一种半导体BPSG膜的生长方法技术

一种半导体BPSG膜的生长方法，包括：做BPSG膜的硼磷拉偏实验，获得：当TMB=0，硼含量处于正常值时，测得BSG膜厚度在d1~d2之间；当TMP=0，磷含量处于正常值时，测得PSG膜厚度在d3~d4之间；记录硼磷含量符合要求的BPSG膜的生长数据，按该数据长BPSG膜；超过一定时间T后，需要调整生长数据；再做BPSG膜的硼磷拉偏实验，当TMB=0时，测得BSG膜厚度在d1~d2，记录TMP的具体数值A；当TMP=0时，测得PSG膜厚在d3~d4，记录TMB的具体数值B；于是，获得新的BPSG膜的生长数据。采用本发明专利技术的方法，只需要使用一次Rigaku3620设备，之后就不需要了。之后就不需要了。之后就不需要了。

【技术实现步骤摘要】
一种半导体BPSG膜的生长方法


[0001]本专利技术属于半导体膜的生产工艺的
，具体是指一种半导体BPSG膜的生长方法。

技术介绍

[0002]半导体BPSG（硼磷硅玻璃Boro
‑
phospho
‑
silicate Glass）膜的生长设备一般是P5000，一种等离子增强腔体淀积薄膜的机台，在射频作用下利用气体TEOS（原硅酸四乙酯，又称正硅酸乙酯、四乙氧基硅烷）和氧气反应在半导体晶圆片表面生成二氧化硅，利用TMB（硼酸三甲酯trimethylborate，化学式：B（CH3O3））和氧气反应生成三氧化二硼，利用TMP（亚磷酸三甲酯trimethylphosphite，化学式：P（CH3O3））与氧气反应生成五氧化二磷，BPSG膜含有这三种物质。半导体生产厂家常用BPSG工艺来做金属前介质，同时也能实现一定的平坦化，利于光刻曝光工艺的进行。BPSG淀积工艺需要严格监控膜内硼磷含量，其中三氧化二硼质量百分比为4.4%，五氧化二磷占比4.5%（各生产厂家各有不同，但差别不大）。
[0003]目前的半导体BPSG膜的生长方法是，在SIC或者硅片上做BPSG膜前，都需要先拿便宜的没长膜的硅片在P5000机台按实验条件（压力，功率，各种气体流速等）长一层薄膜，即BPSG膜，然后采用昂贵的Rigaku3620设备来测量膜层的硼磷含量。验证合格硼磷含量合格后，才在SIC片上长一层BPSG膜，条件跟测量合格的硅片长BPSG膜的条件一样，这个SIC上不能测量硼磷含量，但因为前面那个实验硅片先做了BPSG膜，测得硼磷含量也正常，就认为按同等条件SIC上长的BPSG膜的硼磷含量也正常。这种方法需要经常先拿没长膜的硅片在P5000机台按实验条件长一层BPSG膜，然后采用昂贵的Rigaku3620设备来测量膜层的硼磷含量，以此获得接下来正式生产时的各种条件（压力，功率，各种气体流速等）。
[0004]测量硼磷含量的设备为昂贵的Rigaku3620设备，它是利用X射线射向半导体晶圆片，收集并测量其反射光谱而得出硼磷含量。这样的设备一个生产厂家就一台，二手价格也在400万人民币以上，如果此设备出现问题，BPSG膜内硼磷含量无法测量，生产厂家将面临停产的危险。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种替代Rigaku3620设备测量硼磷含量的半导体BPSG膜的生长方法。
[0006]本专利技术是这样实现的：一种半导体BPSG膜的生长方法，包括如下步骤：步骤一：做BPSG膜的硼磷拉偏实验，从拉偏实验中获得：当TMB=0，硼含量处于正常值时，测得BSG膜厚度在d1~d2之间；当TMP=0，磷含量处于正常值时，测得PSG膜厚度在d3~d4之间；步骤二：先将试验硅片放置在P5000腔体里面按一定的生长数据长BPSG膜；步骤三：将长出BPSG膜的硅片放到Rigaku3620设备测量BPSG膜的硼磷含量；
步骤四：当测得BPSG膜的硼磷含量符合要求时，记录硼磷含量符合要求的BPSG膜的生长数据，该生长数据包括：时间、压强、功率、space、O2流速、TEOS流速、TMP流速、TMB流速；步骤五：按步骤四获得的BPSG膜的生长数据在新的硅片上长BPSG膜；步骤六：在P5000腔体的硅片上长BPSG膜超过一定时间T后，需要调整生长数据；步骤七：此时做BPSG膜的硼磷拉偏实验，当TMB=0时，测得BSG膜厚度在d1~d2时，记录此时的TMP的具体数值A；当TMP=0时，测得PSG膜厚在d3~d4时，记录此时的TMB的具体数值B；于是，获得新的BPSG膜的生长数据如下：时间不变、压强不变、功率不变、space不变、O2流速不变、TEOS流速不变、TMP流速调整为A、TMB流速调整为B；步骤八：接步骤七获得的新BPSG膜的生长数据的条件在P5000腔体的硅片上长BPSG膜；重复以上步骤六至步骤八。
[0007]进一步地，所述步骤一中：当TMB=0时，测得BSG膜厚度在10283~11000A时，硼含量为：4.4
±
0.3；当TMP=0时，测得PSG膜厚在9508~9892A时，磷含量为：4.5
±
0.3；所述步骤七中：当TMB=0时，测得BSG膜厚度在10283~11000A时，记录此时的TMP的具体数值A；当TMP=0时，测得PSG膜厚在9508~9892A时，记录此时的TMB的具体数值B。
[0008]进一步地，所述步骤五中，T=24小时。
[0009]本专利技术的优点在于：采用本专利技术的方法后，只需要最开始使用一次昂贵的Rigaku3620设备，之后就不需要了，后面再生产的BSG膜，每过一段时间做一次硼磷拉偏试验，通过拉偏试验获得调整后的TMP的具体数值和TMB的具体数值就可以继续生产了，大大降低了设备使用成本。
[0010]附图说明
[0011]下面参照附图结合实施例对本专利技术作进一步的描述。
[0012]图1是本专利技术的方法流程示意图。
[0013]具体实施方式
[0014]半导体工艺中一般要求硼磷含量质量百分比都在4.5％左右，本实施例中要求BPSG膜为硼的百分比为4.4%，磷的百分比为4.5%。在调试P5000生长BPSG膜厚时的反应条件如表1所示：表1：生长BPSG膜厚时的反应条件
菜单时间压强功率spaceO2TEOSTMBTMPBPSG12k84秒6托280瓦240毫英寸500毫升/秒300毫升/秒47毫升/秒5.2毫升/秒
在此条件下，测量膜厚为12040A，硼的百分比为4.402%，磷的百分比为4.502%。
[0015]本实施例提供一种半导体BPSG膜的生长方法，包括如下步骤：步骤一：先做上述条
件的BPSG膜的硼磷拉偏实验；在做BPSG膜的硼磷拉偏实验时，发现硼磷含量与BPSG膜的长膜速率具有一定的有相关性。单独掺磷时，PSG膜的长膜速率与磷含量成正相关性；单独掺硼时，BTSG膜的长膜速率与硼含量也成正相关。
[0016]在上述表1的BPSG膜的反应条件下，只改变TMP的流速，测量的如下数据：（其中TMB流速为0生长的膜为PSG，TMP流速为0生长的膜为BSG膜，TMB和TMP都不流，生长的膜为USG膜）表2：TMB流量保持不变时硼磷含理和膜厚情况表TMB流量TMP流量B%P%BSG(A)PSG(A)USG(A)4724.4471.31110611922091024734.4423.1071060593709102473.64.4374.0431060894769100473.84.4324.24110603950891014744.4274.3051061095409100474.24.4224.3401061295729102474.44.4174.3841061296049096474.64.4124.4211060896369098474.84.4084.4621060596689095475.24.4024.50210607970本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体BPSG膜的生长方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：做BPSG膜的硼磷拉偏实验，从拉偏实验中获得：当TMB=0，硼含量处于正常值时，测得BSG膜厚度在d1~d2之间；当TMP=0，磷含量处于正常值时，测得PSG膜厚度在d3~d4之间；步骤二：先将试验硅片放置在P5000腔体里面按一定的生长数据长BPSG膜；步骤三：将长出BPSG膜的硅片放到Rigaku3620设备测量BPSG膜的硼磷含量；步骤四：当测得BPSG膜的硼磷含量符合要求时，记录硼磷含量符合要求的BPSG膜的生长数据，该生长数据包括：时间、压强、功率、space、O2流速、TEOS流速、TMP流速、TMB流速；步骤五：按步骤四获得的BPSG膜的生长数据的条件在P5000腔体新的硅片上长BPSG膜；步骤六：在P5000腔体的硅片上长BPSG膜超过一定时间T后，需要调整生长数据；步骤七：此时做BPSG膜的硼磷拉偏实验，当TMB=0时，测得BSG膜厚度在d1~d2时，记录此时的TMP的具体数值A；当TMP=0时，测得PSG膜厚在d3...

【专利技术属性】
技术研发人员：何佳，周华强，张长沙，
申请(专利权)人：泰科天润半导体科技北京有限公司，
类型：发明
国别省市：