次常壓無摻雜硅玻璃成膜方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及半導體集成電路制造領域，特別涉及一種次常壓(SAT)無摻雜硅玻璃 成膜方法。
【背景技術】
[0002] 功率M0S器件的溝槽襯墊層是一層用于隔離硅襯底和多晶硅的氧化膜，該氧化膜 需要覆蓋在一種深寬比很大(5:1)的溝槽上，后續多晶硅再填入。要求該襯墊氧化膜有完美 的臺階覆蓋能力，保形性好，較好的面內均勻性，無等離子損傷，滿足這個要求的機臺有 LPCVD(TEOS)(LPCVD(:低壓化學氣相淀積）（TE0S:正硅酸乙酯）和SAT TE0S，而它們都有各 自一個缺點:無法適應量產。如下表所示：
[0003]
[0004] 采用SAT 400°C或者LPCVD工藝都會使襯墊氧化膜產生懸突，如圖1所示，所謂的懸 突是指：圖中硅襯底上的溝槽口沿是形狀非常好的直角，而淀積襯墊氧化膜之后，其口沿處 的保形性就變得比較差，如圖1圓圈處所示，具有比較圓滑的弧度形成倒角。而采用SAT 550 °C雖然無懸突，但該工藝顆粒系統性不好，顆粒都在2000個，無法解決，如圖2所示。
【發明內容】
[0005] 本發明所要解決的技術問題是提供一種次常壓無摻雜硅玻璃成膜方法，其具有高 保形性，臺階覆蓋性能好。
[0006] 為解決上述問題，本發明所述的次常壓無摻雜硅玻璃成膜方法通過漸進式壓力管 控，成膜時壓力達到600Torr。
[0007] 所述的漸進式壓力管控，是反應腔在氧氣和氦氣氛圍，400°C條件下，分步進行： [0008] 第一步，控制節流閥處于半開啟狀態;第二步，當反應腔壓力上升達到200T〇rr時， 本步驟停止;第三步，當反應腔壓力上升達到400Torr時，本步驟停止;第四步，當反應腔壓 力上升達到500Torr時，本步驟停止;第五步，控制反應腔壓力繼續上升，在20S時間內上升 達到600Torr時停止。
[0009]本發明所述的次常壓無摻雜硅玻璃成膜方法，對TE0S采用漸進式壓力控制，壓力 上升至非常高的600T〇rr。形成的氧化膜具有良好的保形性，顆粒好，膜厚可控，適合量產。
【附圖說明】
[0010] 圖1是傳統次常壓工藝400°c成膜的剖面圖。
[0011] 圖2是傳統次常壓工藝550°C成膜的剖面圖。
[0012] 圖3~4是采用本發明工藝成膜的剖面圖。
【具體實施方式】
[0013] 本發明所述的次常壓無摻雜硅玻璃成膜方法采用400°C反應腔室的溫度，氧氣和 氦氣氛圍，通過漸進式壓力管控，成膜前有4個步驟形成壓力緩變，成膜時TE0S壓力達到 600T 〇rr，接近大氣壓。同時防止氣流擾動產生顆粒問題。
[0014] 所述的漸進式壓力管控，是反應腔在氧氣和氦氣氛圍，400°C條件下，分步進行： [0015]第一步，控制TE0S節流閥處于半開啟狀態；第二步，當反應腔壓力緩慢上升達到 200Torr時，本步驟停止;第三步，當反應腔壓力緩慢上升達到400Torr時，本步驟停止;第四 步，當反應腔壓力緩慢上升達到500Torr時，本步驟停止;第五步，控制反應腔壓力繼續上 升，在20S時間內緩慢上升達到600Torr時停止。
[0016] 如果少于上述步驟，壓力控制閥無法控制TE0S到壓力600Torr。
[0017] 采用上述工藝方法的關鍵在于兩點：
[0018] 1.采用漸進式壓力控制，壓力上升至非常高的600Torr;
[0019] 2. TE0S的流量對氧化膜的疏松度和臺階覆蓋性都有影響，而且是矛盾的。TE0S流 量太大會產生臺階覆蓋和顆粒的問題，而TE0S的流量過小又會導致膜質疏松，需要選用合 適的值。一組典型的參數如下表所示：
[0020]
[0021] 通過上述工藝，生成的氧化膜臺階覆蓋，側墻能達到99%，底部能達到95 %。如圖3 及圖4所示，是采用本發明工藝后的剖面顯微圖，可以看到，圖中形成的膜層緊緊貼附于溝 槽上，無懸突，具有非常好的保形性。
[0022]以上僅為本發明的優選實施例，并不用于限定本發明。對于本領域的技術人員來 說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同 替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種次常壓下無摻雜硅玻璃成膜方法，其特征是，通過漸進式壓力管控，成膜時壓力 達到 600Torr。2. 如權利要求1所述的次常壓下無摻雜硅玻璃成膜方法，其特征是，所述的漸進式壓力 管控，是反應腔在氧氣和氦氣氛圍，400°C條件下，分步進行。3. 如權利要求2所述的次常壓下無摻雜硅玻璃成膜方法，其特征是，第一步，控制節流 閥處于半開啟狀態;第二步，當反應腔壓力上升達到200Torr時，本步驟停止;第三步，當反 應腔壓力上升達到400Torr時，本步驟停止;第四步，當反應腔壓力上升達到500Torr時，本 步驟停止;第五步，控制反應腔壓力繼續上升，在20S時間內達到600Torr時停止。
【專利摘要】本發明公開了一種次常壓無摻雜硅玻璃成膜方法，通過漸進式壓力管控，成膜時反應腔內壓力達到600Torr，同時控制反應氣體流量以防止氣流擾動產生顆粒問題。形成的氧化膜具有良好的保形性，顆粒好，膜厚可控，適合量產。
【IPC分類】H01L21/28, H01L21/336
【公開號】CN105551962
【申請號】CN201510971895
【發明人】嚴瑋, 劉立成, 周俊
【申請人】上海華虹宏力半導體制造有限公司
【公開日】2016年5月4日
【申請日】2015年12月22日