降低以及调节薄膜表面能的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种降低以及调节薄膜表面能的方 法。
【背景技术】
[0002] 化学气相沉积法（Chemicalvapordeposition，简称CVD)是半导体工业中应用 最为广泛的沉积多种材料的技术之一。目前，我们使用化学气相沉积法来制备富硅二氧化 娃（Siliconrichoxide，简称SR0)薄膜，SR0薄膜主要作为自对准金属娃化物的阻挡层 (Salicideblock，简称SAB)，且应用于65nm及以上的闪存芯片工艺中。
[0003]SR0薄膜作为SAB层最大的优点是其特殊的薄膜特性能够保护器件免受游离电荷 的损伤，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键去捕 捉和束缚游离的电荷，如图1所示，当然可以精确地通过控制化学气相沉积法中的反应参 数，如气体流量、压力、功率、反应间距等来调节SR0薄膜的Si、0组成和比例。
[0004]SAB层形成后，通过光阻来定义金属娃化物的形成区域，然而由于衬底10上的SR0 薄膜11和光阻12的极性不同（SR0亲水，光阻疏水），所以SAB层和光阻层之间的粘附性不 好会容易造成光阻的翘曲和脱落。光阻翘曲和脱落区域的SR0薄膜11会因为失去其保护 而被蚀刻掉，从而导致不该有的区域有金属硅化物13生成，这样金属硅化物的实际形成区 域就和设计要求不符，即由图2变成图3所示的结构，从而影响晶圆的良率。
[0005] 然而导致SR0薄膜与光阻之间粘附性不佳的主要因为SR0薄膜的表面能较高，对 于表面其主要原理是：若液相没有任何改变，固相的表面能越高，固液两相的界面张力也 越高，两相界面就越不稳定，粘附性也越差。其中，影响表面能的主要因素包括有温度、分子 或原子内部的空间排列、折射率以及湿法刻蚀的速率等；如薄膜的折射率越高表明含有的 空键越多，同时湿法刻蚀具有与折射率相同的增长趋势。
[0006] 对于SR0薄膜与光阻之间的粘附性关系可以通过光阻表面的张力h、SR0薄膜的 表面能ys、两者界面间的张力y&表示：，其中，步表示sro薄膜 与光阻之间的粘附匹配系数。
【主权项】
1. 一种降低薄膜表面能的方法，其特征在于，所述方法包括； 提供一半导体衬底，所述半导体衬底的上表面覆盖一层介电层； 于所述介电层的上表面沉积一 SRO薄膜； 对所述SRO薄膜的上表面进行等离子处理后，于所述SRO薄膜上涂覆光阻。
2. 如权利要求1所述的降低薄膜表面能的方法，其特征在于，采用化学气相沉积法沉 积所述SRO薄膜。
3. 如权利要求1所述的降低薄膜表面能的方法，其特征在于，所述等离子为一氧化二 氮等离子。
4. 一种调节薄膜表面能的方法，其特征在于，所述方法包括： 步骤S1、提供一半导体衬底，所述半导体衬底的上表面覆盖一层介电层； 步骤S2、于所述介电层的上表面沉积具有第一折射率的SRO薄膜，之后对所述SRO薄膜 进行等离子处理； 步骤S3、采用水接触角测试法获取所述SRO薄膜上与所述第一折射率对应的第一接触 角； 步骤S4、多次依次重复步骤S1?S3, W获取若干SRO薄膜的折射率及每个折射率所对 应的接触角； 步骤S5、统计每个折射率W及该折射率所对应的接触角，W建立所述SRO薄膜的折射 率与表面能的相关关系； 其中，通过所述相关关系来调节所述SRO薄膜折射率进而调整SRO薄膜的表面能。
5. 如权利要求4所述的调节薄膜表面能的方法，其特征在于，任意两所述SRO薄膜之间 的折射率均不相同。
6. 如权利要求4所述的调节薄膜表面能的方法，其特征在于，采用化学气相沉积法沉 积所述SRO薄膜。
7. 如权利要求6所述的调节薄膜表面能的方法，其特征在于，通过控制化学气相沉积 的反应参数改变所述SRO薄膜的折射率。
8. 如权利要求7所述的调节薄膜表面能的方法，其特征在于，所述化学气相沉积的反 应参数包括；气体流量、压力、反应功率W及反应间距。
9. 如权利要求4所述的调节薄膜表面能的方法，其特征在于，所述等离子为一氧化二 氮等离子。
10. 如权利要求4所述的调节薄膜表面能的方法，其特征在于，所述SRO薄膜的折射率 与表面能的相关关系为： 所述SRO薄膜的折射率越高，则接触角越小，表面能越高； 所述SRO薄膜的折射率越低，则接触角越大，表面能越低。
【专利摘要】本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种降低以及调节薄膜表面能的方法，通过在一具有介电层的半导体衬底上沉积一层SRO薄膜，并对其进行等离子处理后进行光阻的涂覆；在通过水接触角测试法建立SRO薄膜的折射率与表面能的关系来调节SRO薄膜折射率进而调整表面能，使其保证SRO薄膜原有特性不变的前提下降低其表面能以增加SRO薄膜与光阻之间的粘附性，避免发生光阻翘曲和脱落，并通过对沉积反应参数的调整进而实现不同工艺对不同表面能的需求，且在一定程度上该技术方案也极大的提高了产品的生产质量和生产效率。
【IPC分类】H01L21-02, H01L21-3105, H01L21-316
【公开号】CN104538286
【申请号】CN201510002704
【发明人】方嵩, 梁富堂, 燕健硕
【申请人】武汉新芯集成电路制造有限公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2015年1月5日