專利名稱：等離子體處理方法、處理裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明技術(shù)涉及半導(dǎo)體基體等離子體處理方法、等離子體處理裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體制造中，已知道在半導(dǎo)體基體中的晶體缺陷和在制造期間產(chǎn)生的金屬污染是裝置性能惡化的一個(gè)重要因素。已知的這種缺陷的例子包括在MOS (金屬氧化物半導(dǎo)體)、(XD (電荷耦合器件)以及CMOS (互補(bǔ)型金屬氧化物半導(dǎo)體)圖像傳感器中的白點(diǎn)和暗電流。已知道裝置性能的這種惡化發(fā)生在RTS (隨機(jī)電報(bào)信號(hào)噪聲)、門電流-電壓特性、太陽能電池轉(zhuǎn)換效率和激光器輸出性能中。因此，在半導(dǎo)體裝置制造中的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)就是在半導(dǎo)體基體中減少這些缺陷和污染。目前已提出了一種有用的技術(shù)，即利用存在于HCN溶液中的CN_(氰離子)大大降低半導(dǎo)體基體中的晶體缺陷和金屬污染(參見JP-A-10-74753和JP-A-2005-33038)。在這種技術(shù)中，允許CN-可選擇地與在半導(dǎo)體基體表面上或在基體中的金屬和晶體缺陷(懸掛鍵)相互反應(yīng)。該反應(yīng)形成穩(wěn)定的合成物并除去金屬，或與懸掛鍵形成化學(xué)鍵以鈍化缺陷。在這種技術(shù)中，在室溫下就足以發(fā)生反應(yīng)。已知所述技術(shù)足以承受紫外線或大約800°C的高溫。因?yàn)槭褂肏CN溶液的方法涉及HCN的高毒性，因此，從化學(xué)處理的角度來看，該方法很難在現(xiàn)有生產(chǎn)線上使用。作為對(duì)策，提出了一種方法，其中，利用催化劑由甲烷和氨制造HCN，并且，所用的HCN通過紫外線照射和臭氧水處理被解毒并被分解成二氧化碳?xì)怏w和氮?dú)?參見 JP-A-2008-729)。對(duì)于減少晶體缺陷和金屬污染而言，使用HCN的處理方法被認(rèn)為是非常有效的。事實(shí)上，例如，提出了以實(shí)驗(yàn)水平將該方法用于硅太陽能電池并能實(shí)際大大提高效率的報(bào)告(參見 O. Maida, A. Asano, M. Takahashi, H. Iwasa, H. Kobayashi, Surf.Sci. 542 (2003) 244)ο然而，在實(shí)際生產(chǎn)線中使用利用HCN的技術(shù)涉及專用新型處理裝置的制造，因此，是不現(xiàn)實(shí)的。

發(fā)明內(nèi)容
因此，需要一種能夠減少晶體缺陷和金屬污染的半導(dǎo)體基體處理方法。本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例涉及一種等離子體處理方法，該方法由含有碳和氮的混合氣體產(chǎn)生等離子體以生成CN活性物質(zhì)，并且，利用所述CN活性物質(zhì)處理半導(dǎo)體基體的表面。本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例涉及一種半導(dǎo)體裝置制造方法，該方法包括在經(jīng)過所述等離子體處理的半導(dǎo)體基體上形成半導(dǎo)體元件。本發(fā)明的另一實(shí)施例涉及一種等離子體處理裝置，該等離子體處理裝置包括等離子體處理單元，該等離子體處理單元由含有碳和氮的混合氣體產(chǎn)生等離子體以生成CN活性物質(zhì),并且利用所述CN活性物質(zhì)處理半導(dǎo)體基體的表面。該等離子體處理方法和等離子體處理裝置無需使用高毒性HCN溶液或HCN氣體，就可應(yīng)用于在常規(guī)半導(dǎo)體制造工藝中的等離子體處理步驟，并且，能夠修復(fù)半導(dǎo)體基體中的晶體缺陷并消除金屬污染。這樣能夠制造出可消除因晶體缺陷和金屬污染導(dǎo)致各種裝置性能惡化的半導(dǎo)體裝置。本技術(shù)的實(shí)施例能夠提供可降低晶體缺陷和金屬污染的半導(dǎo)體基體處理方法。


圖IA至圖IC為示意性地表示第一實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟的圖。圖2為說明一個(gè)實(shí)施例的電子裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖3A至圖3C為示意性地表示第二實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟的圖。圖4A至圖4C為示意性地表示第三實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟的圖。圖5A至圖5C為示意性地表示第四實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟的圖。圖6A至圖6C為示意性地表示第五實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟的圖。圖7A至圖7C為示意性地表示第六實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟的圖。圖8A至圖8D為示意性地表示第七實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟的圖。圖9為說明一個(gè)實(shí)施例的等離子體處理裝置的結(jié)構(gòu)的圖。圖10為顯示使用了圖9中的等離子體處理裝置的處理的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面，將對(duì)用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式的實(shí)施例進(jìn)行說明。需要注意的是，本發(fā)明不局限于以下例子。按以下順序給出說明。I.等離子體處理方法的第一實(shí)施例2.等離子體處理方法的第二實(shí)施例3.等離子體處理方法的第三實(shí)施例4.等離子體處理方法的第四實(shí)施例5.等離子體處理方法的第五實(shí)施例6.等離子體處理方法的第六實(shí)施例7.等離子體處理方法的第七實(shí)施例8.等離子體處理裝置的實(shí)施例I.等離子體處理方法的第一實(shí)施例下面，將對(duì)等離子體處理方法的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。圖IA至圖IC為示意性地說明了第一實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟的圖。
如圖IA所示，準(zhǔn)備目標(biāo)半導(dǎo)體基體11。例如，準(zhǔn)備硅基體作為半導(dǎo)體基體11。該半導(dǎo)體基體11具有污染金屬12以及例如硅懸掛鍵等晶體缺陷13。在圖IA中，Cu所示為半導(dǎo)體基體11中污染金屬12的例子。通過等離子體處理實(shí)現(xiàn)的CN生成如圖IB所示，利用等離子體處理裝置，對(duì)半導(dǎo)體基體11進(jìn)行等離子體處理。在本實(shí)施例中，利用含有C (碳)元素和N (氮)元素的混合分子氣體，通過等離子體處理生成例如CN自由基(CN ·)和CN離子(CNO等CN活性物質(zhì)。在等離子體處理中使用的混合氣體不受特別限制，只要是含有C和N的混合分子氣體即可。含有C的氣體可以是在半導(dǎo)體裝置的制造中使用的氣體，例如為CHF3、CH2F2,C4F8, C5F8, CO, C2H5OH和CH30H。含有N的氣體可以是在半導(dǎo)體裝置的制造中使用的氣體，例如為N2和NH3。另外，作為含有C和N的混合分子氣體的稀釋氣體，可以采用Ar氣和He氣。含有C和N的混合分子氣體的示例包括以下組合CHF3/N2/ (Ar)、CH2F2/N2/ (Ar)、C4F8/N2/ (Ar)、C5F8/N2/ (Ar)、C0/N2/ (Ar)、CH30H/NH3/ (Ar)、C2H50H/N2/ (Ar)。應(yīng)指出，若等離子體能穩(wěn)定放電，則稀釋氣體Ar和He并非必需的。通過對(duì)混合氣體施加高頻能量，進(jìn)行等離子體處理。將CCP (容性耦合等離子體)腔室用于等離子體處理。除了 CCP裝置外，還可以使用如ICP (電感耦合等離子體)裝置以及ECR (電子回旋共振)裝置等裝置。使包括處理時(shí)間t、氣壓P、腔室壁溫度Tw和晶片溫度T的等離子體處理?xiàng)l件達(dá)到最優(yōu)，以便能夠通過CN活性物質(zhì)非常高效地實(shí)現(xiàn)處理。優(yōu)選將作用于腔室的最大功率設(shè)定為足以引起氣體解離的較高值,例如約1000至2000W。將偏置功率設(shè)定為足夠高以便能夠蝕刻沉積在半導(dǎo)體基體11上的聚合物層14，但也應(yīng)足夠低以便能夠避免蝕刻目標(biāo)半導(dǎo)體基體11。例如，該偏置功率設(shè)定至大約50W以下，最好為大約20W以下。根據(jù)使用的氣體種類和聚合物層14的厚度，使偏置功率達(dá)到最優(yōu)。根據(jù)使用的氣體種類，存在幾乎不能形成或根本不能形成聚合物層14的情況。在這種情況下，可以在無偏置功率(OW)的情況下進(jìn)行等離子體處理。下面，將給出等離子體處理?xiàng)l件的例子。這些條件被用于在CMOS圖像傳感器硅光電二極管制造后立即利用CCP蝕刻腔室進(jìn)行的等離子體處理。氣體流速CHF3/N2/Ar=100/100/500sccm最聞功率1000W偏置功率20W氣體壓力3OmTorr壁的溫度Tw: 60 °C晶片溫度PT:20°C處理時(shí)間t :10秒在上述條件下，由含有C和N的混合分子氣體形成等離子體，以產(chǎn)生CN活性物質(zhì)。隨后，使半導(dǎo)體基體11的表面暴露于CN活性物質(zhì)。通過這種處理，CN活性物質(zhì)選擇性地與半導(dǎo)體基體11表面上的污染金屬或與半導(dǎo)體層中的晶體缺陷相互反應(yīng)。結(jié)果，半導(dǎo)體基體11表面上的金屬與CN活性物質(zhì)形成穩(wěn)定的金屬合成物,并從半導(dǎo)體基體11的表面上被除去。
此外，CN活性物質(zhì)與半導(dǎo)體基體11上的晶體缺陷(例如，硅懸掛鍵)結(jié)合。例如，硅基體中的懸掛鍵與CN結(jié)合以形成Si-CN鍵。在硅晶體缺陷的情況下，可利用硅懸掛鍵選擇形成強(qiáng)Si-CN鍵(4. 5eV),以便能夠以比氫氣燒結(jié)更高的穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)修復(fù)(Si_H，3. I eV)。此處，由于硅晶體中的CN，因此，在硅帶隙中不會(huì)出現(xiàn)新的能級(jí)。這已被第一原理計(jì)算所證實(shí)。通過修復(fù)上述半導(dǎo)體基體11中的晶體缺陷，可以減小半導(dǎo)體基體11中的缺陷能級(jí)密度。在上述等離子體處理中，就多晶硅和非晶硅而言，CN活性物質(zhì)穿透至大約IOOnm的深度；就單晶硅和熱氧化膜而言，CN活性物質(zhì)穿透至大約數(shù)納米的深度；就使用例如TE0S，通過CVD形成的氧化物膜而言，CN活性物質(zhì)穿透至數(shù)十納米的深度。結(jié)果，能夠除去晶體缺陷。聚合物層除去處理隨后，除去在等離子體處理期間形成在半導(dǎo)體基體11上的聚合物層14。在將氟氣用作含有C的氣體時(shí)，聚合物層14形成為半導(dǎo)體基體11表面上的薄層。因此，如圖I C所示，利用如SCI (NH40H+H2S04)等化學(xué)制品，進(jìn)行化學(xué)處理I分鐘，以除去沉積在表面上的聚合物層14。濕化學(xué)處理能夠在不損害(例如蝕刻)半導(dǎo)體基體11的情況下實(shí)現(xiàn)聚合物層14的去除。具體地，利用例如氨過氧化氫水(ΝΗ40Η+Η202)或硫酸過氧化氫水(H2S04+H202)進(jìn)行化學(xué)處理。根據(jù)聚合物層14的厚度，例如進(jìn)行化學(xué)處理大約I分鐘。處理時(shí)間提前輸入半導(dǎo)體制造裝置的方法(在后文加以描述)中，并且，根據(jù)聚合物層14的厚度優(yōu)化該處理時(shí)間。應(yīng)指出取決于在等離子體處理步驟中選定的氣體種類，可能未形成聚合物層14。此外，在最佳的等離子體處理?xiàng)l件下，聚合物層14可能被蝕刻，并且，即使在使用氟氣時(shí)，沉積也不會(huì)發(fā)生。例如，通過對(duì)半導(dǎo)體基體11施加大約20W的偏置功率，由等離子體激勵(lì)，對(duì)在等離子體處理期間形成的聚合物層14進(jìn)行同步蝕刻。通過在等離子體處理步驟中使這些條件達(dá)到最佳，能夠阻止聚合物層14的形成。此外，最好使氣體流速(比率)達(dá)到最佳，以便阻止聚合物層14在半導(dǎo)體基體11上的形成。通過阻止聚合物層14的形成，能夠防止聚合物14干涉半導(dǎo)體基體11和CN活性物質(zhì)之間的接觸效率。此外，可以減小化學(xué)去除聚合物層14所需的工作。最后，利用去離子水沖洗經(jīng)過化學(xué)處理的半導(dǎo)體基體11的表面?？梢酝ㄟ^使用現(xiàn)有的MOS或成像裝置制造工藝的等離子體處理步驟，實(shí)現(xiàn)該等離子體處理方法。因此，易于將該等離子體處理方法引入現(xiàn)有的半導(dǎo)體裝置制造步驟。此外，無需新引進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備，使用現(xiàn)有生產(chǎn)線的制造設(shè)備就可進(jìn)行該等離子體處理方法。通過使用各種分析方法，就可以預(yù)測并確定等離子體處理的有無。例如，通過基體中懸掛鍵的量的ESR(電子自旋共振)測量以及N量的XPS (X射線光電子能譜)測量，確定等離子體處理。采用所述制造方法和制造裝置制造的半導(dǎo)體裝置通過在經(jīng)過等離子體處理的半導(dǎo)體基體上形成例如各種二極管、晶體管和電子元件等半導(dǎo)體元件(有源器件)，可以制造出半導(dǎo)體裝置。例如，除了硅單晶體以外，也可以將等離子體處理應(yīng)用于化合物半導(dǎo)體和氧化物半導(dǎo)體，如Cu2O和GaAs。也可以將等離子體處理應(yīng)用于摻雜有各種雜質(zhì)的半導(dǎo)體。例如，可以將等離子體處理應(yīng)用于構(gòu)成固體攝像裝置的像素部的光電二極管，以便修復(fù)光電二極管的雜質(zhì)區(qū)域中的晶體缺陷并減少白點(diǎn)和暗電流的產(chǎn)生。另外，例如，可以將等離子體處理應(yīng)用于構(gòu)成pn結(jié)型太陽能電池的半導(dǎo)體基體，以修復(fù)晶體缺陷，由此改善轉(zhuǎn)化效率。半導(dǎo)體基體可以是包括單晶、多晶以及非晶的任意類型。形成于經(jīng)過等離子體處理的半導(dǎo)體基體上的半導(dǎo)體元件可采用已知的方法制造。此外，在形成半導(dǎo)體元件之前或之后，可以在半導(dǎo)體基體上進(jìn)行等離子體處理。等離子體處理也可以修復(fù)在柵 極絕緣膜、柵電極和形成在半導(dǎo)體基體上的晶體管絕緣區(qū)域中的晶體缺陷。也可修復(fù)形成于基體上的多晶硅層和非晶硅層、以及這些層的含有離子注入所注入的雜質(zhì)的區(qū)域中的晶體缺陷。電子裝置可以使用通過實(shí)施等離子體處理制造的半導(dǎo)體裝置形成電子裝置。圖2說明了電子裝置的例子，其顯示了一種靜態(tài)圖像或動(dòng)態(tài)圖像攝像機(jī)的結(jié)構(gòu)，所述靜態(tài)圖像或動(dòng)態(tài)圖像攝像機(jī)包括通過實(shí)施等離子體處理制造的固體攝像裝置。該固體攝像裝置可以應(yīng)用于例如各種電子裝置，這些電子裝置包括如數(shù)碼相機(jī)和攝像機(jī)這樣的照相系統(tǒng)；具有攝像功能的移動(dòng)電話；以及具有攝像功能的各種其它裝置。例如，照相機(jī)20包括固體攝像裝置21、將入射光導(dǎo)引至固體攝像裝置21的光接收傳感器部的光學(xué)系統(tǒng)22、設(shè)置在固體攝像裝置21與光學(xué)系統(tǒng)22之間的快門單元23以及驅(qū)動(dòng)固體攝像裝置21和快門單元23的驅(qū)動(dòng)電路24。照相機(jī)20還包括處理來自固體攝像裝置21的輸出信號(hào)的信號(hào)處理單元25?？梢酝ㄟ^利用經(jīng)過等離子體處理的半導(dǎo)體基體制造的半導(dǎo)體裝置，實(shí)現(xiàn)固體攝像裝置21。光學(xué)系統(tǒng)(光學(xué)透鏡)22根據(jù)物體圖像(入射光)在固體攝像裝置21的成像面(未示出)上形成圖像。因此，信號(hào)電荷在固體攝像裝置21中累積一段時(shí)間。光學(xué)系統(tǒng)22可以由包括多個(gè)光學(xué)透鏡的光學(xué)透鏡元件構(gòu)成?？扉T單元23控制入射光在固體攝像裝置21上的曝光時(shí)間。驅(qū)動(dòng)電路24向固體攝像裝置21和快門單元23提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)。通過驅(qū)動(dòng)信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電路24控制從固體攝像裝置21至信號(hào)處理電路25的信號(hào)輸出操作以及快門單元23的快門操作。更具體地說，在這個(gè)例子中，利用由驅(qū)動(dòng)電路24提供的驅(qū)動(dòng)信號(hào)(時(shí)序信號(hào))進(jìn)行從固體攝像裝置21至信號(hào)處理電路25的信號(hào)傳輸操作。信號(hào)處理電路25針對(duì)從固體攝像裝置21輸送的信號(hào)進(jìn)行各種信號(hào)處理。經(jīng)過各種信號(hào)處理的信號(hào)(視頻信號(hào))被儲(chǔ)存在如存儲(chǔ)器等存儲(chǔ)介質(zhì)(未示出)中，或被輸送至監(jiān)視器(未不出)。固體攝像裝置不限定于用作檢測入射可見光量的分布以便成像的固體攝像裝置，也可以用作使用紅外線、X射線或粒子的入射量的分布以便成像的固體攝像裝置。廣義來說，固體攝像裝置適用于大量的固體攝像裝置(物理量分布檢測器)，即能夠檢測如壓力和電容等其它物理量的分布以便成像，如指紋檢測傳感器。此外，固體攝像裝置不局限于按行依次掃描像素陣列部的單位像素以從各個(gè)單位像素讀取像素信號(hào)的固體攝像裝置。例如，固體攝像裝置也適用于按像素選擇任意像素并按像素從所選像素讀取信號(hào)的X-Y地址固體攝像裝置。
固體攝像裝置可采用單晶片的形式，或者，可以采用作為攝像部和信號(hào)處理器或光學(xué)系統(tǒng)的封裝體的、具有攝像功能的模塊形式。雖然作為電子裝置的例子，已利用照相機(jī)對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行了說明，但是，電子裝置可以是包括例如具有高像素特性、高邏輯特性以及高能量輸出特性的半導(dǎo)體裝置(例如，如C⑶和CIS (CMOS圖像傳感器)等傳感器裝置、存儲(chǔ)裝置、激光裝置、顯示裝置和以太陽能電池為代表的能源裝置)。2.等離子體處理方法的第二實(shí)施例下面，將對(duì)等離子體處理方法的第二實(shí)施例進(jìn)行說明。圖3A至圖3C示意性示出本實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟。首先，如圖3A所示，準(zhǔn)備目標(biāo)半導(dǎo)體基體11。之后，使用熱氧化法，在半導(dǎo)體基體11上形成例如大約2nm的氧化膜15。當(dāng)形成安裝在半導(dǎo)體裝置上的例如MOSFET等半導(dǎo)體
元件時(shí)，氧化膜15成為柵極絕緣膜。如圖3A所示，半導(dǎo)體基體11具有污染金屬12和晶體缺陷13。在本實(shí)施例中，在氧化膜15上，對(duì)半導(dǎo)體基體11的半導(dǎo)體層表面進(jìn)行等離子體處理。隨后，如圖3B所示，由含有C元素和N元素的混合分子氣體產(chǎn)生等離子體，并且，利用與第一實(shí)施例中所述相同的方法形成如CN自由基(CN ·)和CN離子(CN_)等CN活性物質(zhì)。隨后，使帶有氧化膜15的半導(dǎo)體基體11的表面暴露于CN活性物質(zhì)。通過該處理，CN活性物質(zhì)選擇性地與氧化膜15表面上的污染金屬反應(yīng)。半導(dǎo)體基體11表面上的金屬與CN活性物質(zhì)形成穩(wěn)定的金屬絡(luò)合物，并從半導(dǎo)體基體11的表面被除去。此外，CN活性物質(zhì)通過氧化膜15，并選擇性地與半導(dǎo)體基體11的半導(dǎo)體層的表面上的晶體缺陷反應(yīng)。因此，即使在表面上形成有氧化膜15，CN活性物質(zhì)仍會(huì)與缺陷(例如半導(dǎo)體基體11的半導(dǎo)體層的表面上的硅懸掛鍵)結(jié)合，并修復(fù)晶體缺陷。隨后，除去在等離子體處理期間形成在半導(dǎo)體基體11上的聚合物層14。當(dāng)將氟氣用作含有C的氣體時(shí)，聚合物層14形成為半導(dǎo)體基體11表面上的薄層。因此，如圖3C所示，利用化學(xué)制劑，通過濕蝕刻處理半導(dǎo)體基體11，以除去沉積在表面上的聚合物層14。當(dāng)在未形成聚合物層14的條件下進(jìn)行等離子體處理時(shí)，則無需去除聚合物層14。最后，用去離子水沖洗半導(dǎo)體基體11的表面。如上所述，即使在半導(dǎo)體基體11的表面形成有氧化膜15，仍可通過從氧化膜15上方在半導(dǎo)體基體11表面上進(jìn)行的等離子體處理，修復(fù)半導(dǎo)體基體11中的晶體缺陷。例如，就如上述熱氧化膜等致密氧化膜而言，可以對(duì)半導(dǎo)體基體11進(jìn)行處理達(dá)到大約幾納米的深度。就如TEOS等不太致密的氧化膜而言，即使氧化膜具有大約幾十納米的厚度，仍能處理氧化膜下方的半導(dǎo)體層。可通過在其上形成有氧化膜的半導(dǎo)體基體11的等離子體處理，減少在半導(dǎo)體基體11的半導(dǎo)體層和氧化膜15之間的界面處的晶體缺陷(例如位于Si/Si02界面處的晶體缺陷)。通過這種方法，例如，能夠提高晶體管柵極I-V特性并減少RTS噪聲。3.等離子體處理方法的第三實(shí)施例
下面，將對(duì)等離子體處理方法的第三實(shí)施例進(jìn)行說明。圖4A至圖4C示意性示出了本實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟。首先，如圖4A所示，準(zhǔn)備目標(biāo)半導(dǎo)體基體11。之后，通過使用例如RIE (反應(yīng)性離子蝕刻)，在半導(dǎo)體基體11中形成溝槽16。溝槽I 6例如是這樣的溝，其成為在半導(dǎo)體裝置中形成的固體攝像器件的像素內(nèi)的遮光結(jié)構(gòu)。溝槽16也可設(shè)置成例如用于形成STI (淺溝槽隔離)的溝槽或用于形成縱型晶體管的柵電極的溝槽。如圖4A所示，半導(dǎo)體基體11具有污染金屬12和晶體缺陷13。在本實(shí)施例中，針對(duì)半導(dǎo)體基體11的表面和暴露在溝槽16中的表面進(jìn)行等離子體處理。之后，如圖4B所示，由含有C元素和N元素的混合分子氣體產(chǎn)生等離子體，并且，
通過采用與第一實(shí)施例中所述相同的方法產(chǎn)生如CN自由基(CN ·)和CN離子(CN_)等CN活性物質(zhì)。隨后，使半導(dǎo)體基體11暴露于CN活性物質(zhì)，以便用CN活性物質(zhì)處理半導(dǎo)體基體11的表面和溝槽16的內(nèi)表面。通過該處理，CN活性物質(zhì)可選擇地與半導(dǎo)體基體11表面上的污染金屬以及溝槽16中的污染金屬反應(yīng)。結(jié)果，金屬與CN活性物質(zhì)形成穩(wěn)定的金屬絡(luò)合物，并且從半導(dǎo)體基體11被除去。CN活性物質(zhì)從半導(dǎo)體基體11的表面和溝槽16內(nèi)側(cè)的暴露表面進(jìn)入半導(dǎo)體基體11。因此，CN活性物質(zhì)可選擇地與半導(dǎo)體基體11中從半導(dǎo)體基體11表面一直深入溝槽16的晶體缺陷反應(yīng)，從而能夠修復(fù)半導(dǎo)體基體11中的晶體缺陷。之后，除去在等離子體處理期間在半導(dǎo)體基體11上形成的聚合物層14。在本實(shí)施例中，聚合物層14也沉積在溝槽16中。因此，如圖4C所示，利用化學(xué)制齊U，通過半導(dǎo)體基體11的濕蝕刻除去聚合物層14。當(dāng)在未形成聚合物層14的條件下進(jìn)行等離子體處理時(shí)，無需去除聚合物層14。最后，利用去離子水沖洗半導(dǎo)體基體11的表面。如上所述，即使在半導(dǎo)體基體11中形成有溝槽16，仍可針對(duì)包括該溝槽16的內(nèi)表面的半導(dǎo)體基體11進(jìn)行等離子體處理。因此，可以減少在半導(dǎo)體基體11中和在溝槽16的側(cè)壁和底部處形成的晶體缺陷和金屬污染物。因此，例如，當(dāng)溝道形成為用于形成固體攝像器件的像素中的遮光結(jié)構(gòu)或用于形成STI的溝時(shí)，能夠減少白點(diǎn)和暗電流。此外，當(dāng)設(shè)置溝槽是為了形成縱型晶體管的柵電極時(shí)，可減少柵電極的底部和側(cè)面上的晶體缺陷和金屬污染物，并且，可想到能夠提高飽和電荷量(Qs)。應(yīng)強(qiáng)調(diào)的是在本實(shí)施例中，也可采用在第二實(shí)施例中描述的方式，在半導(dǎo)體基體11上和溝槽16的內(nèi)壁上形成氧化膜。即使具有氧化膜，也可進(jìn)行半導(dǎo)體基體11和溝槽16的等離子體處理。根據(jù)使用的氣體種類和處理?xiàng)l件，可以將相同的處理裝置用于通過RIE等形成溝道的刻蝕腔室，以及用于利用CN活性物質(zhì)進(jìn)行表面處理的等離子體處理腔室。此外，可以利用獨(dú)立的裝置進(jìn)行這些處理。4.等離子體處理方法的第四實(shí)施例下面，將對(duì)等離子體處理方法的第四實(shí)施例進(jìn)行說明。圖5A至圖5C示意性示出本實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟。
首先，如圖5A所示，準(zhǔn)備目標(biāo)半導(dǎo)體基體11。之后，采用熱氧化法，在半導(dǎo)體基體11上形成例如約2nm的氧化膜15，隨后在氧化膜15上形成多晶硅層。隨后，采用光刻工藝將多晶硅層制造成柵電極的形狀以形成多晶硅柵電極19。氧化膜15和多晶硅柵電極19是用于形成安裝在半導(dǎo)體裝置上的如MOSFET等半導(dǎo)體元件的柵極絕緣膜和柵電極。如圖5A所示，半導(dǎo)體基體11具有污染金屬12和晶體缺陷13。在本實(shí)施例中，針對(duì)多 晶硅柵電極19和半導(dǎo)體基體11同時(shí)進(jìn)行等離子體處理。從氧化膜15的上方進(jìn)行半導(dǎo)體基體11的等離子體處理。之后，如圖5B所示，由含有C元素和N元素的混合分子氣體產(chǎn)生等離子體，并且，以與第一實(shí)施例中相同的方法產(chǎn)生如CN自由基(CN ·)和CN離子(CN_)等CN活性物質(zhì)。隨后，使帶有氧化膜15的半導(dǎo)體基體11的表面和多晶硅柵電極19暴露于CN活性物質(zhì)。通過處理，CN活性物質(zhì)可選擇地與氧化膜15和多晶硅柵電極19表面上的污染金屬反應(yīng)。污染金屬與CN活性物質(zhì)形成穩(wěn)定的金屬絡(luò)合物，并從半導(dǎo)體基體11的表面被除去。CN活性物質(zhì)也可選擇性與多晶硅柵電極19中的晶體缺陷反應(yīng)。此外，CN活性物質(zhì)通過多晶硅柵電極19和氧化膜15，并且，可選擇性與半導(dǎo)體基體11表面上的晶體缺陷反應(yīng)。因此，即使在表面上形成有多晶硅柵電極19和氧化膜15，CN活性物質(zhì)仍能與半導(dǎo)體基體11表面上的晶體缺陷(例如，硅懸掛鍵)結(jié)合，從而能夠修復(fù)這些缺陷。隨后，除去在等離子體處理期間在半導(dǎo)體基體11上形成的聚合物層14。在本實(shí)施例中，聚合物層14也沉積在多晶硅柵電極I 9上。因此，如圖5C所示，通過利用化學(xué)制劑對(duì)半導(dǎo)體基體11的濕刻蝕，除去聚合物層14。當(dāng)在未形成聚合物層14的條件下進(jìn)行等離子體處理時(shí)，則無需去除聚合物層14。最后，利用去離子水沖洗半導(dǎo)體基體11的表面。如上所述，即使具有多晶硅柵電極，仍可以從多晶硅柵電極19和氧化膜15上方對(duì)半導(dǎo)體基體11的表面進(jìn)行等離子體處理，修復(fù)半導(dǎo)體基體11中的晶體缺陷。也可在修復(fù)該半導(dǎo)體基體11中的晶體缺陷的同時(shí)，修復(fù)多晶硅柵電極19中的晶體缺陷。當(dāng)使用多晶硅或非晶硅時(shí)，CN活性物質(zhì)進(jìn)入半導(dǎo)體基體11至大約數(shù)百納米深處。因此，CN活性物質(zhì)不僅進(jìn)入多晶硅柵電極19，而且也進(jìn)入形成于多晶硅柵電極19下方的柵極絕緣膜15和形成于柵極絕緣膜15下方的半導(dǎo)體基體11。以此方式，能夠減少多晶硅柵電極中的晶體缺陷，以及在多晶硅柵電極和柵極絕緣膜的界面處的晶體缺陷。也可以減少在半導(dǎo)體基體11和氧化膜的界面處的晶體缺陷。因此，能夠減少具有多晶硅柵電極和柵極絕緣膜的半導(dǎo)體裝置中的泄漏電流。例如，也可以改善晶體管柵極的I-V特性并降低RTS噪聲。此外，通過在本實(shí)施例的等離子體處理之后，執(zhí)行半導(dǎo)體基體11中的離子注入，能夠制造出具有氧化膜15和多晶硅柵電極19的半導(dǎo)體裝置，如M0SFET。此外，也可以在提前進(jìn)行離子注入的半導(dǎo)體基體11上形成氧化膜15和多晶硅柵電極19之后，進(jìn)行本實(shí)施例的等離子體處理。以此方式，可以將本實(shí)施例的等離子體處理應(yīng)用于已知的半導(dǎo)體制造步驟，以制造出晶體缺陷和污染金屬減少的半導(dǎo)體裝置。
5.等離子體處理方法的第五實(shí)施例下面，將對(duì)等離子體處理方法的第五實(shí)施例進(jìn)行說明。圖6A至圖6C示意性示出了本實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟。首先，如圖6A所示，準(zhǔn)備目標(biāo)半導(dǎo)體基體11。之后，采用熱氧化法在半導(dǎo)體基體11上形成例如大約2nm的氧化膜15，接著，在氧化膜15上形成多晶硅層。隨后，利用光刻工藝，將多晶硅層制成柵電極的形狀以形成多晶硅柵電極19。在形成多晶硅柵電極19之后，在多晶硅柵電極19上并且在氧化膜15的整個(gè)表面上形成三個(gè)絕緣膜17A、17B和17C (側(cè)壁17)。例如，將TEOS (四乙基原硅酸鹽)層形成為絕緣層17A和17C。例如，將SiN層形成為絕緣層17B。隨后，對(duì)絕緣層17A、17B和17C進(jìn)行回蝕以在多晶硅柵電極19的側(cè)壁上形成側(cè)壁
17。之后，除了在多晶硅柵電極19和側(cè)壁17下的部分以外，除去半導(dǎo)體基體11上的氧化膜15。氧化膜15、多晶硅柵電極19和該側(cè)壁17構(gòu)成安裝在半導(dǎo)體裝置上的半導(dǎo)體元件。如圖6A所示，半導(dǎo)體基體11具有污染金屬12和晶體缺陷13。在本實(shí)施例中，在形成側(cè)壁17之后，同時(shí)對(duì)多晶硅柵電極19和半導(dǎo)體基體11進(jìn)行等離子體處理。之后，如圖6B所示，由含有C元素和N元素的混合分子氣體產(chǎn)生等離子體，并且，通過使用與第一實(shí)施例中披露相同的方法制造如CN自由基(CN ·)和CN離子(CN_)等CN活性物質(zhì)。隨后，使半導(dǎo)體基體11的表面、多晶硅柵電極19和側(cè)壁17暴露于CN活性物質(zhì)。通過該處理，CN活性物質(zhì)可選擇性與半導(dǎo)體基體11、多晶硅柵電極19和側(cè)壁17表面上的污染金屬反應(yīng)。金屬污染物與CN活性物質(zhì)形成穩(wěn)定的金屬絡(luò)合物，并從半導(dǎo)體基體11的表面被除去。CN活性物質(zhì)也可選擇性與多晶硅柵電極19中的晶體缺陷反應(yīng)。此外，CN活性物質(zhì)通過多晶硅柵電極19、側(cè)壁17和氧化膜15，并且，可選擇性地與半導(dǎo)體基體11表面上的晶體缺陷反應(yīng)。因此，即使在表面上形成有多晶硅柵電極19和側(cè)壁17的情況下，CN活性物質(zhì)仍能與晶體缺陷結(jié)合(例如，半導(dǎo)體基體11的表面上的硅懸掛鍵)，從而能夠修復(fù)這些缺陷。之后，除去在等離子體處理期間形成在半導(dǎo)體基體11上的聚合物層14。在本實(shí)施例中，聚合物層14也沉積在多晶硅柵電極I 9和側(cè)壁I 7上。因此，如圖6C所示，利用化學(xué)制劑，通過半導(dǎo)體基體11的濕刻蝕，除去聚合物層14。當(dāng)在不會(huì)形成聚合物層14的條件下進(jìn)行等離子體處理時(shí)，則無需去除聚合物層14。最后，利用去離子水沖洗半導(dǎo)體基體11的表面。如上所述，即使具有側(cè)壁，仍能從多晶硅柵電極和側(cè)壁的上方對(duì)半導(dǎo)體基體11的表面進(jìn)行等離子體處理，仍能修復(fù)半導(dǎo)體基體11中的晶體缺陷。此外，可以與修復(fù)半導(dǎo)體基體11中的晶體缺陷的同時(shí)，修復(fù)多晶硅柵電極中的晶體缺陷。以此方式，如第四實(shí)施例所示，能夠減少該多晶硅柵電極中的晶體缺陷，以及在多晶硅柵電極與柵極絕緣膜界面處的晶體缺陷。也可以減少在半導(dǎo)體基體11和柵極絕緣膜界面處的晶體缺陷。因此，能夠減少具有多晶硅柵電極和柵極絕緣膜的半導(dǎo)體裝置中的漏電流。例如，還能改善晶體管柵極的I-V特性，并且減少RTS噪聲。
此外，在通過離子注入預(yù)先在半導(dǎo)體基體11中形成雜質(zhì)區(qū)域之后，形成氧化膜
15、多晶硅柵電極I 9和側(cè)壁I 7，之后，可以進(jìn)行本實(shí)施例的等離子體處理。以此方式，能夠制造出包括例如具有減少的晶體缺陷和污染金屬的MOSFET的半導(dǎo)體裝置。以此方式，可以將本實(shí)施例的等離子體處理應(yīng)用于已知的半導(dǎo)體制造步驟以制造半導(dǎo)體裝置。6.等離子體處理方法的第六實(shí)施例下面，將對(duì)等離子體處理方法的第六實(shí)施例進(jìn)行說明。圖7A至圖7C示意性示出了本實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟。首先，如圖7A所示，準(zhǔn)備目標(biāo)半導(dǎo)體基體11。之后，利用熱氧化法在半導(dǎo)體基體11
上形成例如約2nm的氧化膜15，隨后在氧化膜15上形成多晶硅層。隨后，利用光刻技術(shù)，將多晶硅層制成柵電極的形狀以形成多晶硅柵電極19。在形成多晶硅柵電極19之后，在多晶硅柵電極19上并在氧化膜15的整個(gè)表面上，形成三個(gè)絕緣層17A、17B和17C (側(cè)壁17)。例如，將TEOS (四乙基原硅酸鹽)層形成為絕緣層17A和17C。例如，將SiN層形成為絕緣層17B。隨后，對(duì)絕緣層17A、17B和17C回蝕以在多晶硅柵電極19的側(cè)壁上形成側(cè)壁17。之后，除去從側(cè)壁17暴露的氧化膜15。之后，在半導(dǎo)體基體11的整個(gè)表面上形成層間絕緣層18，從而覆蓋多晶硅柵電極19和側(cè)壁17。在形成層間絕緣層18之后，利用光刻技術(shù)和各向異性蝕刻，在預(yù)定位置處形成穿過層間絕緣層18到達(dá)半導(dǎo)體基體11表面的通孔18A。在圖7A所示的實(shí)施例中，通孔18A形成為除去側(cè)壁17的一部分。氧化膜15、多晶硅柵電極19和側(cè)壁17成為安裝在半導(dǎo)體裝置上的半導(dǎo)體元件。通過在層間絕緣層18的通孔18A內(nèi)形成導(dǎo)體，使半導(dǎo)體基體11上的布線和層間絕緣層18的布線彼此連接(布線未示出)。如圖7A所示，半導(dǎo)體基體11具有污染金屬12和晶體缺陷13。在本實(shí)施例中，在層間絕緣層18中形成通孔18A后，針對(duì)在通孔18A的底部處露出的半導(dǎo)體基體11的表面進(jìn)行等離子體處理。之后，如圖7B所示，由含有C元素和N元素的混合分子氣體產(chǎn)生等離子體，并且，利用與第一實(shí)施例中相同的方法制造如CN自由基(CN ·)和CN離子(CN_)等CN活性物質(zhì)。隨后，使層間絕緣層18的表面以及在通孔18A底部露出的半導(dǎo)體基體11的表面暴露于CN活性物質(zhì)。通過該處理，CN活性物質(zhì)可選擇性地與層間絕緣層18的表面、通孔18A的內(nèi)表面以及通孔18A中的半導(dǎo)體基體11表面上的污染金屬反應(yīng)。金屬污染物與CN活性物質(zhì)形成穩(wěn)定的金屬合成物，并從半導(dǎo)體基體11的表面被除去。CN活性物質(zhì)也選擇性地與在通孔18A底部處露出的半導(dǎo)體基體11表面上的晶體缺陷反應(yīng)。因此，CN活性物質(zhì)可與晶體缺陷(例如，半導(dǎo)體基體11表面上的硅懸掛鍵)結(jié)合，從而能夠修復(fù)缺陷。隨后，除去在等離子體處理期間在半導(dǎo)體基體11上形成的聚合物層14。在本實(shí)施例中，在層間絕緣層18、通孔18A的內(nèi)壁和位于通孔18A底部的半導(dǎo)體基體11的表面上沉積有聚合物層14。因此，如圖7C所示，利用化學(xué)制劑，通過對(duì)半導(dǎo)體基體11的濕刻蝕，除去聚合物層14。當(dāng)在未形成聚合物層14的條件下進(jìn)行等離子體處理時(shí)，則無需去除聚合物層14。最后，利用去離子水對(duì)半導(dǎo)體基體11的表面進(jìn)行沖洗。如上所述，等離子體處理能夠減少穿過層間絕緣層18形成的通孔18A中露出的半導(dǎo)體基體11表面上的污染金屬和晶體缺陷。這樣能夠減少半導(dǎo)體裝置的漏電流，并改善I-V特性。7.等離子體處理 方法的第七實(shí)施例下面，將對(duì)等離子體處理方法的第七實(shí)施例進(jìn)行說明。圖8A至圖8D示意性顯示了本實(shí)施例的等離子體處理方法的步驟。首先，如圖8A所示，準(zhǔn)備目標(biāo)半導(dǎo)體基體11。在半導(dǎo)體基體11上形成非晶形層10。例如，非晶形層10是在半導(dǎo)體裝置的制造步驟中，當(dāng)在高功率和高劑量條件下蝕刻硅基體時(shí)，沉積在半導(dǎo)體基體11上的層。之后，如圖8B所示，通過⑶E (化學(xué)干式蝕刻)除去非晶形層10。例如，⑶E在CF4/02=50/50sccm、20Pa的條件下進(jìn)行。之后，如圖SC所示，由含有C元素和N元素的混合分子氣體產(chǎn)生等離子體，并且，利用與第一實(shí)施例相同的方法生成如CN自由基(CN ·)和CN離子(CN_)等CN活性物質(zhì)。隨后，使半導(dǎo)體基體11的表面暴露于CN活性物質(zhì)。此處，如在第一實(shí)施例中那樣，采用CN活性物質(zhì)的等離子體處理的溫度對(duì)于腔室壁溫度Tw而言為60°C，而對(duì)于晶片溫度PT而言為20°C。因?yàn)榧词乖诎雽?dǎo)體基體11上形成具有低耐熱性的材料和元件時(shí)，仍能以低溫進(jìn)行處理，所以，可以在不產(chǎn)生損壞的情況下，進(jìn)行等離子體處理。隨后，除去在等離子體處理期間形成在半導(dǎo)體基體11上的聚合物層14。當(dāng)將氟氣用作含有C的氣體時(shí)，聚合物層14形成為在半導(dǎo)體基體11表面上的薄層。因此，如圖8D所示，利用化學(xué)制劑，通過半導(dǎo)體基體11的濕刻蝕，除去聚合物層14。當(dāng)在未形成聚合物層14的條件下進(jìn)行等離子體處理時(shí)，則無需去除聚合物層14。最后，該半導(dǎo)體基體11的表面被去離子水沖洗。在通常的具有非晶形層沉積物的半導(dǎo)體基體11的處理方法中，通過退火恢復(fù)半導(dǎo)體基體11的結(jié)晶度。然而，當(dāng)在半導(dǎo)體基體11表面形成如低耐熱性的有機(jī)元件和樹脂元件這樣的材料時(shí)，不能進(jìn)行高溫退火。另一方面，采用CN活性物質(zhì)的本實(shí)施例的等離子體處理不會(huì)損壞這些低耐熱性元件，這是因?yàn)樘幚頊囟鹊陀谌缙胀ㄓ袡C(jī)元件和樹脂元件這樣的材料的耐熱溫度。因此，本實(shí)施例的等離子體處理方法也可應(yīng)用于包括在多個(gè)步驟中形成的低耐熱材料的半導(dǎo)體裝置。8.等離子體處理裝置的實(shí)施例下面對(duì)所述等離子體處理方法適用的等離子體處理裝置的實(shí)施例進(jìn)行描述。圖9顯示了本實(shí)施例的等離子體處理裝置的示意性結(jié)構(gòu)。圖I O顯示了采用圖9中的等離子體處理裝置的等離子體處理方法的流程圖。等離子體處理裝置圖9所示的等離子體處理裝置30由塊安裝空間(lot installation space)31和36、輸送系統(tǒng)(負(fù)載鎖定腔室)37、等離子體處理腔室32、聚合物厚度測量腔室33、有機(jī)材料去除腔室34以及去離子水處理腔室35構(gòu)成。塊安裝空間31裝有待處理的半導(dǎo)體基體。塊安裝空間36裝有處理過的半導(dǎo)體基體。半導(dǎo)體基體通過負(fù)載鎖定腔室37在塊安裝空間31和36與腔室之間移動(dòng)。在負(fù)載鎖定腔室37和其它腔室中保持真空狀態(tài)。等離子體處理腔室32使用已知的等離子體處理腔室。等離子體處理腔室32包括例如OES (發(fā)射光譜測定)系統(tǒng)、氣體去除毒性單元、包括等離子體處理方法的軟件和控制系統(tǒng)。軟件中所含的等離子體處理的方法包括各種條件，如最大功率、偏置功率、腔室壁溫度、晶片溫度、氣體壓力和氣體流速(比率)。軟件中的方法和控制系統(tǒng)用于控制等離子體的產(chǎn)生并用于產(chǎn)生CN活性物質(zhì)。OES系統(tǒng)監(jiān)控在等離子體處理期間的CN發(fā)射強(qiáng)度，并且根據(jù)發(fā)射強(qiáng)度波動(dòng)利用軟件和控制系統(tǒng)進(jìn)行O2清除步驟。等離子體處理腔室32采用高毒性氣體、或CN氣體，或其它高毒性氣體在等離子體腔室中產(chǎn)生。因此，等離子體處理腔室32包括用于這些氣體的去除毒性單元。氣體供給單元(未示出)與等離子體處理腔室32相連。氣體供給單元包括用于含有C和N的混合氣體的供給單元，以便產(chǎn)生用于處理半導(dǎo)體基體的CN活性物質(zhì)。氣體供給單元還包括氣體(例如，用于等離子體處理腔室32中其它處理的稀釋的Ar氣和其它氣體)的供給單元。聚合物厚度測量腔室33包括例如現(xiàn)場測量裝置、控制系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫。聚合物厚度測量腔室33包括例如能夠現(xiàn)場測量的測量裝置(例如，XPS (X射線光電子能譜測量)裝置和橢圓光譜計(jì))以及用于現(xiàn)場測量裝置的控制系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)聚合物厚度與化學(xué)處理時(shí)間之間的關(guān)系。有機(jī)材料去除腔室34例如包括化學(xué)單元、包含用于化學(xué)處理的配方的軟件、控制系統(tǒng)和廢液單兀。軟件存儲(chǔ)各種作為化學(xué)處理配方的處理?xiàng)l件?；瘜W(xué)處理的各種條件從儲(chǔ)存在聚合物厚度測量腔室33的數(shù)據(jù)庫中的聚合物厚度和化學(xué)處理時(shí)間之間的關(guān)系獲得。利用軟件中的配方和控制系統(tǒng)進(jìn)行除去沉積在半導(dǎo)體基體上的聚合物層的化學(xué)處理。化學(xué)單元用于對(duì)有機(jī)材料去除腔室34供給化學(xué)處理的化學(xué)制劑，例如H2S04、H2O2和ΝΗ40Η。在化學(xué)處理中使用的化學(xué)制劑由廢液單元收集。去離子水處理腔室35包括例如化學(xué)單元、包括去離子水處理配方的軟件、控制系統(tǒng)和廢液部件。去離子水處理單元35設(shè)置成利用去離子水沖洗和除去例如半導(dǎo)體基體表面上的污染物和雜質(zhì)。化學(xué)單元將沖洗液體(如用于沖洗半導(dǎo)體基體的去離子水和各種其它沖洗液體)供給至去離子水處理腔室35。利用儲(chǔ)存在軟件中的配方和控制系統(tǒng)沖洗半導(dǎo)體基體。通過廢液部件收集用于沖洗的化學(xué)制劑。處理流程下面，參照附圖10，描述圖9中所示的使用等離子體處理裝置30的等離子體處理方法的流程。首先，位于塊安裝空間31的半導(dǎo)體基體通過位于中央的負(fù)載鎖定腔室37被送至等離子體處理腔室32。隨后，對(duì)從塊安裝空間3 I被送至等離子體處理腔室的半導(dǎo)體基體進(jìn)行等離子體處理。
在帶有例如CCP、ICP和ECR的等離子體處理腔室32中，如在等離子體處理方法的上述實(shí)施例中那樣，利用由等離子體產(chǎn)生的CN活性物質(zhì)進(jìn)行表面處理，其中，所述等離子體是根據(jù)包括例如最大功率、偏置功率、腔室壁溫度、晶片溫度、氣體壓力和氣體流速匕率)的配方控制的。OES系統(tǒng)在整個(gè)等離子體處理過程中不斷監(jiān)控CN發(fā)射強(qiáng)度(例如，以波長387nm發(fā)射)，并且根據(jù)發(fā)射強(qiáng)度波動(dòng)在處理過的晶片之間自動(dòng)進(jìn)行O2清除步驟。例如，以相對(duì)參考強(qiáng)度20%以上的發(fā)射強(qiáng)度波動(dòng)進(jìn)行O2清除步驟。此外，例如，以500sCCm的O2流速及最大功率/偏置功率=1000/100W進(jìn)行一分鐘的O2清除步驟。在等離子體處理之后，半導(dǎo)體基體經(jīng)負(fù)載鎖定腔室37被送至聚合物厚度測量腔室33。在聚合物厚度測量腔室33中，測量沉積在半導(dǎo)體基體上的聚合物層的厚度。利用安裝在腔室內(nèi)的厚度測量裝置，在聚合物厚度測量腔室33中現(xiàn)場測量聚合物層厚度。隨后，將測量的聚合物層的厚度值與儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中的厚度-處理時(shí)間關(guān)系進(jìn)行比較，以自動(dòng)決定之后步驟的化學(xué)處理時(shí)間。在測量之后，半導(dǎo)體基體經(jīng)負(fù)載鎖定腔室37被送至有機(jī)材料除去腔室34，并被化學(xué)處理一段特定時(shí)間。處理所需的化學(xué)制劑(例如H2SO4, H2O2, NH4OH)從儲(chǔ)存這些化學(xué)制劑的存儲(chǔ)容器中被供給至腔室，并且，以如上那樣自動(dòng)決定的處理時(shí)間進(jìn)行化學(xué)處理。在化學(xué)處理后，半導(dǎo)體基體經(jīng)負(fù)載鎖定腔室37被送至去離子水處理腔室35，并且沖洗基體表面。經(jīng)過上述所有處理的半導(dǎo)體基體經(jīng)負(fù)載鎖定腔室37被送至塊安裝空間36。半導(dǎo)體基體的等離子體處理在此流程后完成。應(yīng)注意的是在以上實(shí)施例中描述的等離子體處理?xiàng)l件可以與第一實(shí)施例中所述的條件相同。也可以適當(dāng)?shù)馗淖冞@些條件(包括氣體種類、處理時(shí)間t、氣體壓力P、腔室壁溫度Tw以及晶片溫度T)。根據(jù)半導(dǎo)體基體的類型和所使用的氣體物質(zhì)使等離子體處理?xiàng)l件達(dá)到最佳，以便通過CN活性物質(zhì)高效進(jìn)行處理。另外，通過如在第一實(shí)施例中那樣，在半導(dǎo)體基體上形成半導(dǎo)體元件或其它元件，上述第二至第七實(shí)施例的等離子體處理方法也適用于半導(dǎo)體裝置的制造方法。另外，如在第一實(shí)施例中那樣，可以將使用上述第二至第七實(shí)施例的等離子體處理方法的半導(dǎo)體裝置用于形成電子裝置。本技術(shù)可以按以下方式構(gòu)成。(I) 一種等離子體處理方法，其包括以下步驟由含有碳和氮的混合氣體產(chǎn)生等離子體以生成CN活性物質(zhì)，并且，利用所述CN活性物質(zhì)處理半導(dǎo)體基體的表面。(2)根據(jù)(I)的等離子體處理方法，其中所述CN活性物質(zhì)使所述半導(dǎo)體基體的所述表面上的半導(dǎo)體層鈍化。(3)根據(jù)(I)或(2)的等離子體處理方法，其中所述混合氣體至少含有從CHF3、CH2F2、C4F8、C5F8、CO、C2H5OH 和 CH3OH 中選出的一種。(4)根據(jù)(I)至(3)中任意一項(xiàng)的等離子體處理方法，其中對(duì)所述半導(dǎo)體基體施加OW至50W的偏置功率。(5)根據(jù)(I)至(4)中任意一項(xiàng)的等離子體處理方法，其中用于產(chǎn)生所述等離子體的最大功率為1000W至2000W。
(6)根據(jù)(I)至(5)中任意一項(xiàng)的等離子體處理方法，其中在利用所述CN活性物質(zhì)處理所述半導(dǎo)體基體之后，以化學(xué)方式除去沉積在所述半導(dǎo)體基體上的聚合物層。(7) 一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，該方法包括進(jìn)行(I) (6)中任意一項(xiàng)的等離子體處理；以及在半導(dǎo)體基體上形成半導(dǎo)體元件。(8) 一種等離子體處理裝置，其包括等離子體處理單元，該等離子體處理單元進(jìn)行(I) (6)中任意一項(xiàng)的等離子體處理。(9)根據(jù)(8)的等離子體處理裝置，其中所述等離子體處理單元包括軟件，所述軟件含有用于生成所述CN活性物質(zhì)的等離子體處理?xiàng)l件的配方。(10)根據(jù)(8)或(9)的等離子體處理裝置，其中所述等離子體處理單元包括CN氣體去除毒性單元。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以在本發(fā)明隨附的權(quán)利要求或其等同物的范圍內(nèi)進(jìn)行各種修改、組合、次組合以及改變。
權(quán)利要求
1.一種等離子體處理方法，其包括以下步驟 由含有碳和氮的混合氣體產(chǎn)生等離子體以生成CN活性物質(zhì)，并且，利用所述CN活性物質(zhì)處理半導(dǎo)體基體的表面。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體處理方法，其中，所述CN活性物質(zhì)使所述半導(dǎo)體基體的所述表面上的半導(dǎo)體層鈍化。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體處理方法，其中，所述混合氣體含有從CHF3、CH2F2,C4F8, C5F8, CO、C2H5OH 和 CH3OH 中選出的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體處理方法，其中，對(duì)所述半導(dǎo)體基體施加OW至50W的偏置功率。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體處理方法，其中，用于產(chǎn)生所述等離子體的最大功率為 1000W 至 2000W。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的等離子體處理方法，其中，在利用所述CN活性物質(zhì)處理所述半導(dǎo)體基體之后，以化學(xué)方式除去沉積在所述半導(dǎo)體基體上的聚合物層。
7.一種用于制造半導(dǎo)體裝置的方法，該方法包括以下步驟 由含有碳和氮的混合氣體產(chǎn)生等離子體以生成CN活性物質(zhì)，并且，利用所述CN活性物質(zhì)處理半導(dǎo)體基體的表面；以及 在所述半導(dǎo)體基體上形成半導(dǎo)體元件。
8.一種等離子體處理裝置，其包括等離子體處理單元，該等離子體處理單元由含有碳和氮的混合氣體產(chǎn)生等離子體以生成CN活性物質(zhì)，并且利用所述CN活性物質(zhì)處理半導(dǎo)體基體的表面。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置，其中，所述等離子體處理單元存儲(chǔ)有用于生成所述CN活性物質(zhì)的等離子體處理?xiàng)l件的配方。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的等離子體處理裝置，其中，所述等離子體處理單元包括CN氣體去除毒性單元。
全文摘要
本發(fā)明涉及等離子體處理方法、等離子體處理裝置及半導(dǎo)體裝置的制造方法。所述等離子體處理方法包括以下步驟由含有碳和氮的混合氣體產(chǎn)生等離子體以生成CN活性物質(zhì)，并且，利用所述CN活性物質(zhì)處理半導(dǎo)體基體的表面。本發(fā)明能夠提供減少晶體缺陷和金屬污染的半導(dǎo)體基體處理方法。
文檔編號(hào)H01J37/32GK102881549SQ20121022938
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年7月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者久保井信行, 深沢正永 申請(qǐng)人:索尼公司