CN102456566A - 一种低温二氧化硅的处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及半导体制造领域，尤其涉及一种低温二氧化硅的处理方法，通过采用臭氧气体对二氧化硅薄膜表面进行钝化处理，以消除低温二氧化硅薄膜性质在暴露在空气中时随时间变化而变化的特点，从而提高光刻工艺中图形的准确度，进而提高关键尺寸的均匀度。
Description
技术领域
本发明涉及半导体集成电路及其制造领域，尤其涉及一种低温二氧化硅的处理方法。
背景技术
低温二氧化硅广泛应用于半导体的加工制造之中。该二氧化硅是通过硅烷（SiH4）与一氧化二氮（N2O）在一定的等离子体环境下进行反应而成，由于该二氧化硅的反应温度通常小于250℃，所以二氧化硅广泛被作为光阻上方的硬掩膜层使用。
图1是本发明背景技术中低温二氧化硅内的Si-H键被氧化成Si-OH键的结构示意图；如图1所示，在较低的淀积温度之下，所淀积的二氧化硅薄膜中含有大量的Si-H键，而当该低温二氧化硅暴露在空气中时，Si-H键容易被氧化成Si-OH键，而形成的Si-OH键会使得该氧化物薄膜更具有吸潮性，因此该低温二氧化硅薄膜的性质会随着时间的延长而逐渐变化，如厚度、应力、折光指数等。
图2是本发明背景技术中低温二氧化硅内的Si-H键被氧化成Si-OH键后低温二氧化硅的应力变化示意图，其横轴表示淀积低温二氧化硅后暴露在空气中的时间，纵轴表示低温二氧化硅的应力值；图3是本发明背景技术中低温二氧化硅内的Si-H键被氧化成Si-OH键后低温二氧化硅的折射率变化示意图，其横轴表示淀积低温二氧化硅后暴露在空气中的时间，纵轴表示低温二氧化硅的折射率值；图4是本发明背景技术中低温二氧化硅内的Si-H键被氧化成Si-OH键后低温二氧化硅的厚度变化示意图，其横轴表示淀积低温二氧化硅后暴露在空气中的时间，纵轴表示低温二氧化硅的厚度值；如图2-4所示，当低温二氧化硅暴露在空气一段时间后，其性质随着时间的变化而发生剧烈的变化，尤其是暴露在空气中前5个小时内，低温二氧化硅的应力（stress）、折射率（refractive index）及厚度（thickness）均发生较大的改变。
发明内容
本发明公开了一种低温二氧化硅的处理方法，其中，包括以下步骤：
步骤S1：在低温环境下制备二氧化硅薄膜；
步骤S2：采用臭氧气体对该二氧化硅薄膜进行钝化处理。
上述的低温二氧化硅的处理方法，其中，步骤S1中低温环境温度小于250℃。
上述的低温二氧化硅的处理方法，其中，步骤S2的环境温度为100-250℃。
上述的低温二氧化硅的处理方法，其中，步骤S2中的压力为30-100torr。
上述的低温二氧化硅的处理方法，其中，步骤S2中的间隔尺寸为0.1-0.5inch。
上述的低温二氧化硅的处理方法，其中，步骤S2中采用臭氧气体对该二氧化硅薄膜进行2-100s的钝化处理。
上述的低温二氧化硅的处理方法，其中，步骤S2中采用10000-20000sccm的臭氧气体进行钝化处理。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种低温二氧化硅的处理方法，通过采用臭氧（O3）气体对二氧化硅薄膜表面进行钝化处理，以消除低温二氧化硅薄膜性质在暴露在空气中时随时间变化而变化的特点，从而提高光刻工艺中图形的准确度，进而提高关键尺寸的均匀度。
附图说明
图1是本发明背景技术中低温二氧化硅内的Si-H键被氧化成Si-OH键的结构示意图；
图2是本发明背景技术中低温二氧化硅内的Si-H键被氧化成Si-OH键后低温二氧化硅的应力变化示意图；
图3是本发明背景技术中低温二氧化硅内的Si-H键被氧化成Si-OH键后低温二氧化硅的折射率变化示意图；
图4是本发明背景技术中低温二氧化硅内的Si-H键被氧化成Si-OH键后低温二氧化硅的厚度变化示意图；
图5-7是本发明低温二氧化硅的处理方法的结构流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明：
图5-7是本发明低温二氧化硅的处理方法的结构流程示意图；如图5-7所示，本发明一种低温二氧化硅的处理方法：
首先，在低于250℃的温度环境下制备二氧化硅薄膜11。
然后，在100-250℃之间的温度（temperature）环境中，采用10000-20000sccm的臭氧（O3）气体，对间隔尺寸（spacing）为0.1-0.5inch的二氧化硅薄膜11进行2-100s的钝化反应13；其中，钝化处理环境的压力（pressure）为30-100torr。
由于，在钝化反应13处理之前的二氧化硅薄膜11内存在大量Si-H键12，而臭氧（O3）气体中的活性氧粒子能使低温氧化物中Si-H键12重组为较为稳定的Si-O键14，即对二氧化硅薄膜11进行钝化反应13后，能使得低温二氧化硅薄膜11暴露在空气中时，其性质不会随着时间变化而变化。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明提出一种低温二氧化硅的处理方法，通过采用臭氧（O3）气体对二氧化硅薄膜表面进行钝化处理，臭氧（O3）气体中的活性氧粒子使得低温氧化物中Si-H键重组为较为稳定的Si-O键，以消除低温二氧化硅薄膜性质在暴露在空气中时随时间变化而变化的特点，从而提高光刻工艺中图形的准确度，进而提高关键尺寸的均匀度。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (7)
1.一种低温二氧化硅的处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1：在低温环境下制备二氧化硅薄膜；
步骤S2：采用臭氧气体对该二氧化硅薄膜进行钝化处理。
2.根据权利要求1所述的低温二氧化硅的处理方法，其特征在于，步骤S1中低温环境温度小于250℃。
3.根据权利要求1所述的低温二氧化硅的处理方法，其特征在于，步骤S2的环境温度为100-250℃。
4.根据权利要求1所述的低温二氧化硅的处理方法，其特征在于，步骤S2中的压力为30-100torr。
5.根据权利要求1所述的低温二氧化硅的处理方法，其特征在于，步骤S2中的间隔尺寸为0.1-0.5inch。
6.根据权利要求1所述的低温二氧化硅的处理方法，其特征在于，步骤S2中采用臭氧气体对该二氧化硅薄膜进行2-100s的钝化处理。
7.根据权利要求1所述的低温二氧化硅的处理方法，其特征在于，步骤S2中采用10000-20000sccm的臭氧气体进行钝化处理。
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