專利名稱：提高硼硅玻璃膜及氮化硅膜之間粘合強度的方法
技術領域：
本發(fā)明是關于一種半導體制程技術，特指一種可整合于半導體制程中，并加強硼硅玻璃(boro-silicate glass，硼硅玻璃)膜及氮化硅膜之間的粘合強度的方法，以避免剝離(peeling)現象發(fā)生。
參閱
圖1-圖5所示，其顯示在一半導體基底10上形成一深溝渠的傳統(tǒng)步驟。
如圖1所示，半導體基底10上形成有一墊氧化層12以及一氮化硅膜14。一般而言，氮化硅膜14是利用低壓化學氣相沉積(low-pressure chemicalvapor deposition，LPCVD)法形成，其厚度約介于1000-2000埃()之間。
如圖2所示，傳統(tǒng)制作一深溝渠之前，需在氮化硅膜14表面上先沉積一硼硅玻璃膜16，用來作為硬屏蔽層(hardmask)。一般而言，硼硅玻璃膜16的厚度介于7.5k-15k埃之間，硼的濃度約為5.5wt％左右。
如圖3所示，接著于硼硅玻璃膜16上形成一光阻層18。光阻層18具有開口19定義出深溝渠的圖案。
如圖4所示，接著進行一第一干蝕刻制程，經由開口19于硼硅玻璃膜16及氮化硅膜14中蝕刻出一開口21。
如圖5所示，進行第二干蝕刻制程，利用硼硅玻璃膜16為硬屏蔽層，繼續(xù)經由開口21蝕刻墊氧化層12及半導體基底10，形成深溝渠23。
然而，傳統(tǒng)方法形成深溝渠23的過程中(尤其在干蝕刻過程中)，往往會在硼硅玻璃膜16及氮化硅膜14之間靠近深溝渠23附近，形成邊緣翹起或剝離(peeling)，如編號25所示。如此一來，即會造成深溝渠23位置的偏差，或甚至圖案轉移失敗。
為了解決硼硅玻璃膜16及氮化硅膜14之間的粘合問題，一種作法是降低硼硅玻璃膜16中硼含量。然而，此方法的缺點是將造成后續(xù)清理硼硅玻璃膜16的困擾。這是由于在后續(xù)以濕蝕刻方式清洗硼硅玻璃膜16的步驟中，硼硅玻璃膜16中硼含量越高，則越容易清洗干凈。
因此，如何能保持硼硅玻璃膜16中硼含量在原先水準，又能提高硼硅玻璃膜16及氮化硅膜14之間的粘合強度，即為目前面臨的問題。
此外，傳統(tǒng)制作深溝渠的制程中，硼硅玻璃膜16是直接沉積于氮化硅膜14表面上，亦即，在沉積氮化硅膜14與沉積硼硅玻璃膜16的步驟之間，并無其它處理步驟，以改變氮化硅膜14的表面特性。
本發(fā)明的另一目的是提供一種提高硼硅玻璃膜及氮化硅膜之間的粘合強度的方法，達到制作高可靠度的深溝渠的目的。
本發(fā)明的目的是這樣實現的一種提高氮化硅膜及硼硅玻璃膜之間粘合強度的方法，其特征是它包含有如下步驟(1)提供一半導體基底，其上形成有一氮化硅膜；(2)將該氮化硅膜接觸一含氧電漿；(3)沉積一硼硅玻璃膜于該氮化硅膜之上。
該氮化硅膜是利用低壓化學氣相沉積法、電漿輔助氣相沉積法或高密度電漿氣相沉積法形成。該氮化硅膜的厚度介于1000-2000埃之間。該硼硅玻璃膜的硼濃度介于5-8wt％之間。該硼硅玻璃膜的硼濃度為5.53wt％。該硼硅玻璃膜的厚度介于7.5k-15k埃之間。該含氧電漿為下列之一所構成臭氧及氧氣的混合氣體電漿、氧氣電漿、一氧化氮電漿、氧化亞氮(N2O)電漿或臭氧混合其它惰性氣體電漿。該含氧電漿為臭氧及氧氣的混合氣體電漿，采用濃度介于2-50wt％的臭氧/氧氣混合氣體，在高頻無線電波頻率為1-9w/cm2條件下形成。該含氧電漿是與該氮化硅膜接觸5秒-20分鐘。
本發(fā)明還提供一種制作深溝渠的方法，其特征是它包含有如下步驟(1)提供一基底；(2)于該基底上形成一氧化層；(3)于該氧化層上沉積一氮化硅層；(4)將該氮化硅膜接觸一含氧電漿一預定時間；(5)于該氮化硅層上沉積一硼硅玻璃膜；(6)利用該硼硅玻璃膜為硬屏蔽，于該基底中干蝕刻出一深溝渠。
該氮化硅膜是利用低壓化學氣相沉積法、電漿輔助氣相沉積法或高密度電漿氣相沉積法形成。該氮化硅膜的厚度介于1000-2000埃之間。該硼硅玻璃膜的硼濃度介于5-8wt％之間。該硼硅玻璃膜的硼濃度為5.53wt％。該硼硅玻璃膜的厚度介于7.5k-15k埃之間。該含氧電漿是臭氧及氧氣的混合氣體電漿，采用濃度介于2-50wt％的臭氧/氧氣混合氣體，在高頻無線電波頻率為1-9w/cm2條件下形成。該含氧電漿是下列之一所構成臭氧及氧氣的混合氣體電漿、氧氣電漿、一氧化氮電漿、氧化亞氮(N2O)電漿或臭氧混合其它惰性氣體電漿。該預定時間介于5秒-20分鐘之間。
下面結合較佳實施例和附圖進一步說明。
圖6-圖7是本發(fā)明的方法示意圖。
具體實施例方式
參閱圖6-圖7所示，本發(fā)明的方法包括如下步驟首先，如圖6所示，半導體基底30上形成有一墊氧化層32以及一氮化硅膜34。一般而言，氮化硅膜34可利用低壓化學氣相沉積(LPCVD)法、電漿輔助氣相沉積(plasma-enhanced CVD，PECVD)法、高密度電漿氣相沉積(high-density plasma CVD，HDPCVD)法或其它業(yè)界常使用的方法形成，其厚度約介于1000-2000埃()之間。在本發(fā)明的較佳實施例中，氮化硅膜34是采LPCVD法形成。
在沉積氮化硅膜34之后，進行一氮化硅膜表面處理步驟。此氮化硅膜表面處理步驟是利用一含氧電漿50轟擊氮化硅膜34。含氧電漿50可以為臭氧及氧氣的混合氣體電漿、氧氣電漿、一氧化氮電漿、氧化亞氮(nitrous oxide，N2O)電漿、臭氧混合其它惰性氣體電漿等等。在本發(fā)明的較佳實施例中，是采用濃度介于2-50wt％的臭氧/氧氣混合氣體，在高頻無線電波頻率(high frequency radiofrequency，HFRF)為1-9w/cm2條件下，進行5秒-20分鐘的電漿表面處理。
如圖7所示，接著在氮化硅膜34表面上沉積一硼硅玻璃膜36。在本發(fā)明的較佳實施例中，硼硅玻璃膜36的厚度介于7.5k-15k埃之間，硼的濃度約為5.53％wt左右。后續(xù)的深溝渠形成步驟與傳統(tǒng)方法相同，因此不再贅述。
由于氮化硅膜34表面經過處理，因此硼硅玻璃膜36中的硼濃度可以增加至7-8wt％左右，而不至于降低氮化硅膜34與硼硅玻璃膜36的粘合強度。
表一顯示利用修正版粘性測試方法(modified edge lift-off test)所得到的未處理與經過表面處理的Kapp值比較。
表一
表一的結果是在同樣厚度為13k埃的硼硅玻璃膜以及硼硅玻璃膜中，硼濃度為5.53wt％條件下進行比較。
由表一的第二列的數據可看出在經過60秒臭氧電漿處理過硼硅玻璃膜底下的氮化硅膜之后，硼硅玻璃膜的Kapp值為0.4688，比未處理的Kapp值0.3101增加約50％左右。說明本發(fā)明的方法顯著提高粘合強度。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，凡依本發(fā)明所做的均等變化與修飾，皆應屬于本發(fā)明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種提高氮化硅膜及硼硅玻璃膜之間粘合強度的方法，其特征是它包含有如下步驟(1)提供一半導體基底，其上形成有一氮化硅膜；(2)將該氮化硅膜接觸一含氧電漿；(3)沉積一硼硅玻璃膜于該氮化硅膜之上。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征是該氮化硅膜是利用低壓化學氣相沉積法、電漿輔助氣相沉積法或高密度電漿氣相沉積法形成。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征是該氮化硅膜的厚度介于1000-2000埃之間。
4.根據權利要求l所述的方法，其特征是該硼硅玻璃膜的硼濃度介于5-8wt％之間。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征是該硼硅玻璃膜的硼濃度為5.53wt％。
6.根據權利要求1所述的方法，其特征是該硼硅玻璃膜的厚度介于7.5k-15k埃之間。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征是該含氧電漿為下列之一所構成臭氧及氧氣的混合氣體電漿、氧氣電漿、一氧化氮電漿、氧化亞氮(N2O)電漿或臭氧混合其它惰性氣體電漿。
8.根據權利要求1所述的方法，其特征是該含氧電漿為臭氧及氧氣的混合氣體電漿，采用濃度介于2-50wt％的臭氧/氧氣混合氣體，在高頻無線電波頻率為1-9w/cm2條件下形成。
9.根據權利要求1所述的方法，其特征是該含氧電漿是與該氮化硅膜接觸5秒-20分鐘。
10.一種制作深溝渠的方法，其特征是它包含有如下步驟(1)提供一基底；(2)于該基底上形成一氧化層；(3)于該氧化層上沉積一氮化硅層；(4)將該氮化硅膜接觸一含氧電漿一預定時間；(5)于該氮化硅層上沉積一硼硅玻璃膜；(6)利用該硼硅玻璃膜為硬屏蔽，于該基底中干蝕刻出一深溝渠。
11.根據權利要求10所述的方法，其特征是該氮化硅膜是利用低壓化學氣相沉積法、電漿輔助氣相沉積法或高密度電漿氣相沉積法形成。
12.根據權利要求10所述的方法，其特征是該氮化硅膜的厚度介于1000-2000埃之間。
13.根據權利要求10所述的方法，其特征是該硼硅玻璃膜的硼濃度介于5-8wt％之間。
14.根據權利要求10所述的方法，其特征是該硼硅玻璃膜的硼濃度為5.53wt％。
15.根據權利要求10所述的方法，其特征是該硼硅玻璃膜的厚度介于7.5k-15k埃之間。
16.根據權利要求10所述的方法，其特征是該含氧電漿是臭氧及氧氣的混合氣體電漿，采用濃度介于2-50wt％的臭氧/氧氣混合氣體，在高頻無線電波頻率為1-9w/cm2條件下形成。
17.根據權利要求10所述的方法，其特征是該含氧電漿是下列之一所構成臭氧及氧氣的混合氣體電漿、氧氣電漿、一氧化氮電漿、氧化亞氮(N2O)電漿或臭氧混合其它惰性氣體電漿。
18.根據權利要求10所述的方法，其特征是該預定時間介于5秒-20分鐘之間。
全文摘要
本發(fā)明是提供一種提高硼硅玻璃膜及氮化硅膜之間粘合強度的方法。首先提供一半導體基底，其上形成有一氮化硅膜；接著將該氮化硅膜接觸一含氧電漿，隨后再沉積一硼硅玻璃膜于該氮化硅膜之上；經過60秒臭氧電漿處理過硼硅玻璃膜底下的氮化硅膜之后，該硼硅玻璃膜的Kapp值比未處理的Kapp值可增加約50％左右。
文檔編號H01L21/316GK1459834SQ02159060
公開日2003年12月3日 申請日期2002年12月27日 優(yōu)先權日2002年5月22日
發(fā)明者吳欣昌, 蔡正原, 方郁文, 楊能輝 申請人:聯(lián)華電子股份有限公司