專利名稱：Hdp cvd工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)減少二氧化硅的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體制造工藝，特別是涉及一種HDP CVD工藝淀積 介質(zhì)膜的方法。
背景技術(shù)：
HDP CVD (高密度等離子體化學(xué)氣相淀積)工藝淀積介質(zhì)膜具有在淀積 的同時(shí)進(jìn)行刻蝕的特點(diǎn)，能夠形成無空洞的填隙，因此被廣泛應(yīng)用于接觸 孔的填隙及后道工序的介質(zhì)填隙等。該工藝用于接觸孔模塊時(shí)主要淀積無 慘雜硅玻璃(USG)、氟硅玻璃(FSG)或是磷硅玻璃(PSG)。
現(xiàn)有的采用HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜主要包括下列步驟，請(qǐng)參閱圖l: 第1步，打開反應(yīng)腔閥門。這一步中通入氧氣和惰性氣體以在反應(yīng)腔 內(nèi)形成氣流。
第2步，加熱反應(yīng)腔。這一步中繼續(xù)通入氧氣和惰性氣體以在反應(yīng)腔 內(nèi)持續(xù)形成氣流。這一步的時(shí)間、反應(yīng)腔內(nèi)的功率、溫度參數(shù)、通入氣體 的總流量根據(jù)硬件設(shè)備和所淀積介質(zhì)膜的要求的不同而不同，在確定了硬 件設(shè)備和所淀積介質(zhì)膜的要求之后，上述各數(shù)據(jù)是已知的。
第3步，通入?yún)⑴c淀積反應(yīng)的氣體，反應(yīng)氣體沿著第1步和第2步所 形成的氣流的路徑運(yùn)動(dòng)。
第4步，啟動(dòng)反應(yīng)腔的偏壓開關(guān)，將第3步通入的反應(yīng)氣體離子化， 并在反應(yīng)腔內(nèi)形成電壓差。第5步，由于第4步在反應(yīng)腔內(nèi)形成了電壓差，反應(yīng)氣體的離子撞擊
硅片表面，在淀積的同時(shí)進(jìn)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IOA。采用上述HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí) 一開始會(huì)形成一層二氧化硅， 稱為過渡層；然后引入反應(yīng)氣體淀積介質(zhì)膜。請(qǐng)參閱圖2 (a)和圖2 (b)， 這樣所形成的硅片包括介質(zhì)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(shí)形成的二氧化硅過渡層(占主要部分)。
請(qǐng)參閱圖2 (c)，在接觸孔刻蝕的時(shí)候，對(duì)于源漏這兩個(gè)區(qū)域的刻蝕孔 4，會(huì)存在著兩個(gè)分界面介質(zhì)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(shí)形成的二氧化 硅過渡層的厚度。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)減 少二氧化硅的方法，該方法在現(xiàn)有工藝基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，可以有效減少HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)所形成的二氧化硅。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)減少二氧化 硅的方法采用HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜，在打開反應(yīng)腔閥門的步驟中不通 入氧氣，在加熱反應(yīng)腔的步驟的前期不通入氧氣，后期開始通入氧氣。作為對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述加熱反應(yīng)腔的步驟的后期的時(shí)間小 于等于10秒。所述加熱反應(yīng)腔的步驟的后期通入氧氣的流量小于等于
100sccm (standard-state cubic centimeter per minute,標(biāo)況毫升每分)。 本發(fā)明在現(xiàn)有HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)，使用改進(jìn) 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(duì)比試驗(yàn)表明， 按照傳統(tǒng)HDPCVD工藝淀積介質(zhì)膜之后測(cè)量的二氧化硅的厚度為6lA (埃)， 經(jīng)本發(fā)明所述方法采用HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜之后測(cè)量的二氧化硅的厚 度下降到32A。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明
圖1是現(xiàn)有的HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜的方法的流程圖2是現(xiàn)有關(guān)的HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)形成二氧化硅的示意圖3是本發(fā)明HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)減少二氧化硅的方法的流程圖。
圖中附圖標(biāo)記為l一硅襯底；ll一原有圖形；2 — 二氧化硅；3 —介質(zhì) 膜；4一刻蝕孔。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)減少二氧化硅的方法是基于現(xiàn)有的 HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜的方法所作的改進(jìn)，其改進(jìn)包括二個(gè)部分的內(nèi)容
首先，現(xiàn)有HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜的方法在打開反應(yīng)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(xù)通入的反應(yīng)氣體可沿已有氣流運(yùn)動(dòng)，可是通入的氧氣也會(huì)使硅襯底表面形成一層二氧化 硅。本發(fā)明在打開反應(yīng)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。
其次，現(xiàn)有HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜的方法在加熱反應(yīng)腔的步驟中通 入惰性氣體和氧氣，其主要目的還是形成持續(xù)的氣流，方便后續(xù)通入的反 應(yīng)氣體可沿己有氣流運(yùn)動(dòng)，可是通入的氧氣在加熱環(huán)境中更容易使硅襯底 表面形成二氧化硅層。本發(fā)明將加熱反應(yīng)腔的步驟根據(jù)是否通入氧氣分為 前期和后期，在加熱反應(yīng)腔的步驟的前期不通入氧氣，后期開始通入氧氣， 減少了這一步驟時(shí)形成的二氧化硅。
請(qǐng)參閱圖3，采用本發(fā)明所述方法，利用HDPCVD工藝淀積介質(zhì)膜的方 法包括如下步驟
第1步，打開反應(yīng)腔閥門，不通入氧氣。
第2步，在加熱反應(yīng)腔的前期不通入氧氣，在加熱反應(yīng)腔的后期才開 始通入氧氣。
第3步 第5步，按照背景技術(shù)所述HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜的方法 的第3步至第5步進(jìn)行。
作為本發(fā)明的二種改進(jìn)，其一是將加熱反應(yīng)腔的步驟的后期的時(shí)間限 定為小于等于10秒，即對(duì)通入氧氣的時(shí)間加以限制；其二是將加熱反應(yīng)腔 的步驟的后期通入氧氣的流量限定為小于等于100sccm，即對(duì)通入氧氣的流 量加以限制；籍此減少在HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)形成的二氧化硅。
本發(fā)明可以采用美國(guó)應(yīng)用材料公司或是美國(guó)諾發(fā)公司的HDP CVD反應(yīng)腔。
本發(fā)明除了對(duì)現(xiàn)有HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜的前兩步步驟中通入氧氣
的時(shí)間和流量加以改進(jìn)，其余均保持不變。例如，本發(fā)明中加熱反應(yīng)腔的
步驟的前期和后期的時(shí)間之和與現(xiàn)有HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜的加熱反應(yīng) 腔的步驟的時(shí)間保持一致。又如，本發(fā)明中加熱反應(yīng)腔的步驟的前期和后 期通入氣體的總流量均與現(xiàn)有HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜在加熱反應(yīng)腔的步 驟中通入氣體的總流量一致，減少的氧氣的流量通過增加惰性氣體的流量 來彌補(bǔ)。再如，本發(fā)明中加熱反應(yīng)腔的步驟的前期和后期均保持氣壓、功 率參數(shù)與現(xiàn)有HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜的加熱反應(yīng)腔的步驟中的氣壓、功 率參數(shù)一致。
權(quán)利要求
1. 一種HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)減少二氧化硅的方法，其特征是所述方法采用HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜，在打開反應(yīng)腔閥門的步驟中不通入氧氣，在加熱反應(yīng)腔的步驟的前期不通入氧氣，后期開始通入氧氣。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)減少二氧化硅的 方法，其特征是所述加熱反應(yīng)腔的步驟的后期的時(shí)間小于等于IO秒。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)減少二氧化硅的 方法，其特征是所述加熱反應(yīng)腔的步驟的后期通入氧氣的流量小于等于 100sccm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜時(shí)減少二氧化硅的方法，所述方法采用HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜，在打開反應(yīng)腔閥門的步驟中不通入氧氣，在加熱反應(yīng)腔的步驟的前期不通入氧氣，后期開始通入氧氣。作為對(duì)本發(fā)明的改進(jìn)，所述加熱反應(yīng)腔的步驟的后期的時(shí)間小于等于10秒，所述加熱反應(yīng)腔的步驟的后期通入氧氣的流量小于等于100sccm。本發(fā)明在現(xiàn)有HDP CVD工藝淀積介質(zhì)膜的基礎(chǔ)上作了改進(jìn)，使用改進(jìn)后的本發(fā)明方法所形成的二氧化硅的厚度得到了明顯下降。
文檔編號(hào)C23C16/50GK101440480SQ20071009426
公開日2009年5月27日 申請(qǐng)日期2007年11月22日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月22日
發(fā)明者秦文芳, 胡正軍 申請(qǐng)人:上海華虹Nec電子有限公司;上海集成電路研發(fā)中心有限公司