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UV curing 即紫外固化，UV是紫外線的英文縮寫，固化是指物質從低分子轉變?yōu)楦叻肿拥倪^程。UV固化一般是指需要用紫外線固化的涂料（油漆）、油墨、膠粘劑（膠水）或其它灌封密封劑的固化條件或要求，其區(qū)別于加溫固化、膠聯(lián)劑（固化劑）固化、自然固化等。

但是，UV curing 技術在半導體行業(yè)中也有重要應用。通過UV curing可以有效改變薄膜的物理和化學性質，進而優(yōu)化器件的性能。

例如，通過UV curing可以增強CESL薄膜的應力，從而提高半導體器件的性能。

Fig1. (a)without UV curing，(b)with UV curing，SiNx膜局部鍵合排列的結構模型

UV curing 的原理在于光化學反應。當 UV 光照射到特定材料時，光子的能量足以激發(fā)材料中的化學鍵，使其斷裂并形成自由基或活性中間體。這些活性中間體隨后會與其他分子發(fā)生反應，形成新的化學鍵，從而實現(xiàn)材料的交聯(lián)和固化。

在 SiNx 薄膜的 UV curing 過程中，UV 光的能量促使薄膜中的氫原子脫去（主要是 Si-H 和 N-H 鍵斷裂），進而促進 Si-N-Si 交聯(lián)（cross-linking）結構的形成。這種交聯(lián)作用會增強薄膜的機械性能，并改變其應力狀態(tài)。具體而言，UV curing 通過脫氫作用使 SiNx 薄膜結構更趨近于化學計量比的 Si?N?，從而增加薄膜的張應力（tensile stress）。這一過程不僅優(yōu)化了薄膜的力學性能，還提高了其化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性。

為一種關鍵的后處理工藝，UV 固化通過調控脫氫和交聯(lián)程度，成為精細調控 SiNx 薄膜應力狀態(tài)的有效手段。通過精確優(yōu)化 UV 輻照的強度、時間和波長等參數(shù)，可以實現(xiàn)對 SiNx 薄膜應力的精細調控。

Summary：

UV 光給 SiNx 薄膜能量

能量拆掉多余的氫原子（脫氫，dehydrogenization）

拆掉后，硅和氮原子連接得更緊密、更結實（形成 Si-N-Si cross-linking）

優(yōu)化了薄膜的力學性能，還提高了其化學穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性

增加薄膜的張應力（tensile stress）

通過調節(jié) UV 光的強度、時間和波長，可以精細控制應力大小

Reference:

1.Study of Strain Induction for Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistors using Transparent Dummy Gates and Stress Liner.

2.Modeling the stress enhancement of plasma enhanced chemical vapor deposited silicon nitride films by UV post treatment – impact of the film density.

3.Effects of mechanical stress on the performance of metaloxidesemiconductor transistors.