专利名称：一种调整氮化硅折射率的方法
技术领域：
本发明涉及半导体器件光学特性调整的技术领域，尤其涉及一种调整氮化硅折射率的方法。
背景技术：
氮化硅薄膜作为一种重要的精细陶瓷薄膜材料，它既是优良的高温结构材料，又是新型的功能材料。所述氮化硅薄膜具有良好的抗冲击、抗氧化和高强度等特点，并在许多方面已获得广泛应用。氮化硅薄膜凭借其优良的性能，如硬度高、抗腐蚀、耐高温、化学惰性与绝缘性好、光电性能优良等特点，而被广泛的应用于微电子领域、微机械制造、光电子工业、太阳能电池、陶瓷切削加工工具、材料表面改性以及航天航空等领域。 在半导体器件和集成电路中，氮化硅薄膜可以用来作为钝化保护层，用以阻挡外界的水汽以及硬物的划伤等；氮化硅薄膜还可以用作干法蚀刻、化学机械研磨等制程的终点监测层。在一些特殊的制程中，具有特殊性能氮化硅薄膜还可以用来提高半导体器件的运行速度等。通常氮化硅薄膜可以采用等离子体增强化学气相沉积方法制得。在具有一定真空度与温度的反应腔内，通入NH3、SiH4、N2等气体并在一定的等离子体环境下，就可以制备氮化硅薄膜。同时，可以通过调整反应气体流量及其配比、反应温度、反应压力、射频电源等参数，来控制所述氮化硅薄膜的性能，以满足设计的需要。在实际的生产过程中，往往需要在同一台PECVD设备上制备出很多种性能迥异的氮化硅薄膜用以满足设计的需要，例如具有不同折射率的氮化硅薄膜。这是由于通常氮化硅薄膜作为蚀刻阻挡层或者钝化保护层时，其后续会涉及到一些光刻的制程，所述光刻制程对薄膜的折射率都有一定的要求。对于不同的产品来说，它们对氮化硅薄膜的折射率要求是有所差别的。现有的解决这一问题的方法，就是通过调整沉积氮化硅薄膜的参数来得到具有不同折射率的氮化硅薄膜。采用该方法可以比较方便的得到设计所需的薄膜。但是，通常需要在同一台设备上沉积不同折射率的氮化硅薄膜，在沉积性质不同的氮化硅薄膜时，往往需要对设备进行制程转换以及检测，这样就大大降低了设备的利用率，同时过高频率的制程转换对于设备本身来说也增加了其定期保养的频度，缩短了设备的寿命。故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了发明一种调整氮化硅折射率的方法。
发明内容
本发明是针对现有技术中，传统的氮化硅薄膜折射率调整通常需要在同一台设备上沉积不同折射率的氮化硅薄膜，在沉积性质不同的氮化硅薄膜时，往往需要对设备进行制程转换以及检测，这样就大大降低了设备的利用率，同时过高频率的制程转换对于设备本身来说也增加了其定期保养的频度，缩短了设备的寿命等缺陷提供一种调整氮化硅折射率的方法。为了解决上述问题，本发明提供一种调整氮化硅折射率的方法，所述调整氮化硅折射率的方法，包括执行步骤SI :提供衬底，所述衬底用于支撑所述基准氮化硅薄膜；执行步骤S2 :基准氮化硅薄膜的制备，在所述衬底上沉积所述基准氮化硅薄膜，且所述基准氮化硅薄膜具有统一的折射率；执行步骤S3 :通过紫外光照射所述基准氮化硅薄膜以进行折射率调整。可选的，所述沉积方式为PVD或CVD工艺。可选的，所述折射率调整的方法为对所述基准氮化硅薄膜进行紫外光照射，并根据所述氮化硅薄膜的预设折射率要求控制所述紫外光照射条件。可选的，所述紫外光照射条件为温度、时间、压力中的一种或者几种。可选的，所述基准氮化硅薄膜的沉积温度为30(T500°C。可选的，所述紫外光照射的温度为30(T500°C。可选的，所述紫外光照射的波长范围为20(T400nm。可选的，所述紫外光照射的时间为l(Tl000s。可选的，所述预设折射率的要求根据后续制程而定。可选的，所述后续制程为光刻工艺。综上所述，通过本发明所述调整氮化硅折射率的方法所制备的基准氮化硅薄膜性质单一、折射率可控。利用本发明所述调整氮化硅折射率的方法调整所述基准氮化硅薄膜的折射率不仅减少了设备制程之间的频繁转换，维护方便，而且提高了设备的利用率和使用寿命。
图I所示为本发明调整氮化硅折射率的方法的流程图；图2所示为本发明所述调整氮化硅折射率的方法在不同紫外光照射条件下的折射率变化曲线。
具体实施例方式为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。请参阅图1，图I所示为本发明调整氮化硅折射率的方法的流程图。所述调整氮化硅折射率的方法，包括以下步骤执行步骤SI :提供衬底，所述衬底用于支撑所述氮化硅薄膜； 执行步骤S2 :基准氮化硅薄膜的制备，在所述衬底上沉积所述基准氮化硅薄膜，且所述基准氮化硅薄膜具有统一的折射率。所述沉积方式包括但不限于PVD、CVD工艺。执行步骤S3 :通过紫外光照射所述基准氮化硅薄膜以进行折射率调整；具体地，对所述基准氮化硅薄膜进行紫外光照射，并根据所述氮化硅薄膜的预设折射率要求控制所述紫外光照射条件。在本发明中，所述基准氮化硅薄膜的沉积温度为300 500°C。所述紫外光照射的温度为300 500°C。所述紫外光照射的波长范围为200 400nm。所述紫外光照射的时间为10 1000s。所述预设折射率的要求根据后续制程而定，所述后续制程包括但不限于光刻工艺。所述紫外光照射条件包括但不限于温度、时间、压力。请参阅图2，图2所述为采用本发明所述调整氮化硅折射率的方法在不同紫外光照射条件下的折射率变化曲线。从图2明显可知，所述沉积在衬底上的基准氮化硅薄膜在经过所述紫外光照射后，所述基准氮化硅薄膜的折射率会相应发生变化。列举地，在所述紫外光照射温度不变的情况下，所述基准氮化硅薄膜折射率随着所述紫外光照射时间增加而增加。例如，在同一紫外光照射温度下，所述紫外光照射5min后，其折射率为I. 815 ;所述紫外光照射15min后，其折射率为I. 825 ;所述紫外光照射20min后，其折射率为I. 828。所述紫外光照射时间与折射率大小的对应关系仅为列举，不应视为对本发明技术方案的限制。请继续参阅图1，并结合参阅图2，详述本发明所述调整氮化硅折射率的方法的原理。当所述紫外光照射所述基准氮化硅薄膜时，所述基准氮化硅薄膜中的Si-H/N-H健中的H会被除去，使得所述基准氮化硅薄膜中的Si/N/H的比例产生变化，进而改变其基准氮化硅的结构，使得所述基准氮化硅薄膜的折射率发生相应的变化。显然地，通过调整所述紫外 光照射的温度、压力等参数时，所述基准氮化硅薄膜的折射率亦会发生变化。作为本领域的技术人员，很容易的通过各种手段获得所述不同紫外光照射条件与所述基准氮化硅薄膜折射率的对应关系，以满足后续制程之需，在此不予赘述。综上所述，通过本发明所述调整氮化硅折射率的方法所制备的基准氮化硅薄膜性质单一、折射率可控。利用本发明所述调整氮化硅折射率的方法调整所述基准氮化硅薄膜的折射率不仅减少了设备制程之间的频繁转换，维护方便，而且提高了设备的利用率和使用寿命。本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。
权利要求
1.一种调整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述调整氮化硅折射率的方法包括 执行步骤Si:提供衬底，所述衬底用干支撑所述基准氮化硅薄膜； 执行步骤S2 :基准氮化硅薄膜的制备，在所述衬底上沉积所述基准氮化硅薄膜，且所述基准氮化硅薄膜具有统ー的折射率； 执行步骤S3 :通过紫外光照射所述基准氮化硅薄膜以进行折射率调整。
2.如权利要求I所述的调整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述沉积方式为PVD或CVDエ艺。
3.如权利要求I所述的调整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述折射率调整的方法为对所述基准氮化硅薄膜进行紫外光照射，井根据所述氮化硅薄膜的预设折射率要求控制所述紫外光照射条件。
4.如权利要求3所述的调整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述紫外光照射条件为温度、时间、压カ中的ー种或者几种。
5.如权利要求I 4任ー权利要求所述的调整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述基准氮化硅薄膜的沉积温度为300 500°C。
6.如权利要求I 4任ー权利要求所述的调整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述紫外光照射的温度为300 500°C。
7.如权利要求I 4任ー权利要求所述的调整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述紫外光照射的波长范围为200 400nm。
8.如权利要求I 4任ー权利要求所述的调整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述紫外光照射的时间为10 1000s。
9.如权利要求I 4任ー权利要求所述的调整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述预设折射率的要求根据后续制程而定。
10.如权利要求9所述的调整氮化硅折射率的方法，其特征在于，所述后续制程为光刻ェ艺。
全文摘要
一种调整氮化硅折射率的方法，包括执行步骤S1提供衬底，所述衬底用于支撑所述基准氮化硅薄膜；执行步骤S2基准氮化硅薄膜的制备，在所述衬底上沉积所述基准氮化硅薄膜，且所述基准氮化硅薄膜具有统一的折射率；执行步骤S3通过紫外光照射所述基准氮化硅薄膜以进行折射率调整。通过本发明所述调整氮化硅折射率的方法所制备的基准氮化硅薄膜性质单一、折射率可控。利用本发明所述调整氮化硅折射率的方法调整所述基准氮化硅薄膜的折射率不仅减少了设备制程之间的频繁转换，维护方便，而且提高了设备的利用率和使用寿命。
文档编号H01L21/02GK102709164SQ20121020899
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月21日 优先权日2012年6月21日
发明者徐强 申请人:上海华力微电子有限公司