[發明專利]HDP CVD工藝淀積介質膜時減少二氧化硅的方法

有效

• 申請號: 200710094265.2
• 申請日: 2007-11-22
• 公開（公告）號: CN101440480A
• 公開（公告）日: 2009-05-27
• 發明（設計）人: 秦文芳;胡正軍
• 申請（專利權）人: 上海華虹NEC電子有限公司;上海集成電路研發中心有限公司
• 主分類號: C23C16/30
• 分類號: C23C16/30;C23C16/52;C23C16/50
• 代理公司: 上海浦一知識產權代理有限公司
• 代理人: 陳 平

技術領域

本發明涉及一種半導體制造工藝，特別是涉及一種HDP?CVD工藝淀積介質膜的方法。

背景技術

HDP?CVD(高密度等離子體化學氣相淀積)工藝淀積介質膜具有在淀積的同時進行刻蝕的特點，能夠形成無空洞的填隙，因此被廣泛應用于接觸孔的填隙及后道工序的介質填隙等。該工藝用于接觸孔模塊時主要淀積無摻雜硅玻璃(USG)、氟硅玻璃(FSG)或是磷硅玻璃(PSG)。

現有的采用HDP?CVD工藝淀積介質膜主要包括下列步驟，請參閱圖1：

第1步，打開反應腔閥門。這一步中通入氧氣和惰性氣體以在反應腔內形成氣流。

第2步，加熱反應腔。這一步中繼續通入氧氣和惰性氣體以在反應腔內持續形成氣流。這一步的時間、反應腔內的功率、溫度參數、通入氣體的總流量根據硬件設備和所淀積介質膜的要求的不同而不同，在確定了硬件設備和所淀積介質膜的要求之后，上述各數據是已知的。

第3步，通入參與淀積反應的氣體，反應氣體沿著第1步和第2步所形成的氣流的路徑運動。

第4步，啟動反應腔的偏壓開關，將第3步通入的反應氣體離子化，并在反應腔內形成電壓差。

第5步，由于第4步在反應腔內形成了電壓差，反應氣體的離子撞擊硅片表面，在淀積的同時進行刻蝕。

通常，硅襯底上存在著一層很薄的自然氧化層即二氧化硅，其厚度小于采用上述HDP?CVD工藝淀積介質膜時：一開始會形成一層二氧化硅，稱為過渡層；然后引入反應氣體淀積介質膜。請參閱圖2(a)和圖2(b)，這樣所形成的硅片包括介質膜3、二氧化硅2和硅襯底1三層，其中二氧化硅2又包括由自然氧化形成的二氧化硅(占次要部分)和HDP?CVD工藝淀積時形成的二氧化硅過渡層(占主要部分)。

請參閱圖2(c)，在接觸孔刻蝕的時候，對于源漏這兩個區域的刻蝕孔4，會存在著兩個分界面：介質膜3和二氧化硅2的分界面、二氧化硅2和硅1的分界面。不同分界面的薄膜越厚，刻蝕難度越大。在刻蝕孔4的底部往往還殘留有部分二氧化硅2，這表明刻蝕得不完全。因此，為了降低刻蝕難度，就需要盡可能減少二氧化硅的厚度，尤其是淀積時形成的二氧化硅過渡層的厚度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種HDP?CVD工藝淀積介質膜時減少二氧化硅的方法，該方法在現有工藝基礎上進行優化，可以有效減少HDPCVD工藝淀積介質膜時所形成的二氧化硅。

為解決上述技術問題，本發明HDP?CVD工藝淀積介質膜時減少二氧化硅的方法包括如下步驟：

第1步，打開反應腔閥門，不通入氧氣；

第2a步，加熱反應腔，不通入氧氣，該步驟稱為加熱反應腔的前期；

附圖說明

第2b步，加熱反應腔，通入氧氣，該步驟稱為加熱反應腔的后期；

所述加熱反應腔的后期通入氧氣的流量小于等于100sccm(standard-state?cubic?centimeter?per?minute，標況毫升每分)。

作為對本發明的進一步改進，所述加熱反應腔的步驟的后期的時間小于等于10秒。

本發明在現有HDP?CVD工藝淀積介質膜的基礎上作了改進，使用改進后的方法所形成的二氧化硅的厚度得到了明顯下降。通過對比試驗表明，按照傳統HDP?CVD工藝淀積介質膜之后測量的二氧化硅的厚度為(埃)，經本發明所述方法采用HDP?CVD工藝淀積介質膜之后測量的二氧化硅的厚度下降到

下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明：

具體實施方式

圖1是現有的HDP?CVD工藝淀積介質膜的方法的流程圖；

圖2是現有關的HDP?CVD工藝淀積介質膜時形成二氧化硅的示意圖；

圖3是本發明HDP?CVD工藝淀積介質膜時減少二氧化硅的方法的流程圖。

圖中附圖標記為：1-硅襯底；11-原有圖形；2-二氧化硅；3-介質膜；4-刻蝕孔。

本發明HDP?CVD工藝淀積介質膜時減少二氧化硅的方法是基于現有的HDP?CVD工藝淀積介質膜的方法所作的改進，其改進包括二個部分的內容：

首先，現有HDP?CVD工藝淀積介質膜的方法在打開反應腔閥門的步驟中通入惰性氣體和氧氣，其主要目的是形成氣流，方便后續通入的反應氣體可沿已有氣流運動，可是通入的氧氣也會使硅襯底表面形成一層二氧化硅。本發明在打開反應腔閥門的步驟中不通入氧氣，避免了這一步驟形成的二氧化硅。