第一子層和HfSi0x第二子層或類似者。
[0021] 接著，在步驟104中，在氮化之前和氮化期間，加熱基板202。加熱基板202可有 助于提供增加的氮含量至第一層204中，和改善裝置性能。例如，將基板202加熱至至少約 250攝氏度或至少約350攝氏度的溫度可有助于增加第一層204中的氮含量（例如約5至 約35的原子百分比含量）。在一些實(shí)施方式中，可將基板加熱至約250攝氏度至約550攝 氏度，或在一些實(shí)施方式中為約350攝氏度至約450攝氏度。在一些實(shí)施方式中，可將基板 加熱至約400攝氏度。實(shí)際最高基板溫度可視硬件限制和/或待處理基板的熱預(yù)算而定。
[0022] 在第一層204是氧化層的實(shí)施方式中，提高溫度可有利于促進(jìn)從層中析出較少的 氧（例如少于約20% )，進(jìn)而減少氧聚集在第一層204與基板202的界面處。在一些實(shí)施 方式中，將基板202加熱至約250攝氏度至約550攝氏度。在第一層204是氧化層的一些 實(shí)施方式中，可將基板202加熱至約300攝氏度至約550攝氏度、或約350攝氏度至約500 攝氏度。
[0023] 在一些實(shí)施方式中，基板202可位于反應(yīng)器中，以最大化往基板的傳熱，例如在方 法110期間基板202與基板支撐件之間的傳熱，基板202放置在基板支撐件上。因此，可利 用夾持裝置（chuckingdevice)將基板202固定至基板支撐件，所述夾持裝置諸如靜電夾 具（ESC)、真空夾具或其它適合的裝置。夾持基板202可有利于促進(jìn)在即便在低壓（工藝壓 力區(qū)）下也可重現(xiàn)傳熱，例如在約4毫托（mTorr)至約1托下、或在約10毫托至約80毫托 下、在約10毫托至約40毫托下、或在約10毫托至約20毫托下。視情況而定，在設(shè)置靜電 夾具以固定基板202的實(shí)施方式中，可在基板202上方形成第二等離子體，以有助于在夾持 基板時(shí)穩(wěn)定基板溫度。例如，第二等離子體可由包括氬（Ar)、氦（He)、氪（Kr)、氙（Xe)或類 似者的至少之一的非反應(yīng)氣體所形成，以預(yù)熱基板202,使得在將基板202夾持至基板支撐 件和熄滅等離子體時(shí)，基板202不會(huì)經(jīng)歷溫度急劇變化，溫度急劇變化會(huì)致使工藝變化和/ 或晶片破損。如在此使用的，非反應(yīng)氣體包括實(shí)質(zhì)不與基板反應(yīng)（例如實(shí)質(zhì)不沉積于基板 上或蝕刻基板）的氣體。
[0024] 可以任何適合的加熱機(jī)制加熱基板202,所述加熱機(jī)制能夠提高基板溫度并使基 板溫度維持在約250攝氏度或以上，或在一些實(shí)施方式中為約350攝氏度或以上。適合的 加熱機(jī)制可包括電阻加熱、輻射加熱或類似者。例如，如以下反應(yīng)器300的實(shí)施方式所述， 一個(gè)或更多個(gè)電阻加熱器可設(shè)置于基板支撐件中，以將熱量提供至基板202?；蛘?，基板可 由例如設(shè)置在基板202上方和/或下方的一個(gè)或更多個(gè)燈或其它能源加熱。
[0025] 在一個(gè)加熱方法中，加熱元件嵌入靜電夾具中，以由靜電夾具直接加熱基板。這種 方法有數(shù)個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1)在整個(gè)工藝期間，只要夾持基板，基板即可維持在恒定溫度，即便工 藝壓力低至4毫托亦然；（2)由于工藝期間嚴(yán)格控制基板溫度，因此可重現(xiàn)各基板的處理結(jié) 果（氮?jiǎng)┝颗c氮并入質(zhì)量百分比（N%));和（3)通過仔細(xì)設(shè)計(jì)靜電夾具的加熱元件中的加 熱均勻性模式，或提供具有單獨(dú)控制的多區(qū)域加熱元件，能夠改變（例如補(bǔ)償）基板內(nèi)的 氮化均勻性模式。
[0026] 在使用靜電夾具加熱器的情況下，因夾持/加熱工藝的性質(zhì)所致，基板溫度會(huì)上 升得很快，諸如高達(dá)約30攝氏度每秒。在如此高的加熱速率下，可能無法以相同速率加熱 晶片的每個(gè)部分，因此在某一時(shí)刻，基板內(nèi)的溫差可能會(huì)達(dá)到臨界值（例如>75攝氏度），這 會(huì)導(dǎo)致基板（諸如半導(dǎo)體晶片）破裂。為避免這種故障，可在夾持基板前，執(zhí)行預(yù)熱步驟。 預(yù)熱步驟可包括按約400sccm至約4公升（liter)每分鐘的流量、在約1-10托（諸如約8 托）的壓力下，流入非反應(yīng)氣體，諸如氮?dú)猓∟2)或氦氣（He)或類似氣體，持續(xù)約20秒至約 60秒或以上（諸如約50秒），同時(shí)使靜電夾具加熱器維持在預(yù)定溫度（諸如約400攝氏 度），且基板置于靜電夾具的表面上但未將基板夾持至靜電夾具。預(yù)熱步驟有助于在夾持 前，使基板溫度接近靜電夾具溫度（例如達(dá)到基板目標(biāo)溫度的約150攝氏度以內(nèi)），從而降 低在夾持基板時(shí)對(duì)基板的潛在熱沖擊。在一些實(shí)施方式中，當(dāng)?shù)徒佑|靜電夾具（例如接觸 面積至多為約5%的靜電夾具）用于支撐基板時(shí)，背側(cè)氣體可用于預(yù)熱晶片。在一些實(shí)施方 式中，可在傳送到處理腔室之前，諸如利用接觸或非接觸（例如燈）方法來預(yù)熱基板。
[0027] 視情況而定，可在氮化第一層204之前，預(yù)調(diào)節(jié)處理腔室，以減少處理容積中的殘 余氧含量。例如，諸如來自濕氣、水（H20)或類似者的殘余氧含量會(huì)導(dǎo)致基板202或第一 層204不期望的寄生氧化。為避免這種情況發(fā)生，可利用由預(yù)調(diào)節(jié)氣體所形成的預(yù)調(diào)節(jié)等 離子體預(yù)調(diào)節(jié)處理腔室的內(nèi)部（包括蓋、側(cè)壁和基座或夾具）。預(yù)調(diào)節(jié)氣體例如可包括氮 氣（N2)、氨（NH3)、或氨（NH3)和惰性氣體（諸如氬（Ar))、或任何適于減少濕氣含量和干燥 (season)腔室內(nèi)部的氣體和/或氣體的組合。在一些實(shí)施方式中，預(yù)調(diào)節(jié)氣體可由或?qū)嵸|(zhì) 由氮?dú)猓∟2)或氨（NH3)、或氨（NH3)和惰性氣體（諸如氬（Ar))組成。在一些實(shí)施方式中， 可在夾持（例如將基板固定至夾具）之前或夾持期間，進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)。在一些實(shí)施方式中，可 在加熱基板之前或在氮化第一層204之前，進(jìn)行預(yù)調(diào)節(jié)。
[0028] 接著，在步驟106中，可使第一層204暴露于由工藝氣體所形成的射頻（RF)等離 子體，工藝氣體由或?qū)嵸|(zhì)由氨（NH3)組成或包括氨（NH3)。在一些實(shí)施方式中，可使第一層 204暴露于RF等離子體，同時(shí)使處理腔室維持在約5毫托至約500毫托、或約10毫托至約 80毫托、或約10毫托至約40毫托、或約10毫托至約20毫托的壓力下，以形成含氮層208， 如圖2C所示。例如，在一些實(shí)施方式中，工藝氣體可為純氨（NH3)或氨（NH3)與稀有氣體 的混合物。稀有氣體例如可以是氬（Ar)。在一些實(shí)施方式中，工藝氣體包括氨（NH3)和氬 (Ar)。在一些實(shí)施方式中，工藝氣體可僅由氨和氬組成。在一些實(shí)施方式中，工藝氣體可主 要包括或可實(shí)質(zhì)由氨和氬組成。
[0029] 在一些實(shí)施方式中，可按約lOOsccm至約lOOOsccm或約400sccm的總氣體流量供 應(yīng)工藝氣體，然而可根據(jù)處理腔室的構(gòu)造和應(yīng)用而采用其它流量。在一些實(shí)施方式中，工藝 氣體可包括約10%-100%的見1 3(例如，見13流量為約108(^111-10008(^111之間），剩余部分實(shí) 質(zhì)上為稀有氣體，例如氬（Ar)(例如，稀有氣體百分比為約0%至約90% )。在一些實(shí)施方 式中，工藝氣體可包括約0. 5 % -99 %的NH3 (例如，見13流量為約0. 5sccm-990sccm之間），剩 余部分實(shí)質(zhì)上為稀有氣體，例如氬（Ar)(例如，稀有氣體百分比為約1 %至約99. 5% )。在 一些實(shí)施方式中，工藝氣體可為約1. 5% -50%的NH3(例如，見13流量為約15sccm-500sccm 之間），剩余部分實(shí)質(zhì)上為稀有氣體，諸如氬（Ar)(例如，惰性氣體百分比為約50 %至約 98. 5% )。在一些實(shí)施方式中，工藝氣體可包括約10% -99%的稀有氣體（例如，稀有氣體 流量為約1008(：〇11-9908(^111)。在一些實(shí)施方式中，工藝氣體可包括約80%-99%的稀有氣 體（例如，稀有氣體流量為約800sccm-990sccm)。
[0030] 可將工藝氣體引入等離子體反應(yīng)器，例如等離子體反應(yīng)器300,并用于形成等離子 體206。在一些實(shí)施方式中，等離子體密度可為約10 1(]至約1012個(gè)離子/立方厘米。可利 用RF源功率形成等離子體206。在一些實(shí)施方式中，所形成的等離子體206具有小于8電 子伏特（eV)的離子能量。在一些實(shí)施方式中，所形成的等離子體206具有小于4eV的離子 能量。在一些實(shí)施方式中，所形成的等離子體206具有約leV至約4eV的離子能量。在一 些實(shí)施方式中，RF源功率能夠產(chǎn)生高達(dá)約2500瓦或以上?？梢匀魏芜m合的RF頻率提供RF 源功率。例如，在一些實(shí)施方式中，可以約2MHz至約60MHz(諸如13. 56MHz)的頻率提供RF 源功率。
[0031] 可在高達(dá)約1000瓦的有效功率下，以脈沖方式或連續(xù)施加等離子體206。例如， 可在高達(dá)約400瓦下，連續(xù)施加等離子體206,持續(xù)約10秒至約400秒或約100秒的時(shí)間。 可調(diào)整（例如縮短）持續(xù)時(shí)間，以限制對(duì)半導(dǎo)體裝置200的破壞。或者，可以約4kH