[發明專利]一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法

有效

• 申請號: 201110265302.8
• 申請日: 2011-09-08
• 公開（公告）號: CN102417306A
• 公開（公告）日: 2012-04-18
• 發明（設計）人: 顧梅梅;王科;陳建維;張旭升
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: C03C17/00
• 分類號: C03C17/00
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 王敏杰

技術領域

本發明涉及一種工藝處理方法，尤其涉及一種解決高磷濃度PSG（磷硅玻璃）薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法。

背景技術

高密度等離子體化學氣象淀積凡是生長的高濃度磷硅玻璃的工藝表面有霧狀的顆粒，這種霧狀的顆粒是由于磷吸水后在表面結晶造成薄膜表面粗糙，其中霧狀的顆粒在檢驗下顯示的顆粒數量極高，但是尺寸很小（為0.09至0.1微米），?這樣的顆粒檢驗很大的影響了對真正顆粒的判斷，誤導顆粒檢驗結果。目前為了防止霧氣的產生，選著了覆蓋一層氧化硅，使用這層氧化硅用來阻擋空氣中的水氣侵蝕，阻斷水氣與硼、磷接觸造成結晶，但是這種方法只能普通的處理含量在4%的硼和磷，在高濃度磷含量的磷硅玻璃4也覆蓋一層氧化硅，在集成上會影響后續的化學機械研磨工藝的控制，因為化學機械研磨的研磨速率與磷的百分比成線性關系，如圖1所示，即：磷的百分比含量越高則化學機械研磨速率（包括刻蝕速率）越快，化學機械研磨對磷硅玻璃和氧化硅的研磨速率比就越大。所以在實際磷含量比較高的磷硅玻璃工藝中，如果增加氧化硅的覆蓋層，當化學機械研磨磨完這層氧化硅后，無法停住，反而加速研磨下面的磷硅玻璃4，最終造成磷硅玻璃的薄膜厚度無法控制。

發明內容

發明公開了一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法。用以解決現有技術中磷含量比較高的磷硅玻璃4工藝過程中，PSG薄膜中磷與空氣中的氫、氧反應，后受潮吸水造成磷的結晶帶來的氣霧問題。

為實現上述目的，發明采用的技術方案是：

一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法，其中，主要包括以下步驟：??

在反應腔室內的等離子體環境中通入氧氣，使所述等離子體與氧氣混合，利用等離子體的能量，使得氧氣與PSG薄膜中的不穩定的磷原子發生反應，形成位于PSG薄膜表面的一層鈍化膜，以防止PSG薄膜中磷與空氣中的氫、氧發生反應。

上述的工藝方法，其中，向所述反應腔室中通入氧氣的過程中，在所述反應腔室的頂部所通入的氧氣的流量為350sccm，在所述反應腔室的側壁所通入的氧氣的流量為150sccm，以保障所述反應腔室內氧氣均勻分布。

上述的工藝方法，其中，所述摻雜磷的硅玻璃為高密度等離子體化學氣象淀積法所生成，并且所摻雜的磷的濃度不低于9%。

上述的工藝方法，其中，在所述反應腔室中產生等離子體的過程中，在所述反應腔室的頂部所設置的射頻功率為2500W，在所述反應腔室的側壁所設置的射頻功率為1000W，在所述反應腔室的底部所設置的射頻功率為5500W，以保障所述反應腔室內等離子體均勻分布。

本發明的一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法，采用了如下方案具有以下效果，在反應腔室中通入氧氣使得氧氣與PSG薄膜中的不穩定的磷原子發生反應，形成位于PSG薄膜表面的一層鈍化膜從而使磷硅玻璃4中一些化學性質不穩定的磷穩定下來，從而防止PSG薄膜中磷與空氣中的氫、氧反應，后受潮吸水造成磷的結晶帶來的氣霧問題。

附圖說明

通過閱讀參照如下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，發明的其它特征，目的和優點將會變得更明顯。

圖1為發明一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法的化學機械研磨速率與磷濃度線性關系圖；

圖2為發明一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法的示意圖。

參考圖序：在反應腔室1、PSG薄膜2、鈍化膜3、通氣口4、射頻器5。

具體實施方式

為了使發明實現的技術手段、創造特征、達成目的和功效易于明白了解，下結合具體圖示，進一步闡述本發明。

請參看圖2所示，一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法，其中，主要包括以下步驟：在反應腔室1內的等離子體環境中通入氧氣，在反應腔室1中氧氣分別從頂部和側壁設有的通氣口4通入氧氣，使等離子體與氧氣混合，利用等離子體的能量，使得氧氣與PSG薄膜2中的不穩定的磷原子發生反應，形成位于PSG薄膜2表面的一層鈍化膜3，以防止PSG薄膜2中磷與空氣中的氫、氧發生反應。

進一步的，向反應腔室1中通入氧氣的過程中，在反應腔室1的頂部的通氣口4所通入的氧氣的流量為350sccm，在反應腔室1的側壁的通氣口4所通入的氧氣的流量為150sccm，其中，分別從反應腔室1頂部與側壁的通氣口4同時通入的氧氣，以保障反應腔室1內氧氣均勻分布。并且分布的氧氣能夠充分與PSG薄膜2表面的不穩定的磷原子發生反應。