降低以及調節(jié)薄膜表面能的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種降低以及調節(jié)薄膜表面能的方 法。
【背景技術】
[0002] 化學氣相沉積法（Chemicalvapordeposition，簡稱CVD)是半導體工業(yè)中應用 最為廣泛的沉積多種材料的技術之一。目前，我們使用化學氣相沉積法來制備富硅二氧化 娃（Siliconrichoxide，簡稱SR0)薄膜，SR0薄膜主要作為自對準金屬娃化物的阻擋層 (Salicideblock，簡稱SAB)，且應用于65nm及以上的閃存芯片工藝中。
[0003]SR0薄膜作為SAB層最大的優(yōu)點是其特殊的薄膜特性能夠保護器件免受游離電荷 的損傷，由于SR0薄膜的硅含量高于普通的二氧化硅薄膜，所以可以提供更多的空鍵去捕 捉和束縛游離的電荷，如圖1所示，當然可以精確地通過控制化學氣相沉積法中的反應參 數，如氣體流量、壓力、功率、反應間距等來調節(jié)SR0薄膜的Si、0組成和比例。
[0004]SAB層形成后，通過光阻來定義金屬娃化物的形成區(qū)域，然而由于襯底10上的SR0 薄膜11和光阻12的極性不同（SR0親水，光阻疏水），所以SAB層和光阻層之間的粘附性不 好會容易造成光阻的翹曲和脫落。光阻翹曲和脫落區(qū)域的SR0薄膜11會因為失去其保護 而被蝕刻掉，從而導致不該有的區(qū)域有金屬硅化物13生成，這樣金屬硅化物的實際形成區(qū) 域就和設計要求不符，即由圖2變成圖3所示的結構，從而影響晶圓的良率。
[0005] 然而導致SR0薄膜與光阻之間粘附性不佳的主要因為SR0薄膜的表面能較高，對 于表面其主要原理是：若液相沒有任何改變，固相的表面能越高，固液兩相的界面張力也 越高，兩相界面就越不穩(wěn)定，粘附性也越差。其中，影響表面能的主要因素包括有溫度、分子 或原子內部的空間排列、折射率以及濕法刻蝕的速率等；如薄膜的折射率越高表明含有的 空鍵越多，同時濕法刻蝕具有與折射率相同的增長趨勢。
[0006] 對于SR0薄膜與光阻之間的粘附性關系可以通過光阻表面的張力h、SR0薄膜的 表面能ys、兩者界面間的張力y&表示：，其中，步表示sro薄膜 與光阻之間的粘附匹配系數。
【主權項】
1. 一種降低薄膜表面能的方法，其特征在于，所述方法包括； 提供一半導體襯底，所述半導體襯底的上表面覆蓋一層介電層； 于所述介電層的上表面沉積一 SRO薄膜； 對所述SRO薄膜的上表面進行等離子處理后，于所述SRO薄膜上涂覆光阻。
2. 如權利要求1所述的降低薄膜表面能的方法，其特征在于，采用化學氣相沉積法沉 積所述SRO薄膜。
3. 如權利要求1所述的降低薄膜表面能的方法，其特征在于，所述等離子為一氧化二 氮等離子。
4. 一種調節(jié)薄膜表面能的方法，其特征在于，所述方法包括： 步驟S1、提供一半導體襯底，所述半導體襯底的上表面覆蓋一層介電層； 步驟S2、于所述介電層的上表面沉積具有第一折射率的SRO薄膜，之后對所述SRO薄膜 進行等離子處理； 步驟S3、采用水接觸角測試法獲取所述SRO薄膜上與所述第一折射率對應的第一接觸 角； 步驟S4、多次依次重復步驟S1?S3, W獲取若干SRO薄膜的折射率及每個折射率所對 應的接觸角； 步驟S5、統(tǒng)計每個折射率W及該折射率所對應的接觸角，W建立所述SRO薄膜的折射 率與表面能的相關關系； 其中，通過所述相關關系來調節(jié)所述SRO薄膜折射率進而調整SRO薄膜的表面能。
5. 如權利要求4所述的調節(jié)薄膜表面能的方法，其特征在于，任意兩所述SRO薄膜之間 的折射率均不相同。
6. 如權利要求4所述的調節(jié)薄膜表面能的方法，其特征在于，采用化學氣相沉積法沉 積所述SRO薄膜。
7. 如權利要求6所述的調節(jié)薄膜表面能的方法，其特征在于，通過控制化學氣相沉積 的反應參數改變所述SRO薄膜的折射率。
8. 如權利要求7所述的調節(jié)薄膜表面能的方法，其特征在于，所述化學氣相沉積的反 應參數包括；氣體流量、壓力、反應功率W及反應間距。
9. 如權利要求4所述的調節(jié)薄膜表面能的方法，其特征在于，所述等離子為一氧化二 氮等離子。
10. 如權利要求4所述的調節(jié)薄膜表面能的方法，其特征在于，所述SRO薄膜的折射率 與表面能的相關關系為： 所述SRO薄膜的折射率越高，則接觸角越小，表面能越高； 所述SRO薄膜的折射率越低，則接觸角越大，表面能越低。
【專利摘要】本發(fā)明涉及半導體制造技術領域，尤其涉及一種降低以及調節(jié)薄膜表面能的方法，通過在一具有介電層的半導體襯底上沉積一層SRO薄膜，并對其進行等離子處理后進行光阻的涂覆；在通過水接觸角測試法建立SRO薄膜的折射率與表面能的關系來調節(jié)SRO薄膜折射率進而調整表面能，使其保證SRO薄膜原有特性不變的前提下降低其表面能以增加SRO薄膜與光阻之間的粘附性，避免發(fā)生光阻翹曲和脫落，并通過對沉積反應參數的調整進而實現(xiàn)不同工藝對不同表面能的需求，且在一定程度上該技術方案也極大的提高了產品的生產質量和生產效率。
【IPC分類】H01L21-02, H01L21-3105, H01L21-316
【公開號】CN104538286
【申請?zhí)枴緾N201510002704
【發(fā)明人】方嵩, 梁富堂, 燕健碩
【申請人】武漢新芯集成電路制造有限公司
【公開日】2015年4月22日
【申請日】2015年1月5日