一种磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法技术

技术编号:9079284 阅读:166 留言:0更新日期:2013-08-22 20:17
本发明专利技术提供了一种磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法,其特征在于:所述方法包括以下步骤:执行磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤;磷酸硅玻璃薄膜沉积;其中,磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤中通入一反应气体,反应气体为磷化氢气体,所述磷化氢气体的流量为50~100标况毫升/分钟。在本发明专利技术提供的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中,通过降低反应气体磷化氢的流量,使得含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich?PSG)膜层更加致密,磷酸硅玻璃(PSG)薄膜与含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich?PSG)膜层的附着性更好,减少缺陷颗粒的产生,从而提高了产品的良率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造
,特别涉及。
技术介绍
目前,磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积包括两个过程:磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤和磷酸硅玻璃薄膜沉积。其中,磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤的目的是在反应腔体上沉积薄膜,为磷酸硅玻璃薄膜的沉积做好准备。磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤的程序分成三步:第一步为沉积含硅量高的氧化硅(SRO)薄膜;第二步为沉积氧化硅(USG)薄膜;第三步为沉积含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich PSG)薄膜,含磷量高的磷酸硅玻璃(Ptich PSG)薄膜形成了磷酸硅玻璃(PSG)薄膜沉积的氛围环境。磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤程序完成后,开始在晶片上进行磷酸硅玻璃(PSG)薄膜沉积。磷酸硅玻璃(PSG)薄膜每沉积8次,就会进行NF3腔体自清洗。制造过程中发现,随着磷酸硅玻璃(PSG)薄膜沉积次数的增加,晶片上缺陷颗粒的数量也会随之增加,而且,大部分缺陷颗粒都无法通过去离子水清除。如图1所示,通常沉积到第5,6,7,8片的晶片时缺陷颗粒就会出现并有可能超过管控范围。一旦晶片上的缺陷颗粒数量太多,就会产生不良品。虽然磷酸硅玻璃(PSG)薄膜每沉积8次就会执行NF3腔体自清洗,在一定程度上能够控制缺陷颗粒的数量,但是晶片上仍然会出现缺陷颗粒,而且缺陷颗粒的数量经常会超过管控范围。请参考图1,其为现有技术中磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积工艺后晶片上缺陷颗粒的统计图,如图1所示,缺陷颗粒的统计方式分为两种,一种是统计大于I微米的缺陷颗粒,另一种是统计大于0.16微米缺陷颗粒。一般,大于I微米的缺陷颗粒要求少于10颗,大于0.16微米的缺陷颗粒要求少于30颗。而图中所示的第8次磷酸硅玻璃(PSG)薄膜沉积,即第8片晶片上大于0.16微米的缺陷颗粒数量接近70颗,大于I微米的缺陷颗粒数量接近20颗。明显的,第8片晶片上的缺陷颗粒的数量已经超过了缺陷颗粒的管控范围。可见,定期清洗反应腔体也无法解决缺陷颗粒的问题。为了控制磷酸硅玻璃薄膜沉积中缺陷颗粒的数量提高产品良率,本领域技术人员一直在寻找缺陷颗粒产生的原因以及其解决方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供,以解决现有的磷酸硅玻璃薄膜沉积中缺陷颗粒数量太多,导致产品不良的问题。为解决上述技术问题,本专利技术提供,所述方法包括以下步骤:执行磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤; 磷酸硅玻璃薄膜沉积;其中,磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤中通入一反应气体,反应气体为磷化氢气体,所述磷化氢气体的流量为50 100标况晕升/分钟。可选的,在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中,所述磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤包括:在反应腔体上形成含硅量高的氧化硅薄膜;在含硅量高的氧化硅膜层上形成氧化硅薄膜;在氧化硅膜层上形成含磷量高的磷酸硅玻璃薄膜。可选的,在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中,所述含硅量高的氧化硅薄膜的折射率为1.5。可选的,在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中,所述含磷量高的磷酸硅玻璃薄膜的含磷量为5% 7%。可选的,在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中,所述含硅量高的氧化硅薄膜的沉积时间为75 100秒。可选的,在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中,所述氧化硅薄膜的沉积时间为75 100秒。可选的,在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中,所述含磷量高的磷酸硅玻璃薄膜的沉积时间为200 400秒。可选的,在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中,所述磷酸硅玻璃薄膜沉积8次为一个周期,所述磷酸硅玻璃薄膜沉积的周期在开始之前均要执行NF3腔体自清洗。·可选的,在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中,所述磷酸硅玻璃薄膜沉积的周期中对前面多片晶片进行沉积时间补偿。专利技术人发现,造成现有的磷酸硅玻璃薄膜沉积中缺陷颗粒数量太多导致产品不良的原因在于,磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤中沉积的含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich PSG)膜层不够致密,与之后沉积的磷酸硅玻璃(PSG)薄膜的附着性不够,产生了很多磷酸硅玻璃(PSG)颗粒,磷酸硅玻璃(PSG)颗粒落在晶片上造成产品不良。在本专利技术提供的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中,通过降低反应气体磷化氢的流量,使得含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich PSG)膜层更加致密,磷酸硅玻璃(PSG)薄膜与含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich PSG)膜层的附着性更好,减少缺陷颗粒的产生,从而提高了产品的良率。附图说明图1是现有技术中磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积工艺后晶片上缺陷颗粒的统计图;图2是本专利技术的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积的工艺流程图;图3是本专利技术的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积工艺后晶片上缺陷颗粒的统计图。具体实施例方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书,本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是,附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。现有的磷酸硅玻璃薄膜的沉积中缺陷颗粒数量太多导致产品不良,产品良率较低。专利技术人对此进行了深入的研究,研究发现,磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤中沉积的含硅量高的氧化硅(SRO)薄膜的压应力为250 300兆帕(Mpa),氧化硅(USG)薄膜的膜质的压应力为80 120兆帕(Mpa),含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich PSG)薄膜的压应力为20 40兆帕(Mpa)。压应力的大小与薄膜的膜质有关,一般而言,压应力越小,膜质越疏松,反之,压应力越大,膜质越致密。可见,含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich PSG)薄膜比较疏松。而且,可知的,磷酸硅玻璃薄膜含磷浓度越高,薄膜里不饱和键就越多,膜质也就越松散。这点也可以从不同种类薄膜的应力上看出来,比如,含磷量为零的氧化硅(USG)薄膜的压应力为80 120兆帕(Mpa),而含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich PSG)薄膜的压应力为20 40兆帕(Mpa)。含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich PSG)薄膜因为含磷量很高,膜层不够致密,与之后沉积的磷酸硅玻璃(PSG)薄膜的附着性不够,磷酸硅玻璃(PSG)薄膜沉积过程中会产生很多磷酸硅玻璃(PSG)颗粒,磷酸硅玻璃(PSG)颗粒落在晶片上造成了缺陷颗粒。磷酸硅玻璃(PSG)薄膜沉积次数越多,产生的 磷酸硅玻璃(PSG)颗粒也就越多,落在晶片上的缺陷颗粒的数量太多,超过一定范围就会造成产品不良。综上,造成现有的磷酸硅玻璃薄膜的沉积中缺陷颗粒数量太多导致产品不良的原因在于,磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤中所沉积的含磷量高的磷酸硅玻璃(P-rich PSG)膜层不够致密,与之后沉积的磷酸硅玻璃(PSG)薄膜的附着性不够,产生了磷酸硅玻璃(PSG)颗粒,磷酸硅玻璃(PSG)颗粒落在晶片上造成产品不良。为了解决上述问题,本申请提出了如下技术方案:请参考图2,其为本专利技术的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积的工艺流程图,如图2所示,所述磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法包括以下步骤:执行磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤SlO ;磷酸硅玻璃沉积S20 ;其中,磷酸硅玻璃薄本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法,其特征在于所述方法包括以下步骤:执行磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤;磷酸硅玻璃薄膜沉积;其中,磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤中通入一反应气体,反应气体为磷化氢气体,所述磷化氢气体的流量为50~100标况毫升/分钟。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:陈建维侯多源张旭升
申请(专利权)人:上海华力微电子有限公司
类型:发明
国别省市:

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