[发明专利]对未掺杂硅玻璃掺杂的表面处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体工艺，特别是一种使用硼或磷对未掺杂玻璃进行掺杂的表面处理方法。

背景技术

在半导体工艺中，硅蚀刻时可使用硼或磷对未掺杂硅玻璃(USG)掺杂作为硬遮蔽层(hard-mask)以提高关键性尺寸，但当掺杂USG超薄薄膜(film)暴露在空气中吸收游离水分后，易生成硼酸或磷酸，也就是说使用硼或磷掺杂未掺杂硅玻璃工艺中存在硼磷气体外释的问题。

当前技术中解决使用硼或磷掺杂未掺杂硅玻璃工艺中存在硼磷气体外释问题的方法，主要是在使用硼或磷对未掺杂硅玻璃掺杂沉积后再进行扩散再流动处理，其流程为：使用硼或磷对未掺杂硅玻璃掺杂沉积后，先将器件送入扩散炉中放置约20～30分钟，再在800摄氏度的温度下放置20～30分钟，然后再次送入从扩散炉放置约20～30分钟。可以看出，扩散再流动处理是在炉管高温条件下进行的，整个过程费时较多，且反应温度较高，而器件在工艺中受热过多是不利的。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能避免硼磷气体外释的对未掺杂硅玻璃掺杂的表面处理方法。

为解决上述技术问题，本发明对未掺杂硅玻璃掺杂的表面处理方法，对掺杂后的硼硅玻璃或者硼磷硅玻璃采用氧气或者氧化亚氮在射频下进行等离子体处理。

进行所述处理时，氧气或者氧化亚氮的流量FLOW为：2100标准状态毫升/分≥FLOW≥1900标准状态毫升/分；反应腔内的压力P为：750帕斯卡≥P≥700帕斯卡；反应腔内的温度T为：410摄氏度≥T≥390摄氏度；射频频率F为95MHz≥F≥85MHz；处理时间TIME为：22秒≥TIME≥18秒。

本发明采用氧气或者氧化亚氮在射频下对掺杂后的硼硅玻璃或者硼磷硅玻璃进行等离子体处理，不仅可以使得掺质未掺杂玻璃超薄薄膜表面氧化，形成稳定的界面，避免硼磷气体外时释，而且所需温度较低，器件受热情况明显改善。

具体实施方式

本发明对未掺杂硅玻璃掺杂的表面处理方法，对掺杂后的硼硅玻璃或者硼磷硅玻璃采用氧气或者氧化亚氮在射频下进行等离子体处理。进行所述处理时，氧气或者氧化亚氮的流量FLOW为：2100标准状态毫升/分≥FLOW≥1900标准状态毫升/分；反应腔内的压力P为：750帕斯卡≥P≥700帕斯卡；反应腔内的温度T为：410摄氏度≥T≥390摄氏度；射频频率F为95MHz≥F≥85MHz；处理时间TIME为：22秒≥TIME≥18秒。

本发明的优选实施例，是在使用硼或磷对未掺杂硅玻璃掺杂沉积后，再采用流量为2000标准状态毫升/分(sccm)的氧气或者氧化亚氮在90M的射频下进行等离子体处理大约20秒左右，处理过程中，维持反应腔内的压力为5.5Torr(大约720帕斯卡)，维持反应腔内的温度为400摄氏度。

本发明采用氧气或者氧化亚氮在射频下对掺杂后的硼硅玻璃或者硼磷硅玻璃进行等离子体处理，由于氧自由基是具有化学活性的，能做为硼离子或者磷离子的载体，可以使得掺质未掺杂玻璃超薄薄膜表面氧化，形成稳定的界面，这层薄氧化膜可以阻止硼或磷离子形成硼酸或磷酸；当前技术中使用硼或磷对未掺杂硅玻璃掺杂沉积后采用扩散再流动的处理方法中，其所需温度约为800℃，而本发明所需温度可低于400℃，器件受热情况明显改善；同时，按照现有技术，炉管处理一批器件需要一个多小时，而用本发明提供的方法对一批货进行射频表面处理只需要20分钟左右，显然本发明所提供的方法具有产出率高的优点，便于大批量生产。