專利名稱：降低復晶硅層的反射率的方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于半導體裝置(semiconductor device)的制程技術，特別是有關于利用在單一晶圓式化學氣相沉積的反應室(single-wafer chemicalvapot deposition chamber)，亦即以同步制程(in-situ process)來降低復晶硅層(polysilicon layer)反射率的方法。
為了降低光線的反射而解決上述問題，業(yè)者提出一種在復晶硅層以及光阻層之間設置防反射層(knti-reflection layer；AL)的方法，亦即在涂布先阻層之前，于上述復晶硅層等高反射率的材料的表面先以化學氣相沉積法或是旋涂法(spin coating)，以形成習稱的底部防反射涂覆物(bottom anti-reflection coating；BARC)，以下舉一例子以說明相關的傳統(tǒng)技術。
參閱

圖1所示，其顯示傳統(tǒng)技術形成具有低反射率的復晶硅層表面的流程圖，用步驟S301-S305來表示。
首先，在步驟S301的中，將半導體基底放置于批式化學氣相沉積(batch-type chemical vapor deposition)的反應室內(nèi)。
在步驟S302中，顯示將SiH4導入批式反應室內(nèi)，以在半導體基底上方形成復晶硅層。
接著，在步驟S303中，表示將上述半導體基底移至電漿加強型化學氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor depositionPECVD)反應室。
然后，在步驟S304中，顯示在電漿加強型化學氣相沉積的反應室中，沉積氮氧硅化合物層，以在復晶硅層表面形成防反射層。
然后，步驟S305中則是顯示進行傳統(tǒng)的微影制程(PhotolithograPhy)以及蝕刻步驟(etching)，以得到想要的復晶硅圖案，例如柵極電極(gateelectrode)。
傳統(tǒng)技術利用批式化學氣相沉積的反應室能夠在多數(shù)片的半導體基底(半導體晶圓)的表面，同時形成復晶硅層，而節(jié)省每一片半導體晶圓的制程時間及制作成本。其主要缺陷在于由于近年來先進技術的電路密度漸漸地縮小化，已難以承受半導體制程技術不精確，例如利用批式化學氣相沉積的反應室沉積的復晶硅層通常均一度不佳。
再者，由于批式化學氣相沉積的反應室的具有相對大的容積，因此，進行沉積復晶硅層的過程中，會產(chǎn)生大量的顆粒及殘留物質(zhì)，有可能在后續(xù)制程產(chǎn)生嚴重的問題。再者，利用傳統(tǒng)技術，分別在不同的化學氣相沉積機臺之中進行沉積，以形成上述復晶硅層以及上述氮氣硅化合物層構成的防反射層，此將導致較長的制程時間。因此，有需要提供一種能夠降低復晶硅層的反射率，并且改良傳統(tǒng)技術的缺點的方法本發(fā)明的另一目的是提供一種降低復晶硅層的反射率的方法，達到提升沉積物質(zhì)的均一度的目的。
本發(fā)明的再一目的是提供一種降低復晶硅層的反射率的方法，通過在單一晶圖式化學氣相沉積法處理或是使復晶硅層產(chǎn)生反應而降低反射率，達到縮短制程時間的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種降低復晶硅層的反射率的方法，其特征是它至少包括下列步驟(1)提供一半導體基底；(2)將上述半導體基底放置于單一晶圓式化學氣相沉積的反應器；(3)導入含硅氣體于上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以在上述半導體基底的表面形成復晶硅層；(4)導入氫氣于上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以調(diào)整上述復晶硅層上表面的晶粒尺寸；(5)導入氧氣于上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以在上述復晶硅層上方形成二氧化硅薄膜。
本發(fā)明的方法更包括導入氨氣于所述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以處理上述復晶硅層表面，而形成氮化硅薄膜的步驟。它更包括導入一氧化二氮于所述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以處理所述復晶硅層表面而形成氮氧硅化合物薄膜的步驟。所述復晶硅層的厚度介于500-2500埃之間。所述復晶硅層的沉積溫度大介于350-680℃之間。所述復晶硅層的沉積壓力介于150-400mtorr之間。
本發(fā)明的方法它還包括下列步驟將上述半導體基底移至電漿加強型化學氣相沉積的反應室；以及在所述二氧化硅薄膜表面形成氮氧硅化物薄膜。所述含硅氣體選自甲硅烷。
本發(fā)明還提供另一種降低復晶硅層的反射率的方法，首先，提供一半導體基底。然后，將所述半導體基底放置于單一晶圓式化學氣相沉積的反應器，接著，導入含硅氣體于所述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以在所述半導體基底的表面形成復晶硅層。然后，導入氨氣以及一氧化二氮于所述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以在上述復晶硅層上方形成氮氧硅化合物薄膜。
下面結(jié)合較佳實施例和附圖進一步說明。
圖2為本發(fā)明形成具有低反射率的復晶硅層表面的流程示意圖。
圖3為本發(fā)明實施例2形成具有低反射率的復晶硅層表面的流程示意圖。
圖4-圖7為本發(fā)明降低復晶硅層的反射率的制程剖面示意圖。
圖8-圖11為本發(fā)明實施例2降低復晶硅層的反射率的制程剖面示意圖。
首先，參閱圖4所示，提供由單晶硅材料構成的半導體基底100(半導體晶圓)，然后將其放置于單一晶圓式化學氣相沉積(CVD)的反應室內(nèi)，例如采用由應用材料公司(Applid materials；AMAT)制造的單一晶圓式機臺，商品名為“TPCC”(Thermal Process Common Centura)接下來，參閱圖5所示，將硅烷(silane)導入上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，在上述半導體基底100表面形成厚度大約介于500-2500埃的復晶硅層102，上述復晶硅層102的沉積溫度控制在350-680℃左右，而沉積壓力控制在150-400mtorr左右。
然后，參閱圖6所示，將氫氣導入上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以調(diào)整上述復晶硅層102上表面的硅晶粒的尺寸。之后，將氧氣導入上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，在上述復晶硅層102表面形成二氧化硅薄膜104，因而降低復晶硅層102表面的反射率。
其次，參閱圖7所示，為了更進一步地降低復晶硅層102表面的反射率，最好再將氨氧(NH3)和/或氧化氮(N2O)導入上述單一晶圓式化學氣相沉種的反應室內(nèi)，以在上述已形成有二氧化硅薄膜104的復晶硅層102上方形成氮化硅或是氮氧硅化合物的含氮薄膜106。
參閱圖2所示顯示本發(fā)明實施例1形成具有低反射率的復晶硅層表面的流程示意圖，本發(fā)明實施例1通過步驟S401-步驟S405表示。
首先，在步驟S401表示將半導體基底放置于單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)。
步驟S402表示將SiH4導入反應室內(nèi)，以在半導體基底上方形成復晶硅層。
接著，步驟S403表示將氫氣導入上述反應室，以調(diào)整復晶硅層表面的硅晶粒尺寸。
步驟S404表示將氧氣導入上述反應室，以在上述復晶硅層表面形成二氧化硅薄膜。
最后，在步驟S405中，將氨氣(NH3)和/或一氧化二氮(N2O)導入上述反應室，以降低上述復晶硅層的反射率。
實施例2參閱圖8-圖11所示，為本發(fā)明的實施例2的降低復晶硅層的反射率的制程剖面示意圖。
首先，參閱圖8所示，提供一由單晶硅材料構成的半導體基底200(半導體晶圓)，然后將其放置于單一晶圓式化學氣相沉積(CVD)的反應室內(nèi)，例如采用由應用材料(Applied Materials；AMAT)公司制造的單一晶圓式機臺，商品名為”TPCC”(Thermal Process Common Centura)。
接下來，參閱圖9所示，將硅烷導入上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以在上述半導體基底200表面形成厚度大約介于500-2500埃的復晶硅層202，上述復晶硅層202的沉積溫度控制在350-6800℃左右，而沉積壓力控制在150-400mtorr左右。
然后，參閱圖10所示，將氨氣和/或一氧化二氮導入上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以在上述復晶硅層202形成一由氮化硅或是氮氧硅化合物構成的含氮薄膜204。上述含氮薄膜204能夠降低復晶硅層202的反射率，并且與上述復晶硅層202在同一反應室的中沉積而成。
接著，將上述半導體基底200移至電漿加強型化學氣相沉積(plasmaenhanced chemical vapor depositionPECVD)的反應室，接下來，在上述含氮薄膜204的表面形成由氮氧硅化合物層206，當作防反射層，以更進一步地降低復晶硅層202的反射率。
圖3所示，顯示本發(fā)明實施例2形成具有低反射率的復晶硅層表面的流程示意圖，本實施例2通過步驟S501-步驟S505來表示。
首先，在步驟S501表示將半導體基底放置于單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)。
步驟S502表示將SiH4導入反應室內(nèi)，以在半導體基底上方形成復晶硅層。
接著，步驟S503表示將氨氣和/或一氧化二氮導入上述反應室，以降低復晶硅層的反射率。
步驟S504表示將半導體基底移至電漿加強型化學氣相沉積的反應室。
最后，步驟S505中，在上述復晶硅層上方沉積氮氧硅化合物層，以當作防反射層。
本發(fā)明的特征及功效本發(fā)明是以單一晶圓式化學氣相沉積的反應室，以降低復晶硅層的反射率的方法，能夠提升沉積物質(zhì)的均一度。
再者，根據(jù)本發(fā)明的方法，能夠在單一晶圓式化學氣相沉積法，以處理或是使復晶硅層產(chǎn)生反應而降低反射率，因此，本發(fā)明的方法能夠縮短制程時間。
雖然本發(fā)明已以較佳實拖例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，所作更動與潤飾，都屬于本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種降低復晶硅層的反射率的方法，其特征是它至少包括下列步驟(1)提供一半導體基底；(2)將上述半導體基底放置于單一晶圓式化學氣相沉積的反應器；(3)導入含硅氣體于上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以在上述半導體基底的表面形成復晶硅層；(4)導入氫氣于上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以調(diào)整上述復晶硅層上表面的晶粒尺寸；(5)導入氧氣于上述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以在上述復晶硅層上方形成二氧化硅薄膜。
2.根據(jù)權利要求1所述的降低復晶硅層的反射率的方法，其特征是它更包括導入氨氣于所述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以處理上述復晶硅層表面，而形成氮化硅薄膜的步驟。
3.根據(jù)權利要求1所述的降低復晶硅層的反射率的方法，其特征是它更包括導入一氧化二氮于所述單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以處理所述復晶硅層表面而形成氮氧硅化合物薄膜的步驟。
4.根據(jù)權利要求1所述的降低復晶硅層的反射率的方法，其特征是所述復晶硅層的厚度介于500-2500埃之間。
5.根據(jù)權利要求1所述的降低復晶硅層的反射率的方法，其特征是所述復晶硅層的沉積溫度大介于350-680℃之間。
6.根據(jù)權利要求1所述的降低復晶硅層的反射率的方法，其特征是所述復晶硅層的沉積壓力介于150-400mtorr之間。
7.根據(jù)權利要求1所述的降低復晶硅層的反射率的方法，其特征是它還包括下列步驟將上述半導體基底移至電漿加強型化學氣相沉積的反應室；以及在所述二氧化硅薄膜表面形成氮氧硅化物薄膜。
8.根據(jù)權利要求1所述的降低復晶硅層的反射率的方法，其特征是所述含硅氣體選自甲硅烷。
全文摘要
一種降低復晶硅層的反射率的方法，首先提供一半導體基底；接著，將半導體基底放置于單一晶圓式化學氣相沉積的反應器；然后，導入含硅氣體于單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，在半導體基底的表面形成復晶硅層；導入氫氣于單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，以調(diào)整復晶硅層上表面的晶粒尺寸；導入氧氣于單一晶圓式化學氣相沉積的反應室內(nèi)，在復晶硅層上方形成二氧化硅薄膜。具有降低復晶硅層的反射率的功效。
文檔編號H01L21/314GK1476055SQ02129780
公開日2004年2月18日 申請日期2002年8月13日 優(yōu)先權日2002年8月13日
發(fā)明者李世達 申請人:矽統(tǒng)科技股份有限公司