專利名稱：：低能量、高劑量砷、磷與硼注入晶片的安全處理的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明實施例大體上涉及半導(dǎo)體制造工藝領(lǐng)域，更明確而言，是涉及更安全地制造摻雜砷、磷或硼的襯底(substrate)的方法。
背景技術(shù)：
：集成電路可能包含超過一百萬個形成在襯底(例如半導(dǎo)體晶片)上的微電子場效應(yīng)晶體管，例如互補金氧半導(dǎo)體場效晶體管(CMOS)，并且該些晶體管在電路中合作地執(zhí)行各種功能。CMOS晶體管在其襯底中的源極與漏極之間設(shè)置有一柵極結(jié)構(gòu)。柵極結(jié)構(gòu)通常包括一柵極電極與一柵極介電層。柵極電極設(shè)置在柵極介電層上，以控制介于源極與漏極之間且位于柵極介電層下方之信道區(qū)域中的電荷載子流動。離子注入工藝典型用來將離子注入與摻雜至襯底中，以形成具有所欲離子分布模式與濃度的柵極和源漏極結(jié)構(gòu)。在離子注入工藝中，可使用不同的工藝氣體或氣體混合物來提供離子來源種類，例如砷(arsenic)、磷(phosphorus)或硼(boron)。特別是當(dāng)砷暴露在濕氣中時，會發(fā)生如下反應(yīng)式的反應(yīng)而產(chǎn)生氧化砷與胂氣(或稱，砷化氫，Arsinegas):As+H20^AsH3+AsxOy胂氣是毒性極高且可燃的氣體。當(dāng)施加高摻雜劑劑量(1x10"1/ci^或更高)與低注入能量(即約2千伏特)時，慘雜劑無法注入薄膜堆棧層的深處。因此，有較多的摻雜劑位在鄰近薄膜堆棧層的表面處，并且當(dāng)襯底移出處理室時可能會接觸到濕氣。位于襯底表面附近的砷可能會發(fā)生不想要反應(yīng)而形成胂氣。因此，需要一種在注入摻雜劑后，避免形成有毒化合物的方法。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明大體上包括在一種在注入工藝(implantationprocess)之后，避免形成有毒氣體的方法。某些摻雜劑注入襯底上的膜層中以后，當(dāng)其接觸濕氣時，可能會形成有毒氣體及/或可燃性氣體。在一實施例中，先將摻雜劑注入到襯底上的膜層中，隨后使該已經(jīng)過注入的膜層暴露于含氧氣體中，以形成一保護(hù)性氧化層?？稍趫?zhí)行膜層注入工藝的同一處理室中形成該氧化層。在另一實施例中，襯底處理方法包括在一處理室中將一摻雜劑注入一膜層內(nèi)，并且使該已注入的膜層暴露于一含氧電漿中，以在該己注入膜層上形成氧化層，而在該已注入膜層暴露在大氣中的氧氣下之前，讓摻雜劑留在該膜層中。在另一實施例中，先將一摻雜劑注入襯底上的一膜層中，隨后在該已注入的膜層上沉積一覆蓋層?？稍谧⑷肽拥耐粋€處理室中沉積該覆蓋層。在另一實施例中，襯底處理方法包括在一處理室中將一摻雜劑注入襯底上的一膜層內(nèi)，并且在該已注入膜層暴露在大氣中的氧氣下之前，先在該已注入摻雜劑的膜層上沉積一覆蓋層；其中該覆蓋層是選自于由碳層、硅層、氧化硅層、氮化硅層、碳化硅層、有機(jī)層及上述膜層之組合所構(gòu)成的群組中。在另一實施例中，襯底處理方法包括在一處理室中將一摻雜劑注入襯底上的一膜層內(nèi)，并且在該已注入膜層暴露于大氣中的氧氣下之前，先使用由三氟化氮所形成的電漿來蝕刻該已注入的膜層，以移除過量的摻雜劑。為了更詳細(xì)了解本發(fā)明上述特征，本發(fā)明是參照數(shù)個實施例詳述如上，且部分實施例繪于附圖中。然而需明白的是，該些附圖僅顯示本發(fā)明的數(shù)個典型實施例，因此不應(yīng)作為本發(fā)明范圍的限制。本發(fā)明還容許其它等效實施例。第1A-1B圖繪示適合用來實施本發(fā)明的電漿浸沒式離子注入工具的實施例。第2圖繪示根據(jù)本發(fā)明的形成摻雜劑氧化物的方法流程圖。第3圖繪示根據(jù)本發(fā)明一實施例，原位覆蓋工藝的方法流程圖。第4圖顯示胂氣形成隨著時間的變化關(guān)系。為了便于了解，盡可能地以相同組件符號來表示各圖所共有的相同組件。并且無需進(jìn)一步說明就可了解到，一實施例的組件與特征可有利地并入另一實施例中。然而須注意的是，附圖僅出示本發(fā)明的數(shù)個示范性實施例，不應(yīng)用來限制本發(fā)明范圍。本發(fā)明尚容許其它等效實施例。主要組件符號說明100電漿反應(yīng)器104工藝區(qū)域124底部z128襯底支撐組件132抽吸口136節(jié)流閥140a、140a，第一端142、142，核心146、146'功率產(chǎn)生器150、150，輪狀環(huán)154偏壓功率產(chǎn)生器190電漿源200、300方法202、204、206、302、304、102室主體122側(cè)壁126頂部130氣體分配板134真空泵140、140'導(dǎo)管140b、140b，第二端144、144'線圈148、148，匹配電路152氣體源156匹酉己電足各192、194、196、198開孔306、308步驟具體實施例方式本發(fā)明揭示一種避免在注入工藝之后形成有毒氣體的方法。第1A圖繪示一電漿反應(yīng)器IOO，其可根據(jù)本發(fā)明實施例來執(zhí)行離子注入、形成氧化層以及形成覆蓋層。適合用來執(zhí)行本發(fā)明的反應(yīng)器可為P3iT"反應(yīng)器，其可購自于美國加州圣克拉拉市的應(yīng)用材料公司(AppliedMaterials,Inc.,ofSantaClara,California)。另一種可用來執(zhí)行本發(fā)明的反應(yīng)器則描述于2006年12月8日申請的美國專利申請案11/608,357號中，并將其全文納入本文中以供參考。并且本文中所描述的多種方法可能在其它適當(dāng)?shù)碾姖{反應(yīng)器中執(zhí)行，包括購自其它制造商的電漿反應(yīng)器。電漿反應(yīng)器IOO包含一室主體102，該室主體具有一底部124、一頂部126以及多個側(cè)壁122以圈圍出一工藝區(qū)域104。襯fe支撐組件128是由室主體102的底部124所支撐著，并且襯底支撐組件128可用來容納一襯底106以進(jìn)行處理。氣體分配板130連接至室主體102的頂部126，且面對著襯底支撐組件128。抽吸口(pumpingport)132界定在室主體102中，且連接至一真空泵134。真空泵134透過一節(jié)流閥136連接至抽吸口132。氣體來源152耦接至氣體分配板130，以為襯底106上所執(zhí)行的工藝供應(yīng)氣體前驅(qū)化合物。第1A圖中所繪的反應(yīng)器100包含一電漿源190，如第IB圖之立體透視圖中所示者。電漿源190包含一對獨立的外部回流導(dǎo)管(reentrantconduits)140、140'，其安裝在室主體102的頂部126-外側(cè)并且橫跨彼此或彼此互相垂直，如第IB圖中所繪的示范性實施例般。第一外部導(dǎo)管140具有第一端140a，該第一端140a穿過頂部126中的開口198而連接至室主體102內(nèi)的工藝區(qū)域104的第一側(cè)中。第二端140b具有一開口196，其連接至工藝區(qū)域104的第二側(cè)內(nèi)。第二外部回流導(dǎo)管140b具有第一端140a，，其具有一開口194耦接至工藝區(qū)域104的第三側(cè)，并且第二外部回流導(dǎo)管140b具有一第二端140b'，該第二端140b'具有一開口192耦接至工藝區(qū)域104的第四側(cè)。在一實施例中，第一與第二外部回流導(dǎo)管140、140'設(shè)計成彼此垂直，而使得各外部回流導(dǎo)管140、140，的兩端140a、140a，、140b、140b，以約90°的角度間隔設(shè)置在室主體102的頂部126的周長附近。外部回流導(dǎo)管140、140'的垂直配置設(shè)計允許電漿源均勻地分布在整個工藝區(qū)域104上。第一與第二外部回流導(dǎo)管140、140'可設(shè)計成能在工藝區(qū)域104中提供均勻電漿分布的其它配置方式。磁穿透式環(huán)形核心142、142'環(huán)繞著各自外部回流導(dǎo)管140、140'的一部分。導(dǎo)電線圈144、144'透過各自的阻抗匹配電路或組件148、148'而耦接至個別的RF電漿源功率產(chǎn)生器146、146，。每個外部回流導(dǎo)管140、140，是一中空導(dǎo)電管，且各導(dǎo)電管各自被絕緣輪狀環(huán)150、150'所中斷，絕緣輪狀環(huán)150、150'分別打斷介于各自外部回流導(dǎo)管140、140'的兩端140a、140b(以及140a'與104b')之間的連續(xù)導(dǎo)電路徑。利用RF電漿偏壓功率產(chǎn)生器154來控制襯底表面的離子能量，且該RF電漿偏壓功率產(chǎn)生器154透過一阻抗匹配電路或組件156連接至襯底支撐組件128?；氐降?A圖，含有來自工藝氣體來源152的氣體化合物的工藝氣體透過頂部氣體分配板130引導(dǎo)至工藝區(qū)域104中。將來自功率施加器的RF源電漿功率146耦合至導(dǎo)管140中的氣體，而在外部回流導(dǎo)管140與工藝區(qū)域104中的第一封閉環(huán)形路徑內(nèi)產(chǎn)生一循環(huán)電漿電流。此外，將來自另一功率施加器的RF源電漿功率146'耦合至第二導(dǎo)管140'中的氣體，而在橫跨(例如垂直)該第一環(huán)形路徑的第二封閉環(huán)形路徑內(nèi)產(chǎn)生一循環(huán)電漿電流。第二環(huán)形路徑包含第二外部回流導(dǎo)管140'與工藝區(qū)域104。各自路徑中的電漿電流可以各自RF源功率產(chǎn)生器146、146，的頻率做震蕩(oscillate)，例如反向震蕩(reverse7direction)，且該頻率可彼此相同或稍有偏差。在一實施例中，工藝氣體來源152提供數(shù)種不同工藝氣體，以提供注入襯底106中的離子。適當(dāng)?shù)墓に嚉怏w范例包括乙硼烷(B2H6)、三氟化硼(BF3)、硅垸(SiH。、四氟化硅(SiF4)、磷化氫(PH3)、五氫化二磷(P2H5)、三氧化磷(P03)、三氟化磷(PF3)、五氟化磷(PF5)與四氟化碳(CF4)等等。各RF電漿源功率產(chǎn)生器146、146，的功率受到操作，使得其結(jié)合效果能有效解離該些來自工藝氣體來源152的工藝氣體，而在襯底106的表面處產(chǎn)生期望的離子流。RF電漿偏壓功率產(chǎn)生器154的功率則控制在一選定的功率量，以使工藝氣體解離后的離子能量能加速朝向襯底表面并且以期望的濃度注入襯底106的頂面下方的一期望深度處。例如，以低于約50電子伏特(eV)的相對較低能RF功率可能得到相對較低的電漿離子能量。具有低離子能量的解離離子可能注入距離襯底表面約0埃(A)至約100埃的淺深度處?；蛘撸筛逺F功率產(chǎn)生具有高離子能量的解離離子(例如高于約50eV)可能注入距離襯底表面實質(zhì)超過100埃的深度處。結(jié)合受控制的RF電漿源功率與RF偏壓功率可使氣體混合物中解離出具有足夠動量的離子，并且在處理室100中得到期望的離子分布情形。離子受到偏壓并且被驅(qū)使朝向襯底表面，而以期望的離子濃度、分布與距離襯底表面的期望深度將離子注入至襯底中。此外，由供應(yīng)工藝氣體所產(chǎn)生的受控制離子能量與不同的離子物種有助于將離子注入在襯底106中，而形成所欲的組件結(jié)構(gòu)，例如襯底106上的柵極結(jié)構(gòu)與源漏極區(qū)域。第2圖繪示在注入工藝之后，形成一摻雜劑氧化層的方法200的流程圖。方法200始于步驟202，在步驟202中，將一摻雜劑注入至形成于襯底上的一膜層中。"膜層(film)"—詞是包括一材料層或堆棧在襯底上的多層材料層在內(nèi)的通稱。在一實施例中，摻雜劑包括砷(arsenic)。在另一實施例中，摻雜劑包括磷(phosphorus)。在又一實施例中，摻雜劑包括硼(boron)。待摻雜劑注入該膜層堆棧層中以后,方法進(jìn)行到步驟204，在步驟204中，使該已注入(例如，已摻雜)膜層暴露至-一含氧氣體中。該暴露步驟可在執(zhí)行該膜層注入的同一反應(yīng)室中的原位處進(jìn)行。在注入之后，具有已摻雜膜層的襯底可留在該反應(yīng)室中，以確保摻雜劑不會接觸到濕氣，因為濕氣可能與摻雜劑發(fā)生反應(yīng)而形成有毒或可燃的氣體。在一實施例中，可在不使該己注入(例如，已摻雜)膜層暴露于大氣中(從而暴露于濕氣中)的情況下，在另一獨立的反應(yīng)室中使該已注入(已摻雜)膜層暴露于含氧氣體中。在步驟206中，借著將該已注入膜層暴露在含氧氣體中，使氧氣與之反應(yīng)而在已注入膜層的表面上形成氧化物。該氧化物可能是摻雜劑的氧化物及/或該注入膜層的氧化物?？捎玫倪m當(dāng)含氧氣體包括氧原子(O)、氧氣(02)、臭氧(ozone，03)、氧化亞氮(N20)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(N02)、五氧化二氮(N205)、上述氣體的電漿、自由基、衍生物及其組合物，或是其它適合的氧來源。含氧氣體可激發(fā)成電漿。在一實施例中，可在執(zhí)行注入工藝的同一處理室中激發(fā)該含氧氣體。在另一實施例中，可在遠(yuǎn)程處激發(fā)電漿，并且將電漿輸送至處理室?？衫秒娙輥碓醇?或感應(yīng)來源來產(chǎn)生電漿。在一實施例中，該己注入膜層可暴露至一含氫氣體中?？稍谠撘炎⑷肽颖┞队诤鯕怏w之前或之后，使該已注入膜層暴露至一含氫氣體中。在一實施例中，含氫氣體包括氫氣。暴露至含氫氣體與暴露至含氧氣體的步驟可重復(fù)執(zhí)行多次。該含氫氣體可激發(fā)成電漿。在一實施例中，可在執(zhí)行注入的同一處理室中激發(fā)該含氫氣體。在另一實施例中，可在遠(yuǎn)程處激發(fā)電漿，并且將該電漿輸送到處理室。可使用電容來源及/或感應(yīng)來源來產(chǎn)生電漿。暴露至含氫氣體以及暴露至含氧氣體的步驟可于同一個處理室內(nèi)但在不同時間區(qū)段中執(zhí)行。在一實施例中，可在形成于該已注入膜層上的氧化層上沉積一覆蓋層。覆蓋層可選自于由碳層、硅層、氧化硅層、氮化硅層、碳化硅層、有機(jī)層及其組合物所構(gòu)成的群組中?？稍趫?zhí)行注入的同一處理室中進(jìn)行沉積以在該氧化層上沉積一覆蓋層。在一實施例中，可無需使膜層暴露于大氣(從而暴露于濕氣中)的情況下，在不同的處理室中沉積該覆蓋層。可在退火之后，移除該覆蓋層。在又另一實施例中，可使已注入膜層暴露于一氣體中以移除過量的摻雜劑。借著移除過量的摻雜劑，摻雜劑可能不活化，從而減少形成摻雜劑的氫化物。在一實施例中，該氣體可包括蝕刻氣體。在另一實施例中，該氣體可能包括三氟化氮(NF3)。移除過量摻雜劑的步驟可在執(zhí)行注入的同一個處理室中進(jìn)行。在一實施例中，可在不使膜層暴露于大氣中(從而暴露于濕氣中)的情況下，在不同的處理室中執(zhí)行該移除過i摻雜劑的步驟。形成氧化層、形成覆蓋層以及移除過量摻雜劑的步驟可以任意組合的方式來應(yīng)用。在一實施例中，可形成氧化層，但不形成覆蓋層，且不移除過量的摻雜劑。在另一實施例中，形成一覆蓋層，但不形成氧化層，且沒有移除過量的摻雜劑。在另一實施例中，移除過量的摻雜劑，但沒有形成氧化層與覆蓋層。在一實施例中，形成氧化層及覆蓋層，但是沒有移除過量的摻雜劑。在另一實施例中，形成氧化層且移除過量的摻雜劑，但是不形成覆蓋層。在另一實施例中，形成覆蓋層且移除過量的摻雜劑，但不形成氧化層。此外，可與上述形成氧化層、形成覆蓋層以及移除過量摻雜劑的步驟以任意的組合方式來執(zhí)行該暴露于含氫氣體的步驟。在形成氧化層的過程中，以約300sccm至約450sccm的流速供應(yīng)含氧氣體給處理室。在另一實施例中，含氧氣體的流速可大于450sccm。在該處理室中，使該已注入膜層于約15毫托(mTorr)至約300毫托的處理室壓力下暴露約3至10秒鐘以形成該氧化層。含氧氣體可隨同一載氣共同流入該處理室中。載氣的流速可約50sccm。載氣可能包含一惰性氣體。在一實施例中，載氣包含氬氣。第3圖繪示在注入工藝后形成覆蓋層的方法300的流程圖。方法300始于步驟302，在步驟302中，摻雜劑注入至形成于襯底上的一膜層中。摻雜劑是如上所述者。待摻雜劑注入膜層內(nèi)之后，方法進(jìn)行到步驟304，在步驟304中，供應(yīng)用來在摻雜膜堆棧層306上沉積覆蓋層的氣體。可在執(zhí)行注入工藝的同一個處理室內(nèi)的原位處進(jìn)行覆蓋層的沉積。由于摻雜劑會與濕氣反應(yīng)而形成有毒或可燃?xì)怏w，借著在同一處理室中的原位處進(jìn)行覆蓋住該已注入襯底的步驟，可確保摻雜劑不會暴露在濕氣中?？衫没瘜W(xué)氣相沉積工藝(CVD)來沉積覆蓋層?？捎玫钠渲幸环N特別CVD工藝包括電漿增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積工藝(PECVD)。覆蓋層可能包含硅、氧、氮、碳及其組合物?？蓪?dǎo)入處理室中的適當(dāng)氣體包括含硅氣體、如上所述的含氧氣體、含氮氣體以及含氮氣體。在一實施例中，覆蓋層包括硅層。在另一實施例中，覆蓋層包括氧化硅層。在又一實施例中，覆蓋層包括氮化硅層。又再一實施例中，覆蓋層包括碳化硅層。形成覆蓋層的適當(dāng)含硅氣體范例包括胺基硅烷(aminosilanes)、胺基二石圭烷(aminodisilanes)、迭氮硅烷(silylazides)、硅烷基肼(silylhydrazines)及其衍生物。含硅氣體的某些特定范例包括二(第三丁基胺基)硅烷(bis(tertbutylamino)silane，BTBAS或tBu(H)N)2SiH2)、六氯二硅烷(hexachlorodisilane，HCD或Si2Cl6)、四氯石圭烷(tetrachlorosilane，SiCl4)、二氯硅烷(dichlorosilane，H2SiCl2)、1,2-二乙基-四(二乙胺基)-二硅烷10(l,2-diethyl-tetrakis(diethylamino)disilane，(CH2CH3((CH3CH2)2N)2Si)2)、1,2-二氯-四(二乙胺基)二硅烷(l,2-dichloro-tetrakis(diethylamino)disilane，(Cl((CH3CH2)2N)2Si)2)、六(N-吡咯烷基)二硅烷(hexakis(N-pyrrolidinio)disilane，((C4H9N)3)Si)2)、1,1,2,2-四氯-雙(二(三甲基硅基)胺基)二硅烷(1,1,2,2-tetrachloro-bis(di(trimethylsilyl)amino)disilane，(Cl2((CH3)3Si)2N)Si)2)、1，1，2,2-四氯-雙(二異丙胺基)二硅烷(1,1，2,2-tetrachloro-bis(diisopropylamino)disilane，(Cl2((C3H7)2N)Si)2)、1,2-二甲基四(二乙胺基)二硅烷(l，2-dimethyltetrakis(diethylamino)disilane,(CH3(CH3CH2N)2Si)2)、迭氮三(二甲胺基)硅烷(tris(dimethylamino)silaneazide，((CH3)2N)3SiN3)、迭氮(三(甲胺基)硅烷(tris(methylamino)silaneazide，((CH3)(H)N)3SiN3)、2,2-二甲基肼基-二甲基硅烷(2,2-dimethylhydrazine-dimethylsilane，(CH3)2(H)Si)(H)NN(CH3)2)、三硅基胺(trisilylamine，(SiH3)3N或TSA)、六(乙胺基)二硅垸(hexakis(ethylamino)disilane，((EtHN)3Si)2)及其自由基、電漿、衍生物或組合物。可使用的其它適當(dāng)含硅氣體包括具有一或多個Si-N鍵或Si-Cl鍵的化合物，例如二(第三丁基胺基)硅烷(BTBAS或0Bu(H)N)2SiH2)或六氯已硅烷(HCD或Si2CU。上述具有較佳鍵結(jié)結(jié)構(gòu)的含硅氣體具有下列化學(xué)式(I)R2NSi(R，2)Si(R，2)NR2(胺基二硅烷)；(II)R3SiN3(迭氮硅烷)；或(III)R，3SiNRNR2(硅烷基肼)。在上述化學(xué)式中，R與R，可以是一或多個官能基，其選自于鹵素、具有一或多個雙鍵的有機(jī)基團(tuán)、具有一或多個三鍵的有機(jī)基團(tuán)、脂肪族烷基、環(huán)烷基、芳香基、有機(jī)硅基、烷胺基、含有氮或硅的環(huán)狀基或上述化合物的組合。特定的官能基包括氯(-Cl)、甲基(-CH3)、乙基(-CH2CH3)、異丙基(-CH(CH3)2)、第三丁基(或稱叔丁基，-C(CH3)3)、三甲基硅基(-Si(CH3)3)、吡咯啶基(pyrrolidine)或其組合物。其它適當(dāng)?shù)暮铓怏w包括具有任意R基組合的線性或環(huán)狀迭氮硅垸(silylazides，R3—SiN3)以及硅烷基肼類(silylhydrazine，R3SiNRNR2)的氣體。R基團(tuán)可為氫或任何有機(jī)官能基，例如甲基、乙基、丙基、丁基(CXHY)等等。連接于Si上的R基團(tuán)可選擇為另一胺基NH2或NR2。迭氮硅烷化合物的特定范例包括迭氮三甲基硅烷(trimethylsilylazide，(CH3)3SiN3)，其可購自美國賓州布里斯多室的聯(lián)合化學(xué)科技公司(UnitedChemicalTechnologies,locatedinBristol,Pennsylvania)以及迭氮三(二甲月安)硅烷(tris(dimethylamine)silylazide，((CH3)2N)3SiN3)。硅烷基肼的特定范例為1,1-二甲基-2-二甲基硅基肼(U-dimethyl誦2-dimethylsilylhydrazine，(CH3)2HSiNHN(CH3)2)。在另一實施例中，含硅氮氣體可能是下列至少一者(R3Si)3N、(R3Si)2NN(SiR3)2與(R3Si)NN(SiR3)，其中各個R可個別為氫或烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、苯基或其組合。含硅氮氣體的適當(dāng)范例包括三硅基胺(trisilylamine，(H3Si)3N)、(H3Si)2NN(SiH3)2、(H3Si)NN(SiH3)或其衍生物。含氮氣體的適當(dāng)范例包括氨氣(NH3)、聯(lián)胺(N2H4)、有機(jī)胺、有機(jī)肼類(organichydrazines)、有豐幾二嗪類■(organicdiazines，例如甲基二嗪(methyldiazine，(H3C)NNH))、迭氮硅烷(silylazides)、硅烷基肼(silylhydrazines)、迭氮化氫(hydrogenazide，HN3)、氰化氫(HCN)、氮原子(N)、氮氣(N2)、苯基肼(phenylhydmzine)、偶氮第三丁烷(azotertbutane)、迭氮乙烷(ethylazide)及上述化合物的組合物或衍生物。有機(jī)胺包括化學(xué)式RXNH3_X，其中每個R可各自為烷基或芳香基，并且x為1、2或3。有機(jī)胺的范例包括三甲胺(trimethylamine，(CH3)3N)、二甲胺(dimethylamine，(CH3)2NH)、甲胺(methylamine，(CH3)NH2)、三乙胺(triethylamine，(CH3CH2)3N)、二乙胺(diethylamine，(CH3CH2)2NH)、乙胺(ethylamine，(CH3CH2)NH2)、第三丁胺(tertbutylamine，((CH3)3C)NH2)及上述化合物的衍生物或組合物。有機(jī)肼包括化學(xué)式RXN2H4.X，其中每個R可各自為烷基或芳香基，并且x為1、2、3或4。有機(jī)肼的范例包括甲基肼(methylhydrazine，(CH3)N2H3)、二甲基肼(dimethylhydrazine，(CH3)2N2H2)、乙基肼(ethylhydrazine，(CH3CH2)N2H3)、二乙基肼(diethylhydrazine，(CH3CH2)2N2H2)、第三丁基肼(tertbutylhydrazine，((CH3)3C)N2H3)、二第三丁基肼(ditertbutylhydrazine，((CH3)3C)2N2H2)及上述化合物的自由基、電漿、衍生物或組合物。碳來源包括乙基、丙基與丁基的有機(jī)硅垸、垸類、烯類與炔類。此類碳來源包括甲基硅烷(CH3SiH3)、二甲基硅烷((CH3)2SiH2)、乙基硅烷(CH3CH2SiH3)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁炔(C4H6)及其它類似物。可將用來形成覆蓋層的氣體隨同載氣供應(yīng)至處理室中。在一實施例中，使用氬氣作為載氣，并且可以約300sccm的流速來供應(yīng)載氣。在化學(xué)氣相沉積過程中，可施加約200瓦至約2000瓦的RF功率。在一實施例中，通入15sccm的硅烷氣體、約50sccm至約60sccm的氧氣、約300sccm的氬氣以及施加約200瓦的RF偏壓，'可在已注入膜層上沉積二氧化硅層。沉積反應(yīng)發(fā)生約1分鐘至約2分鐘，并且沉積出厚度約50埃至約60埃的二氧化硅覆蓋層。選用性地，可在使用方法200所形成的氧化層上沉積一覆蓋層。在步驟308，在執(zhí)行進(jìn)一步處理之前，先移除該覆蓋層。可在后續(xù)處理步驟中移除原位沉積的氧化層或覆蓋層，此外該氧化層或覆蓋層的厚度需夠厚而足以減少及/或避免產(chǎn)生有毒及/或可燃?xì)怏w。然而，氧化層或覆蓋層也必須夠薄，而能夠在無需增加額外的處理時間或不會損害膜堆棧層的情況下，使用諸如剝除工藝(strippingprocess)等方法輕易地將之移除。表一顯示使用劑量為lx10161/cn^的砷作為摻雜劑且注入功率為2千伏特對五種不同襯底進(jìn)行砷注入的數(shù)據(jù)。對每種襯底執(zhí)行不同的暴露/覆蓋工藝。<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>對于襯底l，在注入之后，沒有執(zhí)行原位暴露工藝。當(dāng)砷接觸到濕氣時，形成原生氧化砷，且伴隨著生成胂氣體。第一天形成的氧化砷厚度為34.85埃，并且到第五天所形成的氧化砷厚度為42.65埃。對于襯底2，使已注入膜層暴露在氧氣中IO秒鐘但不施加電漿。所形成的氧化砷層厚度為37.38埃。到了第五天氧化砷的厚度縮減成36.75埃。并且沒有偵測到胂氣。對于襯底3，使已注入膜層暴露在氧氣電漿中3秒鐘，但不施加偏壓。所形成的氧化砷層厚度為51.19埃。到了第五天的氧化砷層厚度增加到56.19埃。并且沒有偵測到胂氣。對于襯底4，使已注入膜層暴露在氧氣電漿中7秒鐘，但不施加偏壓。所形成的氧化砷層厚度為47.15埃。到了第三天氧化砷層厚度增加到47.57埃，并且到了第五天氧化砷層的厚度增加到49.93埃。并且沒有偵測到胂氣。對于襯底5，借著導(dǎo)入由SiH2與02所形成的電漿持續(xù)3秒鐘，以在已注入膜層上沉積二氧化硅層。該二氧化硅層的厚度為56.73埃。到了第五天，其厚度增加到59.52埃。并且沒有偵測到胂氣。襯底1-4的胂變化情形(arsineevolution)顯示于第4圖中。在第4圖中可看到，沒有原位生成氧化層的襯底1除了形成氧化層之外，起初還會形成大量胂氣。另一方面，襯底2-4產(chǎn)生的胂氣量要少得多。如上所述，襯底2-4在執(zhí)行膜層注入的同一個處理室中于原位暴露在氧氣下，因此當(dāng)襯底接觸到濕氣時，較少的砷會形成胂氣。由于形成較少的胂氣，在操作襯底2-4的過程比較安全。原位氧化該已注入雜劑的膜層的步驟，及/或在原位處于該已注入摻雜劑的膜層上沉積一覆蓋層的步驟能減少當(dāng)膜堆棧層接觸到濕氣時所產(chǎn)生的有毒及/或可燃?xì)怏w的量。并且該注入與氧化(或覆蓋)步驟可在不同的處理室中進(jìn)行，只要該注入步驟與氧化(或覆蓋)步驟之間能使襯底保持在真空狀態(tài)下即可。雖然本發(fā)明的多個實施例己詳述如上，然而在不偏離本本發(fā)明基本范圍的情況下，當(dāng)可做出本發(fā)明的其它與進(jìn)一步實施例。本發(fā)明范圍是由后附申請專利范圍所界定。1權(quán)利要求1.一種襯底處理方法，包含在一處理室中將一摻雜劑注入至一膜層內(nèi)；以及在該已注入膜層暴露于大氣中的氧氣下之前，先將該已注入膜層暴露于一含氧電漿中，以在該已注入膜層上形成氧化層而將該摻雜劑留在該膜層內(nèi)。2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該摻雜劑選自于由砷、磷、硼及其組合物所構(gòu)成的群組中。3.如權(quán)利要求2所述的方法，其中該含氧電漿是由氧氣所形成。4.如權(quán)利要求3所述的方法，其中該注入步驟與暴露步驟在相同的處理室中執(zhí)行。5.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該電漿是藉由一電容耦合來源所產(chǎn)生。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其中該電漿是除了該電容耦合來源之外，還借著一感應(yīng)耦合來源而生成。7.如權(quán)利要求4所述的方法，其中該電漿是借著一感應(yīng)耦合來源所產(chǎn)生。8.如權(quán)利要求1所述的方法，更包括在該含氧電漿以外，使該已注入膜層獨立地暴露于一含氫電漿中。9.如權(quán)利要求8所述的方法，其中使該已注入膜層暴露于一含氫電漿中的步驟是發(fā)生在該注入步驟之后并且在該暴露于一含氧電漿的步驟之前。10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中該暴露于一含氫電漿的步驟以及該暴露于一含氧電漿的步驟是執(zhí)行多次。11.如權(quán)利要求8所述的方法，其中使該已注入膜層暴露于一含氫電漿中的步驟是發(fā)生在該注入步驟之后并且發(fā)生在該暴露于一含氧電漿的步驟之后。12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中該暴露于一含氫電漿的步驟以及該暴露于一含氧電漿的步驟是執(zhí)行多次。'13.如權(quán)利要求1所述的方法，更包括在該氧化層上沉積一覆蓋層，其中該覆蓋層選自于由碳層、硅層、氧化硅層、氮化硅層、碳化硅層、有機(jī)層及其組合物所構(gòu)成的群組中。14.如權(quán)利要求13所述的方法，更包括在該注入步驟之后以及該暴露步驟之前蝕刻該膜層，其中該蝕刻步驟移除過量的摻雜劑，并且其中該蝕刻步驟包括使該已注入膜層暴露于由三氟化氮(NF3)所形成的電漿中。15.—種襯底處理方法，包括在一處理室中將一摻雜劑注入至一襯底上的一膜層內(nèi)；以及在該己注入膜層暴露于大氣中的氧氣下之前，先在該已注入摻雜劑的膜層上沉積一覆蓋層，其中該覆蓋層選自于由碳層、硅層、氧化硅層、氮化硅層、碳化硅層、有機(jī)層及其組合物所構(gòu)成的群組中。16.如權(quán)利要求15所述的方法，更包括在該注入步驟之后及該沉積步驟之前蝕刻該膜層，其中該蝕刻步驟移除過量的摻雜劑，并且其中該蝕刻步驟包括使該已注入膜層暴露于由三氟化氮(NF3)所形成的電漿中。17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中該注入步驟與該沉積步驟是在相同的處理室中執(zhí)行。18.—種襯底處理方法，包括在一處理室中將一摻雜劑注入至一襯底上的一膜層內(nèi)；以及在將該已注入膜層暴露于大氣中的氧氣下之前，使用由三氟化氮所形成的電漿來蝕刻該已注入膜層，以移除過量的摻雜劑。19.如權(quán)利要求18所述的方法，更包括將該己蝕刻的膜層暴露于一含氧電槳中，以在該已注入膜層上形成氧化層而將該摻雜劑留在該膜層中。20.如權(quán)利要求18所述的方法，其中該注入步驟與該暴露步驟是在相同的處理室中執(zhí)行。全文摘要本發(fā)明公開一種避免在注入工藝之后形成有毒氣體的方法。當(dāng)將摻雜劑布注入襯底上的膜層中，某些摻雜劑暴露于濕氣中時會發(fā)生反應(yīng)而形成有毒氣體及/或可燃?xì)怏w。借著使摻雜薄膜于原位暴露至含氧化合物中，可使注入薄膜堆棧層的淺處的摻雜劑反應(yīng)成摻雜劑氧化物，從而降低形成有毒氣體及/或可燃?xì)獾目赡苄??；蛘?，可原位地在摻雜薄膜上形成覆蓋層，以降低產(chǎn)生有毒氣體及/或可燃?xì)怏w的可能性。文檔編號G01R31/26GK101548190SQ200780044541公開日2009年9月30日申請日期2007年12月18日優(yōu)先權(quán)日2006年12月18日發(fā)明者桑瑟南姆卡提克·,馬耶德·A·福阿德,麥諾基·韋列卡申請人:應(yīng)用材料股份有限公司