专利名称：Hdp cvd工艺淀积介质膜时减少二氧化硅的方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制造工艺，特别是涉及一种HDP CVD工艺淀积 介质膜的方法。
背景技术：
HDP CVD (高密度等离子体化学气相淀积)工艺淀积介质膜具有在淀积 的同时进行刻蚀的特点，能够形成无空洞的填隙，因此被广泛应用于接触 孔的填隙及后道工序的介质填隙等。该工艺用于接触孔模块时主要淀积无 惨杂硅玻璃(USG)、氟硅玻璃(FSG)或是磷硅玻璃(PSG)。
现有的采用HDP CVD工艺淀积介质膜主要包括下列步骤，请参阅图l: 第1步，打开反应腔阀门。这一步中通入氧气和惰性气体以在反应腔 内形成气流。
第2步，加热反应腔。这一步中继续通入氧气和惰性气体以在反应腔 内持续形成气流。这一步的时间、反应腔内的功率、温度参数、通入气体 的总流量根据硬件设备和所淀积介质膜的要求的不同而不同，在确定了硬 件设备和所淀积介质膜的要求之后，上述各数据是已知的。
第3步，通入参与淀积反应的气体，反应气体沿着第1步和第2步所 形成的气流的路径运动。
第4步，启动反应腔的偏压开关，将第3步通入的反应气体离子化， 并在反应腔内形成电压差。第5步，由于第4步在反应腔内形成了电压差，反应气体的离子撞击
硅片表面，在淀积的同时进行刻蚀。
通常，硅衬底上存在着一层很薄的自然氧化层即二氧化硅，其厚度小
于IOA。采用上述HDP CVD工艺淀积介质膜时 一开始会形成一层二氧化硅， 称为过渡层；然后引入反应气体淀积介质膜。请参阅图2 (a)和图2 (b)， 这样所形成的硅片包括介质膜3、 二氧化硅2和硅衬底1三层，其中二氧化 硅2又包括由自然氧化形成的二氧化硅(占次要部分)和HDP CVD工艺淀 积时形成的二氧化硅过渡层(占主要部分)。
请参阅图2 (c)，在接触孔刻蚀的时候，对于源漏这两个区域的刻蚀孔 4，会存在着两个分界面介质膜3和二氧化硅2的分界面、二氧化硅2和 硅1的分界面。不同分界面的薄膜越厚，刻蚀难度越大。在刻蚀孔4的底 部往往还残留有部分二氧化硅2，这表明刻蚀得不完全。因此，为了降低刻 蚀难度，就需要尽可能减少二氧化硅的厚度，尤其是淀积时形成的二氧化 硅过渡层的厚度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种HDP CVD工艺淀积介质膜时减 少二氧化硅的方法，该方法在现有工艺基础上进行优化，可以有效减少HDP CVD工艺淀积介质膜时所形成的二氧化硅。
为解决上述技术问题，本发明HDP CVD工艺淀积介质膜时减少二氧化 硅的方法采用HDP CVD工艺淀积介质膜，在打开反应腔阀门的步骤中不通 入氧气，在加热反应腔的步骤的前期不通入氧气，后期开始通入氧气。作为对本发明的进一步改进，所述加热反应腔的步骤的后期的时间小 于等于10秒。所述加热反应腔的步骤的后期通入氧气的流量小于等于
100sccm (standard-state cubic centimeter per minute,标况毫升每分)。 本发明在现有HDP CVD工艺淀积介质膜的基础上作了改进，使用改进 后的方法所形成的二氧化硅的厚度得到了明显下降。通过对比试验表明， 按照传统HDPCVD工艺淀积介质膜之后测量的二氧化硅的厚度为6lA (埃)， 经本发明所述方法采用HDP CVD工艺淀积介质膜之后测量的二氧化硅的厚 度下降到32A。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细的说明
图1是现有的HDP CVD工艺淀积介质膜的方法的流程图2是现有关的HDP CVD工艺淀积介质膜时形成二氧化硅的示意图3是本发明HDP CVD工艺淀积介质膜时减少二氧化硅的方法的流程图。
图中附图标记为l一硅衬底；ll一原有图形；2 — 二氧化硅；3 —介质 膜；4一刻蚀孔。
具体实施例方式
本发明HDP CVD工艺淀积介质膜时减少二氧化硅的方法是基于现有的 HDP CVD工艺淀积介质膜的方法所作的改进，其改进包括二个部分的内容
首先，现有HDP CVD工艺淀积介质膜的方法在打开反应腔阀门的步骤 中通入惰性气体和氧气，其主要目的是形成气流，方便后续通入的反应气体可沿已有气流运动，可是通入的氧气也会使硅衬底表面形成一层二氧化 硅。本发明在打开反应腔阀门的步骤中不通入氧气，避免了这一步骤形成 的二氧化硅。
其次，现有HDP CVD工艺淀积介质膜的方法在加热反应腔的步骤中通 入惰性气体和氧气，其主要目的还是形成持续的气流，方便后续通入的反 应气体可沿己有气流运动，可是通入的氧气在加热环境中更容易使硅衬底 表面形成二氧化硅层。本发明将加热反应腔的步骤根据是否通入氧气分为 前期和后期，在加热反应腔的步骤的前期不通入氧气，后期开始通入氧气， 减少了这一步骤时形成的二氧化硅。
请参阅图3，采用本发明所述方法，利用HDPCVD工艺淀积介质膜的方 法包括如下步骤
第1步，打开反应腔阀门，不通入氧气。
第2步，在加热反应腔的前期不通入氧气，在加热反应腔的后期才开 始通入氧气。
第3步 第5步，按照背景技术所述HDP CVD工艺淀积介质膜的方法 的第3步至第5步进行。
作为本发明的二种改进，其一是将加热反应腔的步骤的后期的时间限 定为小于等于10秒，即对通入氧气的时间加以限制；其二是将加热反应腔 的步骤的后期通入氧气的流量限定为小于等于100sccm，即对通入氧气的流 量加以限制；籍此减少在HDP CVD工艺淀积介质膜时形成的二氧化硅。
本发明可以采用美国应用材料公司或是美国诺发公司的HDP CVD反应腔。
本发明除了对现有HDP CVD工艺淀积介质膜的前两步步骤中通入氧气
的时间和流量加以改进，其余均保持不变。例如，本发明中加热反应腔的
步骤的前期和后期的时间之和与现有HDP CVD工艺淀积介质膜的加热反应 腔的步骤的时间保持一致。又如，本发明中加热反应腔的步骤的前期和后 期通入气体的总流量均与现有HDP CVD工艺淀积介质膜在加热反应腔的步 骤中通入气体的总流量一致，减少的氧气的流量通过增加惰性气体的流量 来弥补。再如，本发明中加热反应腔的步骤的前期和后期均保持气压、功 率参数与现有HDP CVD工艺淀积介质膜的加热反应腔的步骤中的气压、功 率参数一致。
权利要求
1. 一种HDP CVD工艺淀积介质膜时减少二氧化硅的方法，其特征是所述方法采用HDP CVD工艺淀积介质膜，在打开反应腔阀门的步骤中不通入氧气，在加热反应腔的步骤的前期不通入氧气，后期开始通入氧气。
2. 根据权利要求1所述的HDP CVD工艺淀积介质膜时减少二氧化硅的 方法，其特征是所述加热反应腔的步骤的后期的时间小于等于IO秒。
3. 根据权利要求1所述的HDP CVD工艺淀积介质膜时减少二氧化硅的 方法，其特征是所述加热反应腔的步骤的后期通入氧气的流量小于等于 100sccm。
全文摘要
本发明公开了一种HDP CVD工艺淀积介质膜时减少二氧化硅的方法，所述方法采用HDP CVD工艺淀积介质膜，在打开反应腔阀门的步骤中不通入氧气，在加热反应腔的步骤的前期不通入氧气，后期开始通入氧气。作为对本发明的改进，所述加热反应腔的步骤的后期的时间小于等于10秒，所述加热反应腔的步骤的后期通入氧气的流量小于等于100sccm。本发明在现有HDP CVD工艺淀积介质膜的基础上作了改进，使用改进后的本发明方法所形成的二氧化硅的厚度得到了明显下降。
文档编号C23C16/50GK101440480SQ20071009426
公开日2009年5月27日 申请日期2007年11月22日 优先权日2007年11月22日
发明者秦文芳, 胡正军 申请人:上海华虹Nec电子有限公司;上海集成电路研发中心有限公司