CN104979190A - 改善磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种改善磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法，在晶圆表面制备磷硅玻璃之前，对静电吸盘进行两次清扫工艺，第一次清扫工艺为常规的清洁工艺；由于常规清洁工艺不能有效去除静电吸盘边缘的工艺副产物，所以，采用第二次清扫工艺有针对性的去除静电吸盘边缘的工艺副产物，减小了后续在静电吸盘中间和边缘所形成的磷硅玻璃中磷度差异，从而形成磷分布均匀的磷硅玻璃。

Description

改善磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法
技术领域
本发明涉及半导体技术领域，具体涉及一种改善在晶圆上形成的磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法。
背景技术
PSG(Phosphorus Silicon Glass)工艺随着静电吸盘(ESC，electrostatic chuck)使用寿命的增加，硅片中心点和边缘的磷浓度的差异越来越大，直至超规格，造成中心和边缘所沉积薄膜的特质发生差异，在后续研磨工艺过程中，表现为：硅片边缘的研磨率远远大于中心的研磨，从而造成研磨后的硅片均匀性超规格。
造成上述缺陷的原理如下：ESC为多孔陶瓷材质，在薄膜沉积过程中，ESC本身通过冷却水来冷却，同时通过ESC中心的温度控制器(TC，Thermal controller)监控硅片温度，系统根据温度检测值自动调整硅片背面氦气的流量以达到控温的目的，同时硅片被施加的静电吸附于ESC上以保证硅片不被背面流过的氦气吹走。硅片的冷却过程为：硅片被同时施加的向下静电吸附力和背面氦气的向上的浮力平稳地悬浮在ESC表面，而这种悬浮状态使得硅片的冷却主要是通过均匀的背面氦气带走硅片的热量而保持良好的温度均匀性。而随着ESC使用寿命的增加，ESC边缘工艺过程中吸附的工艺副产物的逐步积累，由于当前的腔体清扫工艺无法清扫到ESC边缘，使得硅片边缘与ESC的距离变近直至完全接触，从而导致接触冷却取代了氦气冷却的主导地位，造成了在薄膜沉积过程中，硅片中心的温度远远大于硅片边缘的温度，而温度越低PSG薄膜沉积速率越快，从而造成了硅片边缘的磷浓度远远高于硅片中心。
发明内容
为了克服以上问题，本发明旨在提供一种改善在晶圆上形成的磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法，在磷硅玻璃沉积之前有针对性地清除掉晶圆边缘的工艺副产物，以降低位于晶圆边缘和中心的磷硅玻璃中磷浓度的差异。
为了实现上述目的，本发明提供了改善在晶圆上形成的磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法，其过程在用于制备磷硅玻璃的反应腔中进行，所述反应腔中具有静电吸盘，所述静电吸盘的边缘具有工艺副产物，所述方法包括以下步骤：
步骤01：对所述静电吸盘进行第一次清扫工艺；
步骤02：采用处理气体NF3对所述静电吸盘进行第二次清扫工艺，以去除位于所述静电吸盘的边缘的所述工艺副产物；其中，所述处理气体NF3不经过远程等离子体控制系统处理；
步骤03：将所述晶圆置于所述静电吸盘上，在所述晶圆表面制备磷硅玻璃。
优选地，所述步骤01中，所述第一次清扫工艺采用的反应气体为氩气和被解离的F离子。
优选地，所述第一次清扫工艺所采用的温度为300-500℃。
优选地，所述步骤02中，所述处理气体NF3的纯度大于99％。
优选地，所述步骤02中，所述第二次清扫工艺中，所述处理气体NF3倾斜吹向所述静电吸盘的边缘区域。
优选地，所述步骤02中，所述第二次清扫工艺中所采用的温度为300-500℃。
优选地，所述步骤03中，所述制备磷硅玻璃包括在所述晶圆表面形成预涂层。
本发明的改善磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法，在晶圆表面制备磷硅玻璃之前，对静电吸盘进行两次清扫工艺，第一次清扫工艺为常规的清洁工艺，用于清洁静电吸盘表面；由于常规清洁工艺不能有效去除静电吸盘边缘的工艺副产物，所以，采用第二次清扫工艺有针对性的去除静电吸盘边缘的工艺副产物，减小了后续在静电吸盘中间和边缘所形成的磷硅玻璃中磷度差异，从而形成磷分布均匀的磷硅玻璃。
附图说明
图1为本发明的一个较佳实施例的改善在晶圆上形成的磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法的流程示意图
具体实施方式
为使本发明的内容更加清楚易懂，以下结合说明书附图，对本发明的内容作进一步说明。当然本发明并不局限于该具体实施例，本领域内的技术人员所熟知的一般替换也涵盖在本发明的保护范围内。
以下结合附图1和具体实施例对本发明的改善在晶圆上形成的磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式、使用非精准的比例，且仅用以方便、清晰地达到辅助说明本实施例的目的。
请参阅图1，本发明的一个较佳实施例的改善在晶圆上形成的磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法，其过程在用于制备磷硅玻璃的反应腔中进行，反应腔中具有静电吸盘，静电吸盘的边缘具有工艺副产物，这里，反应腔中还具有气体进气口和吹扫装置；本实施例中的改善在晶圆上形成的磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法包括以下步骤：
步骤01：对静电吸盘进行第一次清扫工艺；
具体的，将反应气体通过气体进气口进入反应腔中，并经过吹扫装置使反应气体产生具有一定方向的气流对静电吸盘进行吹扫。这里，可以采用常规清扫工艺来进行。第一次清扫工艺采用的反应气体为氩气和被解离的F离子，温度为300-500℃。本实施例中的第一次清扫工艺中气体的从静电吸盘下方吹扫。需要说明的是，本发明的其它实施例中的第一次清扫工艺也可以不控温进行。
步骤02：采用处理气体NF3对静电吸盘进行第二次清扫工艺，以去除位于静电吸盘的边缘的工艺副产物；其中，处理气体NF3不经过远程等离子体控制系统处理；
具体的，第二次清扫工艺中，处理气体NF3倾斜吹向静电吸盘的边缘区域，处理气体NF3的纯度大于99％，较佳的，为99.9999999％，所采用的温度为300-500℃。这样，可以对静电吸盘边缘的工艺副产物进行有效的针对性的去除。需要说明的是，本发明的其它实施例中的第一次清扫工艺也可以不控温进行。还需要说明的是，常规清扫工艺中也可能采用NF3，但是，本实施例中第二次清扫工艺所采用的处理气体NF3与常规清扫工艺中的NF3不同，本实施例中的第二次清扫工艺中的处理气体NF3，从静电吸盘顶部吹扫，可以有效去除静电吸盘边缘的工艺副产物。
步骤03：将晶圆置于静电吸盘上，在晶圆表面制备磷硅玻璃。
具体的，制备磷硅玻璃包括在晶圆表面形成预涂层。磷硅玻璃的制备可以采用常规工艺来进行，本发明对此不再赘述。
综上所述，本发明的改善磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法，在晶圆表面制备磷硅玻璃之前，对静电吸盘进行两次清扫工艺，第一次清扫工艺为常规的清洁工艺，用于清洁静电吸盘表面；由于在常规清洁工艺不能有效去除静电吸盘边缘的工艺副产物，所以，采用第二次清扫工艺有针对性的去除静电吸盘边缘的工艺副产物，减小了后续在静电吸盘中间和边缘所形成的磷硅玻璃中磷度差异，从而形成磷分布均匀的磷硅玻璃。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然所述实施例仅为了便于说明而举例而已，并非用以限定本发明，本领域的技术人员在不脱离本发明精神和范围的前提下可作若干的更动与润饰，本发明所主张的保护范围应以权利要求书所述为准。

Claims (7)

1.一种改善在晶圆上形成的磷硅玻璃中磷分布均匀性的方法，其过程在用于制备磷硅玻璃的反应腔中进行，所述反应腔中具有静电吸盘，所述静电吸盘的边缘具有工艺副产物，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
步骤01：对所述静电吸盘进行第一次清扫工艺；
步骤02：采用处理气体NF3对所述静电吸盘进行第二次清扫工艺，以去除位于所述静电吸盘的边缘的所述工艺副产物；其中，所述处理气体NF3不经过远程等离子体控制系统处理；
步骤03：将所述晶圆置于所述静电吸盘上，在所述晶圆表面制备磷硅玻璃。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤01中，所述第一次清扫工艺采用的反应气体为氩气和被解离的F离子。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一次清扫工艺所采用的温度为300-500℃。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤02中，所述处理气体NF3的纯度大于99％。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤02中，所述第二次清扫工艺中，所述处理气体NF3倾斜吹向所述静电吸盘的边缘区域。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述步骤02中，所述第二次清扫工艺中所采用的温度为300-500℃。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤03中，所述制备磷硅玻璃包括在所述晶圆表面形成预涂层。
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