CN103560080A - 降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法 - Google Patents

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Abstract

一种降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法，包括：执行步骤S1：提供具有半导体器件之硅基衬底，并进行富硅氧化物薄膜淀积；执行步骤S2：进行未掺杂硅玻璃薄膜淀积；执行步骤S3：进行磷硅玻璃薄膜淀积，在所述磷硅玻璃薄膜淀积时，所述磷烷（PH3）的流量范围为30～60sccm，所述射频溅射的功率范围为3.5～6kw。本发明通过优化高密度等离子体磷硅玻璃薄膜的预金属电介质淀积工艺，降低所述预金属电介质淀积工艺中的磷硅玻璃薄膜淀积之磷烷流量，以及调整所述射频磁控溅射之功率，提高了所述磷硅玻璃薄膜的压应力，改善所述磷硅玻璃薄膜对所述工艺腔室之顶盖的黏附性，达到降低所述高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的缺陷，提高产品良率。

Description

降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法
技术领域
本发明涉及半导体制造技术领域，尤其涉及一种降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法。
背景技术
目前，在晶体管器件结构完成之后，进入后段铜工艺之前，通常需要进行预金属介质层淀积，以将所述晶体管表面高低不平的栅极区、源极区、漏极区进行填充并将表面磨平，为后段铜工艺的平整化奠定基础。
在以线宽130nm/110nm的工艺中，高密度等离子体磷硅玻璃工艺是所述预金属介质层淀积的核心制程。其中，所述高密度等离子体工艺具有优良的填孔性，所述磷硅玻璃中的磷具有一定的吸杂作用，可以有效的控制所述晶体管器件中的杂质含量，保证器件的工作范围和稳定性。
但是，半导体行业通常所采用的泛林半导体设备公司之机台进行高密度等离子体磷硅玻璃工艺时，均是在连续沉积4～20片硅片后，集中进行一次腔室内壁累积薄膜清理，随后重复进行下次工艺。然而，在实际量产中，由于现有工艺之缺陷，以及磷硅玻璃薄膜自身疏散，导致磷硅玻璃薄膜的黏附性较差，极易从所述机台之顶盖脱落，并随机分布，造成磷硅玻璃工艺颗粒问题，影响产品稳定性，甚至造成成品报废。
故针对现有技术存在的问题，本案设计人凭借从事此行业多年的经验，积极研究改良，于是有了本发明一种降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法。
发明内容
本发明是针对现有技术中，所述现有工艺之缺陷，以及磷硅玻璃薄膜自身疏散，导致磷硅玻璃薄膜的黏附性较差，极易从所述机台之顶盖脱落，并随机分布，造成磷硅玻璃工艺颗粒问题，影响产品稳定性，甚至造成成品报废等缺陷提供一种降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法。
为实现本发明之目的，本发明提供一种降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法，所述降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法包括：
执行步骤S1：提供具有半导体器件之硅基衬底，并进行富硅氧化物薄膜淀积；
执行步骤S2：进行未掺杂硅玻璃薄膜淀积；
执行步骤S3：进行磷硅玻璃薄膜淀积，在所述磷硅玻璃薄膜淀积时，所述磷烷（PH3）的流量范围为30～60sccm，所述射频溅射的功率范围为3.5～6kw。
可选地，所述半导体器件为晶体管器件。
可选地，所述富硅氧化物薄膜的压应力大于所述未掺杂硅玻璃薄膜的压应力，所述未掺杂硅玻璃薄膜的压应力大于所述磷硅玻璃薄膜的压应力
综上所述，本发明通过优化高密度等离子体磷硅玻璃薄膜的预金属电介质淀积工艺，降低所述预金属电介质淀积工艺中的磷硅玻璃薄膜淀积之磷烷流量，以及调整所述射频磁控溅射之功率，提高了所述磷硅玻璃薄膜的压应力，改善所述磷硅玻璃薄膜对所述工艺腔室之顶盖的黏附性，达到降低所述高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的缺陷，提高产品良率。
附图说明
图1所示为本发明降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法之流程图；
图2所示为本发明降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法所获得的高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的趋势图。
具体实施方式
为详细说明本发明创造的技术内容、构造特征、所达成目的及功效，下面将结合实施例并配合附图予以详细说明。
请参阅图1，图1所示为本发明降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法之流程图。所述降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法包括：
执行步骤S1：提供具有半导体器件之硅基衬底，并进行富硅氧化物（Si-richOxide,SRO）薄膜淀积；
执行步骤S2：进行未掺杂硅玻璃（Undoped Silicon Glass,USG）薄膜淀积；
执行步骤S3：进行磷硅玻璃（Phospho Silicon Glass,PSG）薄膜淀积，在所述磷硅玻璃薄膜淀积时，所述磷烷（PH3）的流量范围为30～60sccm，所述射频溅射的功率范围为3.5～6kw。
作为本领域技术人员，容易理解地，本发明在步骤S1中对具有半导体器件之硅基衬底进行富硅氧化物薄膜（SRO）淀积，所述半导体器件为晶体管器件，所述富硅氧化物薄膜与所述工艺腔室之顶盖接触，并具有强的黏附力，且为后续未掺杂硅玻璃薄膜（USG）沉积和磷硅玻璃薄膜（PSG）淀积铺垫基础。本发明在步骤S2中进行未掺杂硅玻璃薄膜淀积，所述未掺杂硅玻璃薄膜作为过渡缓冲层，以增强所述磷硅玻璃薄膜与所述富硅氧化物薄膜之间的黏结。在所述步骤S3中进行磷硅玻璃（Phospho Silicon Glass）薄膜淀积，在所述磷硅玻璃薄膜淀积时，所述磷烷的流量范围为30～60sccm，所述射频溅射的功率范围为3.5～6kw。在所述工艺条件下进行磷硅玻璃薄膜沉积，提高了所述磷硅玻璃薄膜的压应力，改善了所述磷硅玻璃薄膜对所述工艺腔室顶盖的黏附性，实现降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒缺陷，提高产品良率。
为了进一步阐述本发明降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法之实用性，在本发明中，对所述高等离子体磷硅玻璃的预金属电介质淀积工艺中的富硅氧化物薄膜、未掺杂硅玻璃、磷硅玻璃薄膜的压应力进行测试，测试结构如表1所示。从表1可知，所述富硅氧化物薄膜的压应力大于所述未掺杂硅玻璃薄膜的压应力，所述未掺杂硅玻璃薄膜的压应力大于所述磷硅玻璃薄膜的压应力。明显地，在进行磷硅玻璃薄膜淀积时，所述磷烷的流量越大，即工艺腔室内磷的含量越高，则磷硅玻璃薄膜的压应力越弱，进而凸显在本发明中，所述磷烷的流量范围为30～60sccm可以有效的提供所述磷硅玻璃薄膜的压应力。
表1 富硅氧化物薄膜、未掺杂硅玻璃、磷硅玻璃薄膜的压应力
Figure BDA0000414186600000051
请参阅图2，图2所示为本发明降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法所获得的高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的趋势图。由图2可知，通过本发明所获得的高密度等离子体磷硅玻璃颗粒极大降低，并趋于稳定，进而提高了产品稳定性。
综上所述，本发明通过优化高密度等离子体磷硅玻璃薄膜的预金属电介质淀积工艺，降低所述预金属电介质淀积工艺中的磷硅玻璃薄膜淀积之磷烷流量，以及调整所述射频磁控溅射之功率，提高了所述磷硅玻璃薄膜的压应力，改善所述磷硅玻璃薄膜对所述工艺腔室之顶盖的黏附性，达到降低所述高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的缺陷，提高产品良率。
本领域技术人员均应了解，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可对本发明进行各种修改和变型。因而，如果任何修改或变型落入所附权利要求书及等同物的保护范围内时，认为本发明涵盖这些修改和变型。

Claims (3)

1.一种降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法，其特征在于，所述降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法包括：
执行步骤S1：提供具有半导体器件之硅基衬底，并进行富硅氧化物薄膜淀积；
执行步骤S2：进行未掺杂硅玻璃薄膜淀积；
执行步骤S3：进行磷硅玻璃薄膜淀积，在所述磷硅玻璃薄膜淀积时，所述磷烷（PH3）的流量范围为30～60sccm，所述射频溅射的功率范围为3.5～6kw。
2.如权利要求1所述的降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法，其特征在于，所述半导体器件为晶体管器件。
3.如权利要求1所述的降低高密度等离子体磷硅玻璃颗粒的方法，其特征在于，所述富硅氧化物薄膜的压应力大于所述未掺杂硅玻璃薄膜的压应力，所述未掺杂硅玻璃薄膜的压应力大于所述磷硅玻璃薄膜的压应力。
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