專利名稱：一種去除磷硅玻璃的花苞頂部的方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體制造的介質膜生長工藝，特別是涉及一種處理 介質膜生長過程中產生的缺陷的方法。
背景技術：
在二氧化硅(Si02)中摻入磷形成的磷硅玻璃(PSG)是一種應用廣泛 的介質膜。磷硅玻璃作為介質膜可以捕獲或穩定二氧化硅中的鈉離子，還 可以減小快態密度和內應力。提高磷硅玻璃中的磷含量還可以防止二氧化 硅產生微裂、減小針孔密度。
磷硅玻璃的淀積有許多方法，采用HDPCVD (高密度等離子體化學氣相 淀積)工藝淀積磷硅玻璃具有很好的填孔性能，這是由于HDP CVD工藝具 有同時進行淀積和刻蝕的特點。但是當磷硅玻璃中的磷含量大于6% (重量) 時，由于HDP CVD工藝過程中離子濺射對磷原子、硅原子和氧原子具有選 擇性，即濺射率不同，從而在硅襯底的原有圖形周圍形成花苞(flower pattern)。
請參閱圖l (a)，硅襯底1上包括原有圖形2，經過HDPCVD工藝淀積 磷硅玻璃介質膜之后，在硅襯底1的表面形成了一層覆蓋原有圖形2的磷 硅玻璃薄膜主體3，同時在原有圖形2的周圍形成了花苞4。花苞4包括花 苞頂部41和花苞側壁42。
花苞會影響后續的化學機械拋光(CMP)工藝對整個磷硅玻璃的平坦效果，還會影響后續的自對準接觸孔刻蝕工藝對刻蝕深度的控制。而傳統的
HDP CVD工藝無法從根本上消除花苞，因為減小花苞側壁的同時會抬高花苞 頂部的高度，而降低花苞頂部的高度時又會增加花苞側壁的厚度。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種去除磷硅玻璃的花苞頂部的方 法，從而提高后續化學機械拋光工藝的平坦效果。
為解決上述技術問題，本發明一種去除磷硅玻璃的花苞頂部的方法包
括如下步驟
第1步，采用HDP CVD工藝在帶有圖形的硅片上淀積磷硅玻璃，所述 磷硅玻璃覆蓋硅片上的圖形并在圖形周圍形成花苞，所述磷硅玻璃的主體 至少高出圖形5nm (納米)；
第2步，采用濺射工藝濺射第1步淀積的磷硅玻璃，至少將所述花苞 的頂部通過濺射去除，同時仍保留一定厚度的磷硅玻璃覆蓋圖形；
第3步，采用HDP CVD工藝再次淀積磷硅玻璃，直至所述磷硅玻璃達 到預定厚度。
本發明可以有效去除磷硅玻璃的花苞頂部，從而提高后續化學機械拋 光的平坦性。
下面結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明
圖1 (a)是本發明所述方法第1步首次淀積磷硅玻璃出現花苞的示意
圖；圖l (b)是本發明所述方法第2步濺射去除花苞頂部的示意圖； 圖l (C)是本發明所述方法第3步再次淀積磷硅玻璃的示意圖； 圖2是本發明去除磷硅玻璃的花苞頂部的方法的流程圖。 圖中附圖標記為l一硅襯底；2 —圖形；3 —磷硅玻璃薄膜主體；4一 花苞；41一花苞頂部；42 —花苞側壁。
具體實施例方式
請參閱圖2，本發明去除磷硅玻璃的花苞頂部的方法包括如下步驟
第1步，請參閱圖l (a)，采用HDPCVD工藝在帶有圖形2的硅片1上 淀積磷硅玻璃，此處的淀積過程需要使所述磷硅玻璃覆蓋硅片上的原有圖 形2，并使磷硅玻璃的主體3至少比原有圖形2的最高點要高出為5nm。由 于離子濺射對不同原子的選擇性，此處的淀積過程必然會在原有圖形2周 圍形成花苞4。花苞4也是一種磷硅玻璃，花苞4和磷硅玻璃的主體3共同 組成了第1步所淀積的磷硅玻璃。但是花苞4的磷含量比磷硅玻璃主體3 中的磷含量要低，這使得磷硅玻璃中的花苞部位4和主體部位3具有不同 的"硬度"和化學反應速度。第1步操作之后，通常會在磷硅玻璃主體3 的表面形成若干凸出部位，這些凸出部位就是花苞頂部41。
第2步，請參閱圖1 (b)，采用濺射工藝濺射第1步淀積的磷硅玻璃。 第1步操作形成的花苞頂部41凸出于磷硅玻璃的主體3，這一步操作至少 將所述花苞的頂部41通過濺射去除，同時會將一定厚度的磷硅玻璃的主體 3通過濺射去除。需要注意的是，第2步操作限定為仍保留一定厚度的磷硅 玻璃覆蓋原有圖形2，這也即意味第2步操作等離子體濺射不接觸原有圖形2，因此不會損壞原有圖形2。用于濺射的等離子體氣體源包括氧氣、氬氣、 氮氣中的一種或幾種。
通過這一步操作，花苞4的頂部41被去除，但是花苞側壁42仍存在。 磷硅玻璃的主體3也被去除掉一定厚度，但是有磷硅玻璃的主體3和花苞4 組成的磷硅玻璃仍覆蓋原有圖形2且在原有圖形2上保留一定厚度。
第3步，請參閱圖l (c)，采用HDPCVD工藝再次淀積磷硅玻璃，直至 所述磷硅玻璃達到預定厚度。這一步操作所淀積的磷硅玻璃的磷含量保持 均勻，均為磷硅玻璃的主體3，不再出現花苞部位4。
通過上述方法，本發明可以解決HDP CVD工藝制備磷硅玻璃工程中出 現的花苞影響后續化學機械拋光工藝的問題。
下面以一個具體的實施例對上述方法進行詳盡介紹。例如，在進行淀 積磷硅玻璃之前，硅片上通過前道工藝得到的圖形的最大高度為400nm，需 要進行淀積的磷硅玻璃的高度為硅片以上900nm。采用應用材料公司的 Ultima plus HDP CVD機臺，按照本發明所述方法去除磷硅玻璃的花苞頂部 的方法包括
首先使用SiH4、 PH3、 02為生長磷硅玻璃的氣體源，He為載氣，淀積一 層厚度為430nm的磷硅玻璃。使得磷硅玻璃能夠覆蓋前道圖形，并且磷硅 玻璃的主體高出原有圖形30nm。此時在原有圖形的周圍形成花苞，花苞頂 部凸出于磷硅玻璃的主體。
然后關閉SiH4、 PH3使得磷硅玻璃停止生長，并通過使用氧離子、氬離 子等離子將凸出于磷硅玻璃主體之上的花苞頂部通過濺射去除，而磷硅玻璃的主體同時也被濺射的厚度為20nm，此時仍保留有10nm的磷硅玻璃覆蓋 在前道圖形之上。
最后再淀積一層490nm的磷硅玻璃，使得總體的磷硅玻璃厚度達到工 藝設計厚度900rnn。這樣生長得到的磷硅玻璃的花苞頂部幾乎完全被消除 了，保證了后續化學機械拋光工藝的平坦化效果。
在半導體制造領域，對于控制淀積厚度和濺射深度，可以通過諸如反
應時間、反應氣體流量、反應腔加(電)壓功率等條件設定，并已具有較 為成熟的方案，在此不再贅述。
權利要求
1. 一種去除磷硅玻璃的花苞頂部的方法，其特征是該方法包括如下步驟第1步，采用HDP CVD工藝在帶有圖形的硅片上淀積磷硅玻璃，所述磷硅玻璃覆蓋硅片上的圖形并在圖形周圍形成花苞，所述磷硅玻璃的主體至少高出圖形5nm；第2步，采用濺射工藝濺射第1步淀積的磷硅玻璃，至少將所述花苞的頂部通過濺射去除，同時仍保留一定厚度的磷硅玻璃覆蓋圖形；第3步，采用HDP CVD工藝再次淀積磷硅玻璃，直至所述磷硅玻璃達到預定厚度。
2. 根據權利要求1所述的去除磷硅玻璃的花苞頂部的方法，其特征是 所述花苞為磷硅玻璃，所述花苞的磷含量比磷硅玻璃的主體的磷含量低。
3. 根據權利要求1所述的去除磷硅玻璃的花苞頂部的方法，其特征是 所述方法的第1步中，所述花苞的頂部凸出于所述磷硅玻璃的主體。
4. 根據權利要求1所述的去除磷硅玻璃的花苞頂部的方法，其特征是 所述方法的第2步中，濺射的等離子體氣體源包括氧氣、氬氣、氮氣中的一種或幾種。
5. 根據權利要求1所述的去除磷硅玻璃的花苞頂部的方法，其特征是 所述方法的第3步中，再次淀積的磷硅玻璃具有均勻的磷含量。
全文摘要
本發明公開了一種去除磷硅玻璃的花苞頂部的方法，該方法包括如下步驟第1步，采用HDP CVD工藝在帶有圖形的硅片上淀積磷硅玻璃，所述磷硅玻璃覆蓋硅片上的圖形并在圖形周圍形成花苞，所述磷硅玻璃的主體至少高出圖形5nm。第2步，采用濺射工藝濺射第1步淀積的磷硅玻璃，至少將所述花苞的頂部通過濺射去除，同時仍保留一定厚度的磷硅玻璃覆蓋圖形。第3步，采用HDP CVD工藝再次淀積磷硅玻璃，直至所述磷硅玻璃達到預定厚度。本發明可以有效去除磷硅玻璃的花苞頂部，從而提高后續化學機械拋光的平坦性。
文檔編號H01L21/31GK101436537SQ20071009422
公開日2009年5月20日 申請日期2007年11月13日 優先權日2007年11月13日
發明者徐偉中 申請人:上海華虹Nec電子有限公司