括: 一室; 一受加熱夾頭於該室中以握持半導體晶圓,其中該夾頭 係可三次元移動; 一來源用於在該室内提供至少真空紫外線輻射及紫外線 輻射之一於該夾頭之上; 一入口埠用於導引氣体進入該室; 一排氣埠用於抽空該室;以及 一泵以減少該室内之壓力。 16. 如申請專利範圍第15項之裝置,其更包含一反射器 用於導引該輻射至該晶圓。 17. 如申請專利範圍第15項之裝置,其包含: 一室; *Q:\56\56027.ptc 第 3 頁 2001.04. 25. 039 _案號8Ή20336_年4月二了曰 修正_、 六、申請專利範圍 一受加熱夾頭於該室中以握持半導體晶圓; 一來源用於在該室内提供真空紫外線輻射於該夾頭上。 18. 如申請專利範圍第17項之裝置,其更包含一來源用 於在該室内提供紫外線輻射於該夾頭上。 19. 如申請專利範圍第17項之裝置,其中該真空紫外線 輻射之來源係從介電障蔽放電所導出。 20. 如申請專利範圍第17項之裝置,其中該真空紫外線 輻射之來源為一種激元裝置》 21. —種半導體晶圓,其中該半導體晶圓之表面包含一 層介電材料,且其中該半導體晶圓之表面已藉由使該晶圓 表面曝露於足夠降低表面敏感度之真空紫外線輻射及紫外 線輻射至少其一之下而製成》 22. 如申請專利範圍第21項之半導體晶圓,其中該介電 材料係選自包括熱氧化物,由電漿強化化學蒸氣沉積法所 沉積之二氧化矽,由高密度電漿強化化學蒸氣沉積法所沉 積之二氧化矽,磷矽酸鹽玻璃,硼磷玻璃,旋轉塗覆玻璃 及氛化梦。 23. —種半導體晶圓,其中該半導體晶圓之表面已藉由 使該表面曝露於足夠從該表面移除污染物以降低表面敏感 度之真空紫外線輻射及紫外線輻射至少其一之下而製成》 24. —種在半導體晶圓之表面上製造未摻雜矽酸鹽玻璃 層之方法,其包括: 提供一半導體晶圓,其中該晶圓之表面包含一層介電材 料;O:\56\56027.ptc 第4頁 2001.04. 25. 040 六 445527 案號87120336 年彳月日 修正 請 使 線 外 紫 空 真 之 度 感 敏 面 表 低 降 以 足 於 露 曝 面 表 ffi圓 g晶 l該 上 面 及表 以該 ;於 下璃 之玻 一鹽 其酸 少矽 至之 射雜 輻摻 線未 外層 紫一 及積 射沉 係 料 材 電 介 該 中 其 法 方 之 項 4 2 第 圍 範 利 專 請 申 如 之 積 沉 所 法 積 沉 氣 蒸 學 化 化 強 漿 由 物 化 氧 熱 括 包 自 選 二化 之氣 積及 沉璃 所玻 法覆 積塗 沉轉 氣旋 蒸’ 學璃 化玻 化磷 強蝴 漿, 電璃 度玻 密鹽 高酸 由梦 ,磷 矽, 化矽 氧化 二氧 矽 璃 玻 鹽 酸 雜 摻 未 造 製 上 面 表 之 圓 晶 體 導 半 在 >1?· 種一 其 於 物 染 污 有 具 面 表 之 圓 晶 該 中 其 圓 晶 體 導 * · 半 法一 方供 之提 層 上 空 真 之 物 染 污 除 移 面 表 該 從 以 足 於 露 曝 面 表 之 園 晶 該 使 及。 以上 •,面 下表 之該 一於 其璃 少玻 至鹽 射酸 輻矽 線之 外雜 紫摻 及未 射層 輻一 線積 外沉 紫 專 請 中 如 Mr fcc 摻, 未中 該\ 酸 矽 2 t 第浐 卩係 圍 範葙 'JI玻 鹽 中 其 法 方 之 項一 任 中 項 6 2 或 乙 四 酸 矽 原 用 之 程 製 積 沉 氣 蒸 學 化。 及成 合製 聚氧 送臭 輸及 酯 法 方 之 項 7 2 第8,第 li 圍約圍 範與範 利]0利 專 專 請夂請 如t如 .分. 8百9 2 - 2 積 間 之 法 方 之 項 體 之 氧 對 氧 臭 中 其 體 之 氧 對 氧 臭 中 其 在 係 比 分 百 積 圍 範 利 專 請 申 如 ο 3 體 之 氧 對 氧 臭 中 其 法 方 〇之 間項 之27 8%第 至 5 ο 約 .間 之 % 5 與 % 1A 約 在 係 比 分 百 積 ^1O:\56\56027.ptc 第5頁 2001.04. 25. 041 ^dS5!l '87120336 和年4月>了曰 修正 酯 乙 四 酸 矽 原 中 其 法 方 之 項 7 2 第 圍 範 利 專 請 圍4B-範申 利如 專 請1· 中 3 ' 六 ο 約 從 係 率. 流2 ./ 3 之 ο 克 範 利 專 請 申 如 乙 四 酸 矽 〇 原 鐘中 分其 / , 1.方 約之 至項 鐘27 分第 圍 ο 約 為 率. 流3 / 3 之 8 / 克 法 方 >°c 之ο 項ο J 6 。7約 2 、 鐘第與 分圍ρ 範 利 專 請 中 如 氣 蒸 學 化 熱 該 中 其 ο ο WI* 約 在 係 程 製 積 沉 行 進 下 度 溫 之 間 7 2 第 圍 範 利 專 請 中 如 4 3 溫 之 V ο & 4 約 在 係 程 製 積 沉 氣 蒸 學 化 熱 該 中 其 , 〇 法行 方進 之下 項度 .璃 5玻 3 ί 鹽 中 如 層 種 包.供 6提 3才 0 含 >1L?1 / 請 降 專 為 介 流材 範—導 酸 矽 雜 摻 未 該 中 其 法 方 之 項 6 2 第 圍 括 包 其 法 方 之 度 感 敏 面 表 圓 晶 體 材 基 體 導 半 之 料 及 以 菊 摻 未 許 允 以 下 射 輻 磁 夠 足。 於積 露沉 曝續 面後 表之 圓層 晶璃 該玻 使鹽 酸 括.包 7 ώα 3 選 法 方 之 項 6 3 第 圍 範 牙 專 請 申 如 係 料 材 -yL 介 該 中 其 物 化 梦’ 化矽 氧化。 二氧矽 電璃 度玻 密鹽 高酸 氧由碎 熱,磷 所 法 積 沉 氣 蒸 學 化 化 強 漿 由 之 積 二化 之II 積及 沉璃 所玻 法覆 積塗 沉轉 氣旋 蒸’ 學璃 化玻 化磷 強硼 聚’ 8 έ 9 3ΪΡ3 鹽 法 方 之 項 6 3 第 圍 範 利 專 請 申 如 璃, 玻ο 3 4 鹽 之32第 '圍 平J 與MS 專ο πΗ^ 凑請τ 具申 ί如 為 層 為 氧 臭 方 均 料 基 第 圍 範 利 專 請 申 如 之d之 之 項.項 根」氧 方H方 偏 化 差 層 酸』酸 埃^ ^ ^ 雜:J雜 摻f摻 ^ ^ ^ 該Λ該 k不卜 中 中 係 其f其 差 偏 性 面 平 與 中 其O:\56\56027.ptc 第6頁 2001.04. 25. 042 445527 __案號 87120336 六、申請專利範圍 之均方根係在約2與約8埃之間。 41. 一種製造積體電路之方法,其包括: 提供半導體裝置結構於半導體基材上; 提供導線覆蓋該半導體裝置結構,其中係在該導線之間 形成間隙; 提供一介電層於該基材之表面上,其中該間隙在 導線間保持; ' ' =電,賴射處理該介電層,以滅少該熱氧化 面敏 42.如申請專利範圍第41項之方法酸鹽玻璃層充 選自包括熱氧化物,由電漿強化化 、' --» ^ 1立令Λ恭狀从儿,,匕學蒸氣沉積法所沉積之 氧化矽’磷矽酸鹽玻璃.,硼磷破难蒸轧沉積法所沉積之二 ^ 0 嘴’旋轉塗覆玻璃及氮化 法,其中未摻雜矽酸鹽 係在每分鐘約500埃與 43.如申請專利範圍第26項之方 玻璃膜在熱氧化物上之沉積速率, 每分鐘5000埃之間。 4 4,如申請專利範圍第2 6項之方法 #丄丄 玻璃膜在熱氧化物上之沉積速率,,其中未摻雜矽酸鹽 每分鐘2 0 0 0埃之間。 係在每分鐘約1 000埃與 45. 如申請專利範圍第26項之方生 ^ ^ ^ 玻璃膜在熱氧化物上之沉積速率為,其中未摻雜矽酸鹽 46. —種後調理經前處理介電層 分鐘約1500埃。 提供前處理介電層;以及. 方法’其包括:O:\56\56027,ptc2001,04.25.043 445527 , _案號87120336_年4月37日 修正_ 六、申請專利範圍 使用保護該前處理介電層不被污染之部份,使該前處理 介電層曝露。 ~ 4 7 .如申請專利範圍第4 6項之方法,其中該部份係選自 包括氨,氣,HC1,F2 ’ SF6,氟氣碳,Br2,Oj:,H2,HF,Η 2S04,C 1 S03 及Η2〇2。O:\56\56027.ptc 第8頁 2001.04.25.044
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