[发明专利]在腔体内壁形成保护膜的预沉积方法

说明书

技术领域

本发明涉及采用纯氢高密度等离子体化学气相沉积(HDP-CVD)工艺进行浅沟槽(STI)填充制程，具体地说，涉及一种浅沟槽填充制程中的预沉积方法，以在腔体内壁形成保护膜。

背景技术

由于具有较好的填充能力，在90nm及以下技术代，纯氢HDP-CVD工艺成为填充浅沟槽的主流工艺。在纯氢HDP-CVD填充浅沟槽工艺中，腔体(chamber)内温度一般可达800°左右，等离子活动比较剧烈，因此，晶圆表面特性的稳定性成为影响晶圆成品率的关键因素。

由于在纯氢HDP-CVD工艺中等离子的活动剧烈，为了避免等离子体对腔体内壁的损伤或者是轰击下来的物质污染晶圆的表面，一般在进行沉积之前，首先进行一步预沉积步骤，以在腔体内壁形成保护膜。现有预沉积步骤是：在腔体上加上同样功率的顶射频(RF top)和侧射频(RF side)，腔体内的反应气体分解、沉积，从而在腔体内壁上形成保护膜。但是在实际制造过程中发现，采用现有工艺，形成于腔体内壁的保护膜在高功率的射频作用下形成的不均匀，有的地方厚，有的地方薄，导致与腔体内壁黏附的不牢固。在纯氢HDP-CVD工艺中，分布不均匀的保护膜受到等离子体的剧烈碰撞很容易脱落，导致晶圆表面出现颗粒缺陷。而且，随着半导体技术的发展，半导体器件集成度越来越高，对晶圆表面特性要求也越来越高，所以如何减少晶圆表面的颗粒缺陷成为亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明解决的技术问题在于提供一种在腔体内壁形成保护膜的预沉积方法，所述保护膜在等离子体的轰击下不容易脱落。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种新的预沉积方法。该预沉积方法包括：首先向腔体内输入反应气体；然后开启腔体的顶射频和侧射频，进行预沉积步骤以在腔体的内壁形成所述保护膜，其中所述预沉积步骤分两步进行：一步中顶射频的功率大于侧射频的功率；另外一步中顶射频的功率小于侧射频的功率。

与现有技术相比，本发明通过两步进行的方法，使得沉积于腔体内壁的保护膜分布均匀且黏附好，这样在后续的纯氢HDP-CVD工艺中，保护膜不容易被剧烈运动的等离子体轰击下来，从而在填充浅沟槽的制程中减少了晶圆表面的颗粒缺陷。

附图说明

图1是本发明预沉积方法的流程图。

图2是采用本发明预沉积方法后晶圆表面的效果图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明提供的在腔体内壁形成保护膜的预沉积方法的较佳实施例作详细描述，以期进一步理解本发明的目的、特点及有益效果等。

本发明提供的在腔体内壁形成保护膜的预沉积方法在采用纯氢HDP-CVD工艺进行浅沟槽填充制程之前进行。所述保护膜一般与填充于浅沟槽的绝缘物材料相同，所以进行预沉积步骤时腔体内的反应气体与进行纯氢HDP-CVD工艺时的反应气体相同。

请参阅图1，进行预沉积步骤之前，首先将反应气体输入腔体内，本实施例中反应气体是硅烷气体、氧气和氩气。然后开启腔体的顶射频和侧射频，反应气体在射频作用下分解，进行预沉积步骤，从而在腔体的内壁形成二氧化硅保护膜。

本发明提供的预沉积步骤分两子步骤进行，且两子步骤进行的时间和反应气体的流量均相同，但是两子步骤中顶射频和侧射频的功率是不相同的，两者功率相差2000-5000W。在本实施例中：第一子步骤中，顶射频的功率为6000W，侧射频的功率为1000W；第二子步骤中，顶射频的功率1000W，侧射频的功率为6000W，这样在第一子步骤中，形成于腔体内壁的第一层保护膜顶端厚、侧端薄，而在第二子步骤中，形成的第二层保护膜则是顶端薄、侧端厚。采用本发明提供的预沉积方法，使得最终在腔体内壁形成的保护膜分布均匀，且第二层保护膜覆盖在第一层保护膜的上面，增强了保护膜对腔体内壁的黏附性。

由于腔体内壁的保护膜分布均匀且黏附性好，因此在后续采用纯氢HDP-CVD填充浅沟槽制程中，剧烈运动的等离子运动不容易将保护膜轰击下来，起到了减少了晶圆表面的颗粒缺陷的有益效果。图2是采用本发明预沉积方法后晶圆表面的颗粒缺陷的效果图，从图中可知，晶圆表面的颗粒缺陷明显少于基准值。