專利名稱：一種調(diào)整氮化硅折射率的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體器件光學(xué)特性調(diào)整的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種調(diào)整氮化硅折射率的方法。
背景技術(shù)：
氮化硅薄膜作為一種重要的精細(xì)陶瓷薄膜材料，它既是優(yōu)良的高溫結(jié)構(gòu)材料，又是新型的功能材料。所述氮化硅薄膜具有良好的抗沖擊、抗氧化和高強(qiáng)度等特點(diǎn)，并在許多方面已獲得廣泛應(yīng)用。氮化硅薄膜憑借其優(yōu)良的性能，如硬度高、抗腐蝕、耐高溫、化學(xué)惰性與絕緣性好、光電性能優(yōu)良等特點(diǎn)，而被廣泛的應(yīng)用于微電子領(lǐng)域、微機(jī)械制造、光電子工業(yè)、太陽(yáng)能電池、陶瓷切削加工工具、材料表面改性以及航天航空等領(lǐng)域。 在半導(dǎo)體器件和集成電路中，氮化硅薄膜可以用來(lái)作為鈍化保護(hù)層，用以阻擋外界的水汽以及硬物的劃傷等；氮化硅薄膜還可以用作干法蝕刻、化學(xué)機(jī)械研磨等制程的終點(diǎn)監(jiān)測(cè)層。在一些特殊的制程中，具有特殊性能氮化硅薄膜還可以用來(lái)提高半導(dǎo)體器件的運(yùn)行速度等。通常氮化硅薄膜可以采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積方法制得。在具有一定真空度與溫度的反應(yīng)腔內(nèi)，通入NH3、SiH4、N2等氣體并在一定的等離子體環(huán)境下，就可以制備氮化硅薄膜。同時(shí)，可以通過(guò)調(diào)整反應(yīng)氣體流量及其配比、反應(yīng)溫度、反應(yīng)壓力、射頻電源等參數(shù)，來(lái)控制所述氮化硅薄膜的性能，以滿足設(shè)計(jì)的需要。在實(shí)際的生產(chǎn)過(guò)程中，往往需要在同一臺(tái)PECVD設(shè)備上制備出很多種性能迥異的氮化硅薄膜用以滿足設(shè)計(jì)的需要，例如具有不同折射率的氮化硅薄膜。這是由于通常氮化硅薄膜作為蝕刻阻擋層或者鈍化保護(hù)層時(shí)，其后續(xù)會(huì)涉及到一些光刻的制程，所述光刻制程對(duì)薄膜的折射率都有一定的要求。對(duì)于不同的產(chǎn)品來(lái)說(shuō)，它們對(duì)氮化硅薄膜的折射率要求是有所差別的?，F(xiàn)有的解決這一問(wèn)題的方法，就是通過(guò)調(diào)整沉積氮化硅薄膜的參數(shù)來(lái)得到具有不同折射率的氮化硅薄膜。采用該方法可以比較方便的得到設(shè)計(jì)所需的薄膜。但是，通常需要在同一臺(tái)設(shè)備上沉積不同折射率的氮化硅薄膜，在沉積性質(zhì)不同的氮化硅薄膜時(shí)，往往需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行制程轉(zhuǎn)換以及檢測(cè)，這樣就大大降低了設(shè)備的利用率，同時(shí)過(guò)高頻率的制程轉(zhuǎn)換對(duì)于設(shè)備本身來(lái)說(shuō)也增加了其定期保養(yǎng)的頻度，縮短了設(shè)備的壽命。故針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，本案設(shè)計(jì)人憑借從事此行業(yè)多年的經(jīng)驗(yàn)，積極研究改良，于是有了發(fā)明一種調(diào)整氮化硅折射率的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的氮化硅薄膜折射率調(diào)整通常需要在同一臺(tái)設(shè)備上沉積不同折射率的氮化硅薄膜，在沉積性質(zhì)不同的氮化硅薄膜時(shí)，往往需要對(duì)設(shè)備進(jìn)行制程轉(zhuǎn)換以及檢測(cè)，這樣就大大降低了設(shè)備的利用率，同時(shí)過(guò)高頻率的制程轉(zhuǎn)換對(duì)于設(shè)備本身來(lái)說(shuō)也增加了其定期保養(yǎng)的頻度，縮短了設(shè)備的壽命等缺陷提供一種調(diào)整氮化硅折射率的方法。為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種調(diào)整氮化硅折射率的方法，所述調(diào)整氮化硅折射率的方法，包括執(zhí)行步驟SI :提供襯底，所述襯底用于支撐所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜；執(zhí)行步驟S2 :基準(zhǔn)氮化硅薄膜的制備，在所述襯底上沉積所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜，且所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜具有統(tǒng)一的折射率；執(zhí)行步驟S3 :通過(guò)紫外光照射所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜以進(jìn)行折射率調(diào)整?？蛇x的，所述沉積方式為PVD或CVD工藝?？蛇x的，所述折射率調(diào)整的方法為對(duì)所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜進(jìn)行紫外光照射，并根據(jù)所述氮化硅薄膜的預(yù)設(shè)折射率要求控制所述紫外光照射條件?？蛇x的，所述紫外光照射條件為溫度、時(shí)間、壓力中的一種或者幾種?？蛇x的，所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜的沉積溫度為30(T500°C?？蛇x的，所述紫外光照射的溫度為30(T500°C?？蛇x的，所述紫外光照射的波長(zhǎng)范圍為20(T400nm。可選的，所述紫外光照射的時(shí)間為l(Tl000s?？蛇x的，所述預(yù)設(shè)折射率的要求根據(jù)后續(xù)制程而定?？蛇x的，所述后續(xù)制程為光刻工藝。綜上所述，通過(guò)本發(fā)明所述調(diào)整氮化硅折射率的方法所制備的基準(zhǔn)氮化硅薄膜性質(zhì)單一、折射率可控。利用本發(fā)明所述調(diào)整氮化硅折射率的方法調(diào)整所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜的折射率不僅減少了設(shè)備制程之間的頻繁轉(zhuǎn)換，維護(hù)方便，而且提高了設(shè)備的利用率和使用壽命。


圖I所示為本發(fā)明調(diào)整氮化硅折射率的方法的流程圖；圖2所示為本發(fā)明所述調(diào)整氮化硅折射率的方法在不同紫外光照射條件下的折射率變化曲線。
具體實(shí)施例方式為詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明創(chuàng)造的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所達(dá)成目的及功效，下面將結(jié)合實(shí)施例并配合附圖予以詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，圖I所示為本發(fā)明調(diào)整氮化硅折射率的方法的流程圖。所述調(diào)整氮化硅折射率的方法，包括以下步驟執(zhí)行步驟SI :提供襯底，所述襯底用于支撐所述氮化硅薄膜； 執(zhí)行步驟S2 :基準(zhǔn)氮化硅薄膜的制備，在所述襯底上沉積所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜，且所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜具有統(tǒng)一的折射率。所述沉積方式包括但不限于PVD、CVD工藝。執(zhí)行步驟S3 :通過(guò)紫外光照射所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜以進(jìn)行折射率調(diào)整；具體地，對(duì)所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜進(jìn)行紫外光照射，并根據(jù)所述氮化硅薄膜的預(yù)設(shè)折射率要求控制所述紫外光照射條件。在本發(fā)明中，所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜的沉積溫度為300 500°C。所述紫外光照射的溫度為300 500°C。所述紫外光照射的波長(zhǎng)范圍為200 400nm。所述紫外光照射的時(shí)間為10 1000s。所述預(yù)設(shè)折射率的要求根據(jù)后續(xù)制程而定，所述后續(xù)制程包括但不限于光刻工藝。所述紫外光照射條件包括但不限于溫度、時(shí)間、壓力。請(qǐng)參閱圖2，圖2所述為采用本發(fā)明所述調(diào)整氮化硅折射率的方法在不同紫外光照射條件下的折射率變化曲線。從圖2明顯可知，所述沉積在襯底上的基準(zhǔn)氮化硅薄膜在經(jīng)過(guò)所述紫外光照射后，所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜的折射率會(huì)相應(yīng)發(fā)生變化。列舉地，在所述紫外光照射溫度不變的情況下，所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜折射率隨著所述紫外光照射時(shí)間增加而增加。例如，在同一紫外光照射溫度下，所述紫外光照射5min后，其折射率為I. 815 ;所述紫外光照射15min后，其折射率為I. 825 ;所述紫外光照射20min后，其折射率為I. 828。所述紫外光照射時(shí)間與折射率大小的對(duì)應(yīng)關(guān)系僅為列舉，不應(yīng)視為對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制。請(qǐng)繼續(xù)參閱圖1，并結(jié)合參閱圖2，詳述本發(fā)明所述調(diào)整氮化硅折射率的方法的原理。當(dāng)所述紫外光照射所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜時(shí)，所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜中的Si-H/N-H健中的H會(huì)被除去，使得所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜中的Si/N/H的比例產(chǎn)生變化，進(jìn)而改變其基準(zhǔn)氮化硅的結(jié)構(gòu)，使得所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜的折射率發(fā)生相應(yīng)的變化。顯然地，通過(guò)調(diào)整所述紫外 光照射的溫度、壓力等參數(shù)時(shí)，所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜的折射率亦會(huì)發(fā)生變化。作為本領(lǐng)域的技術(shù)人員，很容易的通過(guò)各種手段獲得所述不同紫外光照射條件與所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜折射率的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以滿足后續(xù)制程之需，在此不予贅述。綜上所述，通過(guò)本發(fā)明所述調(diào)整氮化硅折射率的方法所制備的基準(zhǔn)氮化硅薄膜性質(zhì)單一、折射率可控。利用本發(fā)明所述調(diào)整氮化硅折射率的方法調(diào)整所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜的折射率不僅減少了設(shè)備制程之間的頻繁轉(zhuǎn)換，維護(hù)方便，而且提高了設(shè)備的利用率和使用壽命。本領(lǐng)域技術(shù)人員均應(yīng)了解，在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變型。因而，如果任何修改或變型落入所附權(quán)利要求書(shū)及等同物的保護(hù)范圍內(nèi)時(shí)，認(rèn)為本發(fā)明涵蓋這些修改和變型。
權(quán)利要求
1.一種調(diào)整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述調(diào)整氮化硅折射率的方法包括 執(zhí)行步驟Si:提供襯底，所述襯底用干支撐所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜； 執(zhí)行步驟S2 :基準(zhǔn)氮化硅薄膜的制備，在所述襯底上沉積所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜，且所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜具有統(tǒng)ー的折射率； 執(zhí)行步驟S3 :通過(guò)紫外光照射所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜以進(jìn)行折射率調(diào)整。
2.如權(quán)利要求I所述的調(diào)整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述沉積方式為PVD或CVDエ藝。
3.如權(quán)利要求I所述的調(diào)整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述折射率調(diào)整的方法為對(duì)所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜進(jìn)行紫外光照射，井根據(jù)所述氮化硅薄膜的預(yù)設(shè)折射率要求控制所述紫外光照射條件。
4.如權(quán)利要求3所述的調(diào)整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述紫外光照射條件為溫度、時(shí)間、壓カ中的ー種或者幾種。
5.如權(quán)利要求I 4任ー權(quán)利要求所述的調(diào)整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜的沉積溫度為300 500°C。
6.如權(quán)利要求I 4任ー權(quán)利要求所述的調(diào)整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述紫外光照射的溫度為300 500°C。
7.如權(quán)利要求I 4任ー權(quán)利要求所述的調(diào)整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述紫外光照射的波長(zhǎng)范圍為200 400nm。
8.如權(quán)利要求I 4任ー權(quán)利要求所述的調(diào)整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述紫外光照射的時(shí)間為10 1000s。
9.如權(quán)利要求I 4任ー權(quán)利要求所述的調(diào)整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述預(yù)設(shè)折射率的要求根據(jù)后續(xù)制程而定。
10.如權(quán)利要求9所述的調(diào)整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述后續(xù)制程為光刻ェ藝。
全文摘要
一種調(diào)整氮化硅折射率的方法，包括執(zhí)行步驟S1提供襯底，所述襯底用于支撐所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜；執(zhí)行步驟S2基準(zhǔn)氮化硅薄膜的制備，在所述襯底上沉積所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜，且所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜具有統(tǒng)一的折射率；執(zhí)行步驟S3通過(guò)紫外光照射所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜以進(jìn)行折射率調(diào)整。通過(guò)本發(fā)明所述調(diào)整氮化硅折射率的方法所制備的基準(zhǔn)氮化硅薄膜性質(zhì)單一、折射率可控。利用本發(fā)明所述調(diào)整氮化硅折射率的方法調(diào)整所述基準(zhǔn)氮化硅薄膜的折射率不僅減少了設(shè)備制程之間的頻繁轉(zhuǎn)換，維護(hù)方便，而且提高了設(shè)備的利用率和使用壽命。
文檔編號(hào)H01L21/02GK102709164SQ20121020899
公開(kāi)日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月21日
發(fā)明者徐強(qiáng) 申請(qǐng)人:上海華力微電子有限公司