低能量、高劑量砷、磷與硼注入晶片的安全處理的製作方法

2023-05-22 11:34:51 1

專利名稱：：低能量、高劑量砷、磷與硼注入晶片的安全處理的製作方法
技術領域：
：本發明實施例大體上涉及半導體製造工藝領域，更明確而言，是涉及更安全地製造摻雜砷、磷或硼的襯底(substrate)的方法。
背景技術：
：集成電路可能包含超過一百萬個形成在襯底(例如半導體晶片)上的微電子場效應電晶體，例如互補金氧半導體場效電晶體(CMOS)，並且該些電晶體在電路中合作地執行各種功能。CMOS電晶體在其襯底中的源極與漏極之間設置有一柵極結構。柵極結構通常包括一柵極電極與一柵極介電層。柵極電極設置在柵極介電層上，以控制介於源極與漏極之間且位於柵極介電層下方之信道區域中的電荷載子流動。離子注入工藝典型用來將離子注入與摻雜至襯底中，以形成具有所欲離子分布模式與濃度的柵極和源漏極結構。在離子注入工藝中，可使用不同的工藝氣體或氣體混合物來提供離子來源種類，例如砷(arsenic)、磷(phosphorus)或硼(boron)。特別是當砷暴露在溼氣中時，會發生如下反應式的反應而產生氧化砷與胂氣(或稱，砷化氫，Arsinegas):As+H20^AsH3+AsxOy胂氣是毒性極高且可燃的氣體。當施加高摻雜劑劑量(1x10"1/ci^或更高)與低注入能量(即約2千伏特)時，慘雜劑無法注入薄膜堆棧層的深處。因此，有較多的摻雜劑位在鄰近薄膜堆棧層的表面處，並且當襯底移出處理室時可能會接觸到溼氣。位於襯底表面附近的砷可能會發生不想要反應而形成胂氣。因此，需要一種在注入摻雜劑後，避免形成有毒化合物的方法。
發明內容本發明大體上包括在一種在注入工藝(implantationprocess)之後，避免形成有毒氣體的方法。某些摻雜劑注入襯底上的膜層中以後，當其接觸溼氣時，可能會形成有毒氣體及/或可燃性氣體。在一實施例中，先將摻雜劑注入到襯底上的膜層中，隨後使該已經過注入的膜層暴露於含氧氣體中，以形成一保護性氧化層。可在執行膜層注入工藝的同一處理室中形成該氧化層。在另一實施例中，襯底處理方法包括在一處理室中將一摻雜劑注入一膜層內，並且使該已注入的膜層暴露於一含氧電漿中，以在該己注入膜層上形成氧化層，而在該已注入膜層暴露在大氣中的氧氣下之前，讓摻雜劑留在該膜層中。在另一實施例中，先將一摻雜劑注入襯底上的一膜層中，隨後在該已注入的膜層上沉積一覆蓋層。可在注入膜層的同一個處理室中沉積該覆蓋層。在另一實施例中，襯底處理方法包括在一處理室中將一摻雜劑注入襯底上的一膜層內，並且在該已注入膜層暴露在大氣中的氧氣下之前，先在該已注入摻雜劑的膜層上沉積一覆蓋層；其中該覆蓋層是選自於由碳層、矽層、氧化矽層、氮化矽層、碳化矽層、有機層及上述膜層之組合所構成的群組中。在另一實施例中，襯底處理方法包括在一處理室中將一摻雜劑注入襯底上的一膜層內，並且在該已注入膜層暴露於大氣中的氧氣下之前，先使用由三氟化氮所形成的電漿來蝕刻該已注入的膜層，以移除過量的摻雜劑。為了更詳細了解本發明上述特徵，本發明是參照數個實施例詳述如上，且部分實施例繪於附圖中。然而需明白的是，該些附圖僅顯示本發明的數個典型實施例，因此不應作為本發明範圍的限制。本發明還容許其它等效實施例。第1A-1B圖繪示適合用來實施本發明的電漿浸沒式離子注入工具的實施例。第2圖繪示根據本發明的形成摻雜劑氧化物的方法流程圖。第3圖繪示根據本發明一實施例，原位覆蓋工藝的方法流程圖。第4圖顯示胂氣形成隨著時間的變化關係。為了便於了解，儘可能地以相同組件符號來表示各圖所共有的相同組件。並且無需進一步說明就可了解到，一實施例的組件與特徵可有利地併入另一實施例中。然而須注意的是，附圖僅出示本發明的數個示範性實施例，不應用來限制本發明範圍。本發明尚容許其它等效實施例。主要組件符號說明100電漿反應器104工藝區域124底部z128襯底支撐組件132抽吸口136節流閥140a、140a，第一端142、142，核心146、146'功率產生器150、150，輪狀環154偏壓功率產生器190電漿源200、300方法202、204、206、302、304、102室主體122側壁126頂部130氣體分配板134真空泵140、140'導管140b、140b，第二端144、144'線圈148、148，匹配電路152氣體源156匹酉己電足各192、194、196、198開孔306、308步驟具體實施例方式本發明揭示一種避免在注入工藝之後形成有毒氣體的方法。第1A圖繪示一電漿反應器IOO，其可根據本發明實施例來執行離子注入、形成氧化層以及形成覆蓋層。適合用來執行本發明的反應器可為P3iT"反應器，其可購自於美國加州聖克拉拉市的應用材料公司(AppliedMaterials,Inc.,ofSantaClara,California)。另一種可用來執行本發明的反應器則描述於2006年12月8日申請的美國專利申請案11/608,357號中，並將其全文納入本文中以供參考。並且本文中所描述的多種方法可能在其它適當的電漿反應器中執行，包括購自其它製造商的電漿反應器。電漿反應器IOO包含一室主體102，該室主體具有一底部124、一頂部126以及多個側壁122以圈圍出一工藝區域104。襯fe支撐組件128是由室主體102的底部124所支撐著，並且襯底支撐組件128可用來容納一襯底106以進行處理。氣體分配板130連接至室主體102的頂部126，且面對著襯底支撐組件128。抽吸口(pumpingport)132界定在室主體102中，且連接至一真空泵134。真空泵134透過一節流閥136連接至抽吸口132。氣體來源152耦接至氣體分配板130，以為襯底106上所執行的工藝供應氣體前驅化合物。第1A圖中所繪的反應器100包含一電漿源190，如第IB圖之立體透視圖中所示者。電漿源190包含一對獨立的外部回流導管(reentrantconduits)140、140'，其安裝在室主體102的頂部126-外側並且橫跨彼此或彼此互相垂直，如第IB圖中所繪的示範性實施例般。第一外部導管140具有第一端140a，該第一端140a穿過頂部126中的開口198而連接至室主體102內的工藝區域104的第一側中。第二端140b具有一開口196，其連接至工藝區域104的第二側內。第二外部回流導管140b具有第一端140a，，其具有一開口194耦接至工藝區域104的第三側，並且第二外部回流導管140b具有一第二端140b'，該第二端140b'具有一開口192耦接至工藝區域104的第四側。在一實施例中，第一與第二外部回流導管140、140'設計成彼此垂直，而使得各外部回流導管140、140，的兩端140a、140a，、140b、140b，以約90°的角度間隔設置在室主體102的頂部126的周長附近。外部回流導管140、140'的垂直配置設計允許電漿源均勻地分布在整個工藝區域104上。第一與第二外部回流導管140、140'可設計成能在工藝區域104中提供均勻電漿分布的其它配置方式。磁穿透式環形核心142、142'環繞著各自外部回流導管140、140'的一部分。導電線圈144、144'透過各自的阻抗匹配電路或組件148、148'而耦接至個別的RF電漿源功率產生器146、146，。每個外部回流導管140、140，是一中空導電管，且各導電管各自被絕緣輪狀環150、150'所中斷，絕緣輪狀環150、150'分別打斷介於各自外部回流導管140、140'的兩端140a、140b(以及140a'與104b')之間的連續導電路徑。利用RF電漿偏壓功率產生器154來控制襯底表面的離子能量，且該RF電漿偏壓功率產生器154透過一阻抗匹配電路或組件156連接至襯底支撐組件128。回到第1A圖，含有來自工藝氣體來源152的氣體化合物的工藝氣體透過頂部氣體分配板130引導至工藝區域104中。將來自功率施加器的RF源電漿功率146耦合至導管140中的氣體，而在外部回流導管140與工藝區域104中的第一封閉環形路徑內產生一循環電漿電流。此外，將來自另一功率施加器的RF源電漿功率146'耦合至第二導管140'中的氣體，而在橫跨(例如垂直)該第一環形路徑的第二封閉環形路徑內產生一循環電漿電流。第二環形路徑包含第二外部回流導管140'與工藝區域104。各自路徑中的電漿電流可以各自RF源功率產生器146、146，的頻率做震蕩(oscillate)，例如反向震蕩(reverse7direction)，且該頻率可彼此相同或稍有偏差。在一實施例中，工藝氣體來源152提供數種不同工藝氣體，以提供注入襯底106中的離子。適當的工藝氣體範例包括乙硼烷(B2H6)、三氟化硼(BF3)、矽垸(SiH。、四氟化矽(SiF4)、磷化氫(PH3)、五氫化二磷(P2H5)、三氧化磷(P03)、三氟化磷(PF3)、五氟化磷(PF5)與四氟化碳(CF4)等等。各RF電漿源功率產生器146、146，的功率受到操作，使得其結合效果能有效解離該些來自工藝氣體來源152的工藝氣體，而在襯底106的表面處產生期望的離子流。RF電漿偏壓功率產生器154的功率則控制在一選定的功率量，以使工藝氣體解離後的離子能量能加速朝向襯底表面並且以期望的濃度注入襯底106的頂面下方的一期望深度處。例如，以低於約50電子伏特(eV)的相對較低能RF功率可能得到相對較低的電漿離子能量。具有低離子能量的解離離子可能注入距離襯底表面約0埃(A)至約100埃的淺深度處。或者，由高RF功率產生具有高離子能量的解離離子(例如高於約50eV)可能注入距離襯底表面實質超過100埃的深度處。結合受控制的RF電漿源功率與RF偏壓功率可使氣體混合物中解離出具有足夠動量的離子，並且在處理室100中得到期望的離子分布情形。離子受到偏壓並且被驅使朝向襯底表面，而以期望的離子濃度、分布與距離襯底表面的期望深度將離子注入至襯底中。此外，由供應工藝氣體所產生的受控制離子能量與不同的離子物種有助於將離子注入在襯底106中，而形成所欲的組件結構，例如襯底106上的柵極結構與源漏極區域。第2圖繪示在注入工藝之後，形成一摻雜劑氧化層的方法200的流程圖。方法200始於步驟202，在步驟202中，將一摻雜劑注入至形成於襯底上的一膜層中。"膜層(film)"—詞是包括一材料層或堆棧在襯底上的多層材料層在內的通稱。在一實施例中，摻雜劑包括砷(arsenic)。在另一實施例中，摻雜劑包括磷(phosphorus)。在又一實施例中，摻雜劑包括硼(boron)。待摻雜劑注入該膜層堆棧層中以後,方法進行到步驟204，在步驟204中，使該已注入(例如，已摻雜)膜層暴露至-一含氧氣體中。該暴露步驟可在執行該膜層注入的同一反應室中的原位處進行。在注入之後，具有已摻雜膜層的襯底可留在該反應室中，以確保摻雜劑不會接觸到溼氣，因為溼氣可能與摻雜劑發生反應而形成有毒或可燃的氣體。在一實施例中，可在不使該己注入(例如，已摻雜)膜層暴露於大氣中(從而暴露於溼氣中)的情況下，在另一獨立的反應室中使該已注入(已摻雜)膜層暴露於含氧氣體中。在步驟206中，借著將該已注入膜層暴露在含氧氣體中，使氧氣與之反應而在已注入膜層的表面上形成氧化物。該氧化物可能是摻雜劑的氧化物及/或該注入膜層的氧化物。可用的適當含氧氣體包括氧原子(O)、氧氣(02)、臭氧(ozone，03)、氧化亞氮(N20)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(N02)、五氧化二氮(N205)、上述氣體的電漿、自由基、衍生物及其組合物，或是其它適合的氧來源。含氧氣體可激發成電漿。在一實施例中，可在執行注入工藝的同一處理室中激發該含氧氣體。在另一實施例中，可在遠程處激發電漿，並且將電漿輸送至處理室。可利用電容來源及/或感應來源來產生電漿。在一實施例中，該己注入膜層可暴露至一含氫氣體中。可在該已注入膜層暴露於含氧氣體之前或之後，使該已注入膜層暴露至一含氫氣體中。在一實施例中，含氫氣體包括氫氣。暴露至含氫氣體與暴露至含氧氣體的步驟可重複執行多次。該含氫氣體可激發成電漿。在一實施例中，可在執行注入的同一處理室中激發該含氫氣體。在另一實施例中，可在遠程處激發電漿，並且將該電漿輸送到處理室。可使用電容來源及/或感應來源來產生電漿。暴露至含氫氣體以及暴露至含氧氣體的步驟可於同一個處理室內但在不同時間區段中執行。在一實施例中，可在形成於該已注入膜層上的氧化層上沉積一覆蓋層。覆蓋層可選自於由碳層、矽層、氧化矽層、氮化矽層、碳化矽層、有機層及其組合物所構成的群組中。可在執行注入的同一處理室中進行沉積以在該氧化層上沉積一覆蓋層。在一實施例中，可無需使膜層暴露於大氣(從而暴露於溼氣中)的情況下，在不同的處理室中沉積該覆蓋層。可在退火之後，移除該覆蓋層。在又另一實施例中，可使已注入膜層暴露於一氣體中以移除過量的摻雜劑。借著移除過量的摻雜劑，摻雜劑可能不活化，從而減少形成摻雜劑的氫化物。在一實施例中，該氣體可包括蝕刻氣體。在另一實施例中，該氣體可能包括三氟化氮(NF3)。移除過量摻雜劑的步驟可在執行注入的同一個處理室中進行。在一實施例中，可在不使膜層暴露於大氣中(從而暴露於溼氣中)的情況下，在不同的處理室中執行該移除過i摻雜劑的步驟。形成氧化層、形成覆蓋層以及移除過量摻雜劑的步驟可以任意組合的方式來應用。在一實施例中，可形成氧化層，但不形成覆蓋層，且不移除過量的摻雜劑。在另一實施例中，形成一覆蓋層，但不形成氧化層，且沒有移除過量的摻雜劑。在另一實施例中，移除過量的摻雜劑，但沒有形成氧化層與覆蓋層。在一實施例中，形成氧化層及覆蓋層，但是沒有移除過量的摻雜劑。在另一實施例中，形成氧化層且移除過量的摻雜劑，但是不形成覆蓋層。在另一實施例中，形成覆蓋層且移除過量的摻雜劑，但不形成氧化層。此外，可與上述形成氧化層、形成覆蓋層以及移除過量摻雜劑的步驟以任意的組合方式來執行該暴露於含氫氣體的步驟。在形成氧化層的過程中，以約300sccm至約450sccm的流速供應含氧氣體給處理室。在另一實施例中，含氧氣體的流速可大於450sccm。在該處理室中，使該已注入膜層於約15毫託(mTorr)至約300毫託的處理室壓力下暴露約3至10秒鐘以形成該氧化層。含氧氣體可隨同一載氣共同流入該處理室中。載氣的流速可約50sccm。載氣可能包含一惰性氣體。在一實施例中，載氣包含氬氣。第3圖繪示在注入工藝後形成覆蓋層的方法300的流程圖。方法300始於步驟302，在步驟302中，摻雜劑注入至形成於襯底上的一膜層中。摻雜劑是如上所述者。待摻雜劑注入膜層內之後，方法進行到步驟304，在步驟304中，供應用來在摻雜膜堆棧層306上沉積覆蓋層的氣體。可在執行注入工藝的同一個處理室內的原位處進行覆蓋層的沉積。由於摻雜劑會與溼氣反應而形成有毒或可燃氣體，借著在同一處理室中的原位處進行覆蓋住該已注入襯底的步驟，可確保摻雜劑不會暴露在溼氣中。可利用化學氣相沉積工藝(CVD)來沉積覆蓋層。可用的其中一種特別CVD工藝包括電漿增強化學氣相沉積工藝(PECVD)。覆蓋層可能包含矽、氧、氮、碳及其組合物。可導入處理室中的適當氣體包括含矽氣體、如上所述的含氧氣體、含氮氣體以及含氮氣體。在一實施例中，覆蓋層包括矽層。在另一實施例中，覆蓋層包括氧化矽層。在又一實施例中，覆蓋層包括氮化矽層。又再一實施例中，覆蓋層包括碳化矽層。形成覆蓋層的適當含矽氣體範例包括胺基矽烷(aminosilanes)、胺基二石圭烷(aminodisilanes)、迭氮矽烷(silylazides)、矽烷基肼(silylhydrazines)及其衍生物。含矽氣體的某些特定範例包括二(第三丁基胺基)矽烷(bis(tertbutylamino)silane，BTBAS或tBu(H)N)2SiH2)、六氯二矽烷(hexachlorodisilane，HCD或Si2Cl6)、四氯石圭烷(tetrachlorosilane，SiCl4)、二氯矽烷(dichlorosilane，H2SiCl2)、1,2-二乙基-四(二乙胺基)-二矽烷10(l,2-diethyl-tetrakis(diethylamino)disilane，(CH2CH3((CH3CH2)2N)2Si)2)、1,2-二氯-四(二乙胺基)二矽烷(l,2-dichloro-tetrakis(diethylamino)disilane，(Cl((CH3CH2)2N)2Si)2)、六(N-吡咯烷基)二矽烷(hexakis(N-pyrrolidinio)disilane，((C4H9N)3)Si)2)、1,1,2,2-四氯-雙(二(三甲基矽基)胺基)二矽烷(1,1,2,2-tetrachloro-bis(di(trimethylsilyl)amino)disilane，(Cl2((CH3)3Si)2N)Si)2)、1，1，2,2-四氯-雙(二異丙胺基)二矽烷(1,1，2,2-tetrachloro-bis(diisopropylamino)disilane，(Cl2((C3H7)2N)Si)2)、1,2-二甲基四(二乙胺基)二矽烷(l，2-dimethyltetrakis(diethylamino)disilane,(CH3(CH3CH2N)2Si)2)、迭氮三(二甲胺基)矽烷(tris(dimethylamino)silaneazide，((CH3)2N)3SiN3)、迭氮(三(甲胺基)矽烷(tris(methylamino)silaneazide，((CH3)(H)N)3SiN3)、2,2-二甲基肼基-二甲基矽烷(2,2-dimethylhydrazine-dimethylsilane，(CH3)2(H)Si)(H)NN(CH3)2)、三矽基胺(trisilylamine，(SiH3)3N或TSA)、六(乙胺基)二矽垸(hexakis(ethylamino)disilane，((EtHN)3Si)2)及其自由基、電漿、衍生物或組合物。可使用的其它適當含矽氣體包括具有一或多個Si-N鍵或Si-Cl鍵的化合物，例如二(第三丁基胺基)矽烷(BTBAS或0Bu(H)N)2SiH2)或六氯已矽烷(HCD或Si2CU。上述具有較佳鍵結結構的含矽氣體具有下列化學式(I)R2NSi(R，2)Si(R，2)NR2(胺基二矽烷)；(II)R3SiN3(迭氮矽烷)；或(III)R，3SiNRNR2(矽烷基肼)。在上述化學式中，R與R，可以是一或多個官能基，其選自於滷素、具有一或多個雙鍵的有機基團、具有一或多個三鍵的有機基團、脂肪族烷基、環烷基、芳香基、有機矽基、烷胺基、含有氮或矽的環狀基或上述化合物的組合。特定的官能基包括氯(-Cl)、甲基(-CH3)、乙基(-CH2CH3)、異丙基(-CH(CH3)2)、第三丁基(或稱叔丁基，-C(CH3)3)、三甲基矽基(-Si(CH3)3)、吡咯啶基(pyrrolidine)或其組合物。其它適當的含矽氣體包括具有任意R基組合的線性或環狀迭氮矽垸(silylazides，R3—SiN3)以及矽烷基肼類(silylhydrazine，R3SiNRNR2)的氣體。R基團可為氫或任何有機官能基，例如甲基、乙基、丙基、丁基(CXHY)等等。連接於Si上的R基團可選擇為另一胺基NH2或NR2。迭氮矽烷化合物的特定範例包括迭氮三甲基矽烷(trimethylsilylazide，(CH3)3SiN3)，其可購自美國賓州布裡斯多室的聯合化學科技公司(UnitedChemicalTechnologies,locatedinBristol,Pennsylvania)以及迭氮三(二甲月安)矽烷(tris(dimethylamine)silylazide，((CH3)2N)3SiN3)。矽烷基肼的特定範例為1,1-二甲基-2-二甲基矽基肼(U-dimethyl誦2-dimethylsilylhydrazine，(CH3)2HSiNHN(CH3)2)。在另一實施例中，含矽氮氣體可能是下列至少一者(R3Si)3N、(R3Si)2NN(SiR3)2與(R3Si)NN(SiR3)，其中各個R可個別為氫或烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、苯基或其組合。含矽氮氣體的適當範例包括三矽基胺(trisilylamine，(H3Si)3N)、(H3Si)2NN(SiH3)2、(H3Si)NN(SiH3)或其衍生物。含氮氣體的適當範例包括氨氣(NH3)、聯胺(N2H4)、有機胺、有機肼類(organichydrazines)、有豐幾二嗪類■(organicdiazines，例如甲基二嗪(methyldiazine，(H3C)NNH))、迭氮矽烷(silylazides)、矽烷基肼(silylhydrazines)、迭氮化氫(hydrogenazide，HN3)、氰化氫(HCN)、氮原子(N)、氮氣(N2)、苯基肼(phenylhydmzine)、偶氮第三丁烷(azotertbutane)、迭氮乙烷(ethylazide)及上述化合物的組合物或衍生物。有機胺包括化學式RXNH3_X，其中每個R可各自為烷基或芳香基，並且x為1、2或3。有機胺的範例包括三甲胺(trimethylamine，(CH3)3N)、二甲胺(dimethylamine，(CH3)2NH)、甲胺(methylamine，(CH3)NH2)、三乙胺(triethylamine，(CH3CH2)3N)、二乙胺(diethylamine，(CH3CH2)2NH)、乙胺(ethylamine，(CH3CH2)NH2)、第三丁胺(tertbutylamine，((CH3)3C)NH2)及上述化合物的衍生物或組合物。有機肼包括化學式RXN2H4.X，其中每個R可各自為烷基或芳香基，並且x為1、2、3或4。有機肼的範例包括甲基肼(methylhydrazine，(CH3)N2H3)、二甲基肼(dimethylhydrazine，(CH3)2N2H2)、乙基肼(ethylhydrazine，(CH3CH2)N2H3)、二乙基肼(diethylhydrazine，(CH3CH2)2N2H2)、第三丁基肼(tertbutylhydrazine，((CH3)3C)N2H3)、二第三丁基肼(ditertbutylhydrazine，((CH3)3C)2N2H2)及上述化合物的自由基、電漿、衍生物或組合物。碳來源包括乙基、丙基與丁基的有機矽垸、垸類、烯類與炔類。此類碳來源包括甲基矽烷(CH3SiH3)、二甲基矽烷((CH3)2SiH2)、乙基矽烷(CH3CH2SiH3)、甲烷(CH4)、乙烯(C2H4)、乙炔(C2H2)、丙烷(C3H8)、丙烯(C3H6)、丁炔(C4H6)及其它類似物。可將用來形成覆蓋層的氣體隨同載氣供應至處理室中。在一實施例中，使用氬氣作為載氣，並且可以約300sccm的流速來供應載氣。在化學氣相沉積過程中，可施加約200瓦至約2000瓦的RF功率。在一實施例中，通入15sccm的矽烷氣體、約50sccm至約60sccm的氧氣、約300sccm的氬氣以及施加約200瓦的RF偏壓，'可在已注入膜層上沉積二氧化矽層。沉積反應發生約1分鐘至約2分鐘，並且沉積出厚度約50埃至約60埃的二氧化矽覆蓋層。選用性地，可在使用方法200所形成的氧化層上沉積一覆蓋層。在步驟308，在執行進一步處理之前，先移除該覆蓋層。可在後續處理步驟中移除原位沉積的氧化層或覆蓋層，此外該氧化層或覆蓋層的厚度需夠厚而足以減少及/或避免產生有毒及/或可燃氣體。然而，氧化層或覆蓋層也必須夠薄，而能夠在無需增加額外的處理時間或不會損害膜堆棧層的情況下，使用諸如剝除工藝(strippingprocess)等方法輕易地將之移除。表一顯示使用劑量為lx10161/cn^的砷作為摻雜劑且注入功率為2千伏特對五種不同襯底進行砷注入的數據。對每種襯底執行不同的暴露/覆蓋工藝。tableseeoriginaldocumentpage13對於襯底l，在注入之後，沒有執行原位暴露工藝。當砷接觸到溼氣時，形成原生氧化砷，且伴隨著生成胂氣體。第一天形成的氧化砷厚度為34.85埃，並且到第五天所形成的氧化砷厚度為42.65埃。對於襯底2，使已注入膜層暴露在氧氣中IO秒鐘但不施加電漿。所形成的氧化砷層厚度為37.38埃。到了第五天氧化砷的厚度縮減成36.75埃。並且沒有偵測到胂氣。對於襯底3，使已注入膜層暴露在氧氣電漿中3秒鐘，但不施加偏壓。所形成的氧化砷層厚度為51.19埃。到了第五天的氧化砷層厚度增加到56.19埃。並且沒有偵測到胂氣。對於襯底4，使已注入膜層暴露在氧氣電漿中7秒鐘，但不施加偏壓。所形成的氧化砷層厚度為47.15埃。到了第三天氧化砷層厚度增加到47.57埃，並且到了第五天氧化砷層的厚度增加到49.93埃。並且沒有偵測到胂氣。對於襯底5，借著導入由SiH2與02所形成的電漿持續3秒鐘，以在已注入膜層上沉積二氧化矽層。該二氧化矽層的厚度為56.73埃。到了第五天，其厚度增加到59.52埃。並且沒有偵測到胂氣。襯底1-4的胂變化情形(arsineevolution)顯示於第4圖中。在第4圖中可看到，沒有原位生成氧化層的襯底1除了形成氧化層之外，起初還會形成大量胂氣。另一方面，襯底2-4產生的胂氣量要少得多。如上所述，襯底2-4在執行膜層注入的同一個處理室中於原位暴露在氧氣下，因此當襯底接觸到溼氣時，較少的砷會形成胂氣。由於形成較少的胂氣，在操作襯底2-4的過程比較安全。原位氧化該已注入雜劑的膜層的步驟，及/或在原位處於該已注入摻雜劑的膜層上沉積一覆蓋層的步驟能減少當膜堆棧層接觸到溼氣時所產生的有毒及/或可燃氣體的量。並且該注入與氧化(或覆蓋)步驟可在不同的處理室中進行，只要該注入步驟與氧化(或覆蓋)步驟之間能使襯底保持在真空狀態下即可。雖然本發明的多個實施例己詳述如上，然而在不偏離本本發明基本範圍的情況下，當可做出本發明的其它與進一步實施例。本發明範圍是由後附申請專利範圍所界定。1權利要求1.一種襯底處理方法，包含在一處理室中將一摻雜劑注入至一膜層內；以及在該已注入膜層暴露於大氣中的氧氣下之前，先將該已注入膜層暴露於一含氧電漿中，以在該已注入膜層上形成氧化層而將該摻雜劑留在該膜層內。2.如權利要求1所述的方法，其中該摻雜劑選自於由砷、磷、硼及其組合物所構成的群組中。3.如權利要求2所述的方法，其中該含氧電漿是由氧氣所形成。4.如權利要求3所述的方法，其中該注入步驟與暴露步驟在相同的處理室中執行。5.如權利要求4所述的方法，其中該電漿是藉由一電容耦合來源所產生。6.如權利要求5所述的方法，其中該電漿是除了該電容耦合來源之外，還借著一感應耦合來源而生成。7.如權利要求4所述的方法，其中該電漿是借著一感應耦合來源所產生。8.如權利要求1所述的方法，更包括在該含氧電漿以外，使該已注入膜層獨立地暴露於一含氫電漿中。9.如權利要求8所述的方法，其中使該已注入膜層暴露於一含氫電漿中的步驟是發生在該注入步驟之後並且在該暴露於一含氧電漿的步驟之前。10.如權利要求9所述的方法，其中該暴露於一含氫電漿的步驟以及該暴露於一含氧電漿的步驟是執行多次。11.如權利要求8所述的方法，其中使該已注入膜層暴露於一含氫電漿中的步驟是發生在該注入步驟之後並且發生在該暴露於一含氧電漿的步驟之後。12.如權利要求11所述的方法，其中該暴露於一含氫電漿的步驟以及該暴露於一含氧電漿的步驟是執行多次。'13.如權利要求1所述的方法，更包括在該氧化層上沉積一覆蓋層，其中該覆蓋層選自於由碳層、矽層、氧化矽層、氮化矽層、碳化矽層、有機層及其組合物所構成的群組中。14.如權利要求13所述的方法，更包括在該注入步驟之後以及該暴露步驟之前蝕刻該膜層，其中該蝕刻步驟移除過量的摻雜劑，並且其中該蝕刻步驟包括使該已注入膜層暴露於由三氟化氮(NF3)所形成的電漿中。15.—種襯底處理方法，包括在一處理室中將一摻雜劑注入至一襯底上的一膜層內；以及在該己注入膜層暴露於大氣中的氧氣下之前，先在該已注入摻雜劑的膜層上沉積一覆蓋層，其中該覆蓋層選自於由碳層、矽層、氧化矽層、氮化矽層、碳化矽層、有機層及其組合物所構成的群組中。16.如權利要求15所述的方法，更包括在該注入步驟之後及該沉積步驟之前蝕刻該膜層，其中該蝕刻步驟移除過量的摻雜劑，並且其中該蝕刻步驟包括使該已注入膜層暴露於由三氟化氮(NF3)所形成的電漿中。17.如權利要求15所述的方法，其中該注入步驟與該沉積步驟是在相同的處理室中執行。18.—種襯底處理方法，包括在一處理室中將一摻雜劑注入至一襯底上的一膜層內；以及在將該已注入膜層暴露於大氣中的氧氣下之前，使用由三氟化氮所形成的電漿來蝕刻該已注入膜層，以移除過量的摻雜劑。19.如權利要求18所述的方法，更包括將該己蝕刻的膜層暴露於一含氧電槳中，以在該已注入膜層上形成氧化層而將該摻雜劑留在該膜層中。20.如權利要求18所述的方法，其中該注入步驟與該暴露步驟是在相同的處理室中執行。全文摘要本發明公開一種避免在注入工藝之後形成有毒氣體的方法。當將摻雜劑布注入襯底上的膜層中，某些摻雜劑暴露於溼氣中時會發生反應而形成有毒氣體及/或可燃氣體。借著使摻雜薄膜於原位暴露至含氧化合物中，可使注入薄膜堆棧層的淺處的摻雜劑反應成摻雜劑氧化物，從而降低形成有毒氣體及/或可燃氣的可能性。或者，可原位地在摻雜薄膜上形成覆蓋層，以降低產生有毒氣體及/或可燃氣體的可能性。文檔編號G01R31/26GK101548190SQ200780044541公開日2009年9月30日申請日期2007年12月18日優先權日2006年12月18日發明者桑瑟南姆卡提克·,馬耶德·A·福阿德,麥諾基·韋列卡申請人:應用材料股份有限公司