本发明专利技术提供了一种处理衬底的方法，包括在衬底上沉积一包括无定形碳的层，然后在足够将该层加热到至少约３００℃的温度条件下，将该衬底暴露在具有一种或者多种介于约６００ｎｍ到约１０００ｎｍ波长的电磁辐射中。可选的，该层进一步包括选自包含氮、硼、磷、氟或者其组合的组的掺杂剂。一方面，该包括无定形碳的层为一抗反射涂层和吸收电磁辐射并退火该衬底的上表面层的吸收层。一方面，该衬底在激光退火工艺中暴露在电磁辐射中。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施方式涉及集成电路的制造。更具体的，本专利技术的实施例涉及在衬底上沉积一薄膜层然后对衬底退火的工艺。
技术介绍
集成电路制造中的许多工艺需要对于诸如含硅衬底的半导体衬底上的沉积层执行快速高温工艺步骤，或者用于退火已沉积在衬底上的层。例如，在掺杂离子例如硼、磷或者砷，注入到半导体衬底中之后，典型的，将衬底退火用以修复在掺杂过程中损伤的衬底的晶体结构以及激活掺杂离子。典型优选的是快速加热和冷却衬底以最小化衬底暴露在高温下而可能导致不必要扩散的时间。已经开发出了能够以类似于大约200到400℃/秒的速率提高衬底温度的快速加热工艺(RTP)腔室和方法。RTP工艺提供了相比于分层式烘炉(batch furnace)加热改进的快速加热方法，后者典型的以5-15℃/秒的速率提高衬底温度。尽管RTP工艺能够快速加热和冷却衬底，但是其通常加热衬底的整个厚度。加热半导体衬底的整个厚度通常是不必要和不需要的，因为半导体衬底上的需要退火的器件典型的只延伸在衬底的上表面层上，诸如几个微米。而且，加热衬底的整个厚度增加了冷却衬底需要的时间，这增加了处理衬底所需的时间并因此降低了半导体工艺系统中衬底的产量。增加冷却衬底的时间还限制了衬底暴露在用于激活的提升温度下的时间。人们期望获得更短的加热和冷却时间，原因在于这样限制了扩散并最小化器件的收缩。衬底表面加热不均匀是RTP或者其他传统的衬底加热工艺经常遇到的另一个问题。因为现在的集成电路一般包括在衬底表面上以不同的密度间隔分布的多个器件，并具有不同的尺寸、形状和材料，衬底表面在不同区域可能具有非常不同的热吸收特性。例如，衬底上具有较低密度器件的第一区域比相比第一区域具有较高密度器件的第二区域加热的更快。衬底表面不同区域的不同反射率也对衬底表面的均匀加热提出挑战。因此，需要一种方法，在退火工艺期间均匀加热整个半导体衬底表面。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种处理衬底的方法，包括在该衬底上沉积一层，然后在足够将该层加热到至少约300℃的温度条件下，将该衬底暴露在具有一种或者多种介于约600nm到约1000nm波长的电磁辐射中。一方面，该层包括无定形碳。另一方面，该层进一步包括氮、硼、磷、氟或者其组合。在一实施例中，将该衬底暴露在电磁辐射中包括激光退火该衬底。另一方面，提供了一种处理衬底的方法，该方法包括在足够为该层对应于波长介于约600nm至约1000nm的电磁辐射提供约0.84或更大的发射率的条件下，沉积厚度介于约200至约2.5μm的层；然后激光退火该衬底。一种通过一方法处理的衬底，该方法包括在该衬底上沉积一包括无定形碳的层，然后在足够将该层加热到至少约300℃的温度条件下，将该衬底暴露在具有一种或者多种介于约600nm到约1000nm波长的电磁辐射中。附图说明为了能够更详细的理解本专利技术的上述特征，可以通过参照实施例，对以上主要总结的本专利技术进行更具体的描述，附图中示出了一些实施例。但是，应当注意，附图仅示出了本专利技术典型的实施例，因此不能视为对本专利技术范围的限制，因为本专利技术容许其他等效的实施例。图1是根据此处所述实施例所使用的示例性化学汽相沉积反应器的截面图；图2是根据此处所述实施例所使用的激光退火装置的侧视图；图3A-3F是表示衬底处理顺序的一实施例的截面图；图4示出根据此处所述实施例的沉积层对辐射的吸收百分比的图表。具体实施例方式本专利技术的实施方式提供了一种处理衬底的方法，该方法包括在衬底上沉积一层以提高整个衬底表面在衬底退火期间的加热均匀性。在一实施方式中，在对该层施加大约0.84或者更大发射率且波长介于大约600nm和大约1000nm之间的电磁辐射条件下，在该层沉积大约200到大约2.5μm的厚度，然后进行激光退火。在一实施方式中，该层包括无定型碳和氢。一方面，该层为主要具有SP3(不对称碳)耦合的无定型碳并包括碳原子和氢原子。在另一实施方式中，该层包括无定型碳、氢和选自由氮、硼、磷、氟或者其组合构成的组的掺杂剂。一方面，该层为包括碳原子、氢原子、选自由氮、硼、磷、氟或者其组合构成的组的掺杂原子的掺杂无定型碳层。在一实施方式中，该层为具有主要为SP2耦合的氮掺杂无定型石墨层。在所有实施方式中，优选的，该层不包括金属或者基本不包括金属。通过包括碳源的气体混和物进行等离子增强化学汽相沉积(PECVD)沉积该层。优选的，该碳源为气态碳氢化合物，诸如直链烃碳氢化合物。例如，该碳源可以是丙稀(C3H6)。该气体混合物可以由作为液态前体或者气态前体的碳源构成。在一实施方式中，液态前体用于改善设备的侧壁和边角覆盖范围或者衬底上的特征。该气体混合物还包括载气，诸如(He)。在普通转让美国专利6,573,030中提供了碳源和沉积层处理条件的进一步实施例，在此引入作为参考。该层沉积厚度可以介于大约100到大约20,000之间。优选的，该层沉积厚度介于大约800到大约1500之间，诸如大约1200。在任何执行PECVD的腔室中都可以沉积该层。在一实施方式中，在高密度等离子体条件下沉积该层以改善设备之间层的添隙能力或者衬底上的特征。一个可用的腔室实施例为由Applied Materials，Inc.，of Santa Clara，CA提供的DSMAPF腔室。图1所示为平行板CVD处理腔室10的垂直截面图。该腔室10包括高真空区域15和具有用于将工艺气体通过其本身分散到衬底(未示出)上的穿孔的气体分布歧管11。该衬底位于衬底支撑板或者基座12上。在将基座12连接到升降电动机14上的支撑杆13上安装该基座12。该升降电动机14在工艺处理位置和下部衬底加载位置之间提升和降低该基座12使得基座12(以及由基座12上表面支撑的衬底)可以在下部加载/卸载位置和上部工艺处理位置之间可控移动，其中该上部工艺处理位置和歧管11紧邻。当处于上部工艺处理位置时绝热器17环绕该基座12和衬底。在衬底表面上均匀而迅速的分配导入歧管11的气体。具有截流阀的真空泵32控制气体通过歧管24从腔室10的排放速率。如果需要的话，沉积物和载气从气体管线18流入混和系统19，然后进入歧管11。通常，各工艺气体供应线18均包括(i)可以用于自动或者手动关闭流入腔室的工艺气体的安全截止阀(未示出)，以及(ii)测量经过气体管线18的气体流量的控制器。当在工艺中使用有毒气体时，以通用结构在每个气体管线18上设置多个安全截止阀。通常通过采用RF电源25向气体分布歧管11施加RF能量靠近衬底形成受控等离子体。可选择地，可以向基座12施加RF功率。可以循环或者脉冲调制施加给沉积腔室的RF功率。该等离子体的功率密度介于大约0.0016W/cm2和大约155W/cm2之间，该功率密度和大约1.1W到大约100W的300mm衬底的RF功率级相对应。该RF电源25能够提供介于0.01MHz和300MHz之间的单频率RF功率，诸如13.56MHz。可选择地，可以采用混和、同步频率传送该RF功率从而增强引入高真空区域15的反应物质的分解。一方面，混和频率为大约12kHz的较低频和大约13.56kHz的较高频率。另一方面，该较低频率可以在大约300Hz到1000kHz之间范围内变化，并且该较高频率可以在大约5MHz到50MHz之间本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种处理衬底的方法，包括：在所述衬底上沉积一包括无定形碳的层；然后在足够将所述层加热到至少约３００℃的温度条件下，将所述衬底暴露在电磁辐射中，所述电磁辐射具有一种或者多种介于约６００ｎｍ到约１０００ｎｍ波长。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2003-10-3 10/679,189;US 2004-1-15 10/758,7581.一种处理衬底的方法，包括在所述衬底上沉积一包括无定形碳的层；然后在足够将所述层加热到至少约300℃的温度条件下，将所述衬底暴露在电磁辐射中，所述电磁辐射具有一种或者多种介于约600nm到约1000nm波长。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述衬底暴露在电磁辐射中包括激光退火所述衬底。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述激光退火包括将连续波长电磁辐射聚焦成延伸穿过所述衬底表面的线。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过灯提供所述电磁辐射。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，通过等离子增强化学汽相沉积来沉积所述包括无定形碳的层。6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在将所述衬底暴露在电磁辐射中之后，从所述衬底上去除所述层。7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括在沉积一包括无定形碳的层之前，将掺杂离子注入所述衬底。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述衬底暴露在所述电磁辐射中持续一时间段足够激活所述注入的掺杂离子。9.一种处理衬底的方法，包括在所述衬底上沉积一包括无定形碳和选自包含氮、硼、磷、氟或者其组合的组的掺杂剂的层；然后在足够将所述层加热到至少约300℃的温度条件下，将所述衬底暴露在电磁辐射中，所述电磁辐射具有一种或者多种介于约600nm到约1000nm波长。10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述衬底暴露在电磁辐射中包括激光退火所述衬底。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述激光退火包括将连续波长电磁辐射聚焦成延伸穿过所述衬底表面的线。12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过灯提供所述电磁辐射。13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述掺杂剂为氮。14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述层在介于约250℃至约450℃的温度下沉积。15.如权利要求9所述的方法，其特征在于，通过等离子增强化学汽相沉积来沉积所述层。16.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括在将所述衬底暴露在电磁辐射中之后，从所述衬底上去除所述层。17.如权利要求9所述的方法，其特征在于，进一步包括在沉积一包括无定形碳的层之前，将掺杂离子注入所述衬底。18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述衬底暴露在所述电磁辐射中持续一时间...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢克范奥特里维，颗里斯D本彻，迪安詹宁斯，梁海凡，阿比斯拉斯J玛尤尔，马克亚姆，温迪H耶胡，查理德A布拉夫，
申请(专利权)人：应用材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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