[发明专利]等离子氮化处理装置、栅介质层制作方法及设备

权利要求书

1.一种等离子氮化处理装置，用于对衬底上的二氧化硅膜实施等离子氮注入，其特征在于，包括：

真空处理腔室，其具有用于支承所述具有二氧化硅膜的衬底的基座；

向所述真空处理腔室供给含氮气体的气体供给机构；

将所述真空处理腔室内的含氮气体电离为氮等离子体的等离子体生成机构；以及

冷却机构，用于在所述氮等离子体对所述二氧化硅膜注入前将所述基座冷却至-100℃～0℃。

2.根据权利要求1所述的等离子氮化处理装置，其特征在于，还包括：

传输机构，用于将所述具有二氧化硅膜的衬底输送并放置于所述基座上；

控制机构，用于在所述衬底放置在冷却的所述基座上一定时间后，控制所述气体供给机构供给含氮气体及控制所述等离子体生成机构生成氮等离子体。

3.根据权利要求2所述的等离子氮化处理装置，其特征在于，所述控制机构控制所述冷却机构在所述衬底放置于所述基座上之前开始对所述基座冷却并持续冷却至所述等离子氮注入结束。

4.根据权利要求1所述的等离子氮化处理装置，其特征在于，所述基座中设有冷却通路，所述冷却通路具有进口和出口，所述冷却机构的输出端和输入端分别通过传输管线与所述冷却通路的进口和出口相连，其通过向所述冷却通路提供冷却剂以及从所述冷却通路回收经热交换的所述冷却剂对所述基座冷却。

5.一种栅介质层制作设备，其特征在于，包括：

成膜装置，用于在衬底上形成二氧化硅膜；

如权利要求1或4所述的等离子氮化处理装置，用于对所述二氧化硅膜实施等离子氮注入；

热退火装置，用于对氮注入的所述二氧化硅膜进行高温退火以形成栅介质层；

传输机构，用于将所述衬底依次传输至所述成膜装置、等离子氮化处理装置及热退火装置进行处理；以及

控制机构，控制所述成膜装置、等离子氮化处理装置及热退火装置的启闭以及控制所述传输机构的输送动作。

6.根据权利要求5所述的栅介质层制作设备，其特征在于，所述成膜装置包括快速热退火工艺腔和/或垂直炉管工艺腔，所述快速热退火工艺腔为原位水蒸气氧化工艺腔和/或快速热氧化工艺腔。

7.根据权利要求5所述的栅介质层制作设备，其特征在于，所述退火装置包括快速热退火工艺腔。

8.根据权利要求5所述的栅介质层制作设备，其特征在于，所述控制机构在所述衬底放置在冷却的所述基座一定时间后，控制所述气体供给机构供给含氮气体及控制所述等离子体生成机构生成氮等离子体。

9.根据权利要求5所述的栅介质层制作设备，其特征在于，所述控制机构控制所述冷却机构在所述衬底放置于所述基座上之前开始对所述基座冷却并持续冷却至所述等离子氮注入结束。

10.一种利用权利要求5所述的栅介质层制作设备制作栅介质层的方法，其特征在于，包括：

在所述衬底上形成所述二氧化硅膜；

将所述等离子氮化处理装置的基座冷却至-100℃～0℃；

在所述基座冷却之后对所述二氧化硅膜进行等离子氮注入；以及

对注入氮的所述二氧化硅膜进行高温退火，形成所述栅介质层。