[发明专利]一种磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造技术领域，特别涉及一种磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法。

背景技术

目前，磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积包括两个过程：磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤和磷酸硅玻璃薄膜沉积。其中，磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤的目的是在反应腔体上沉积薄膜，为磷酸硅玻璃薄膜的沉积做好准备。磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤的程序分成三步：第一步为沉积含硅量高的氧化硅（SRO）薄膜；第二步为沉积氧化硅（USG）薄膜；第三步为沉积含磷量高的磷酸硅玻璃（P-rich PSG）薄膜，含磷量高的磷酸硅玻璃（P-rich PSG）薄膜形成了磷酸硅玻璃（PSG）薄膜沉积的氛围环境。磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤程序完成后，开始在晶片上进行磷酸硅玻璃（PSG）薄膜沉积。磷酸硅玻璃（PSG）薄膜每沉积8次，就会进行NF3腔体自清洗。

制造过程中发现，随着磷酸硅玻璃（PSG）薄膜沉积次数的增加，晶片上缺陷颗粒的数量也会随之增加，而且，大部分缺陷颗粒都无法通过去离子水清除。如图1所示，通常沉积到第5，6，7，8片的晶片时缺陷颗粒就会出现并有可能超过管控范围。一旦晶片上的缺陷颗粒数量太多，就会产生不良品。虽然磷酸硅玻璃（PSG）薄膜每沉积8次就会执行NF3腔体自清洗，在一定程度上能够控制缺陷颗粒的数量，但是晶片上仍然会出现缺陷颗粒，而且缺陷颗粒的数量经常会超过管控范围。

请参考图1，其为现有技术中磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积工艺后晶片上缺陷颗粒的统计图，如图1所示，缺陷颗粒的统计方式分为两种，一种是统计大于1微米的缺陷颗粒，另一种是统计大于0.16微米缺陷颗粒。一般，大于1微米的缺陷颗粒要求少于10颗，大于0.16微米的缺陷颗粒要求少于30颗。而图中所示的第8次磷酸硅玻璃（PSG）薄膜沉积，即第8片晶片上大于0.16微米的缺陷颗粒数量接近70颗，大于1微米的缺陷颗粒数量接近20颗。明显的，第8片晶片上的缺陷颗粒的数量已经超过了缺陷颗粒的管控范围。可见，定期清洗反应腔体也无法解决缺陷颗粒的问题。

为了控制磷酸硅玻璃薄膜沉积中缺陷颗粒的数量提高产品良率，本领域技术人员一直在寻找缺陷颗粒产生的原因以及其解决方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法，以解决现有的磷酸硅玻璃薄膜沉积中缺陷颗粒数量太多，导致产品不良的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法，所述方法包括以下步骤：

执行磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤；

磷酸硅玻璃薄膜沉积；

其中，磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤中通入一反应气体，反应气体为磷化氢气体，所述磷化氢气体的流量为50～100标况毫升/分钟。

可选的，在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中，所述磷酸硅玻璃薄膜沉积的预步骤包括：

在反应腔体上形成含硅量高的氧化硅薄膜；

在含硅量高的氧化硅膜层上形成氧化硅薄膜；

在氧化硅膜层上形成含磷量高的磷酸硅玻璃薄膜。

可选的，在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中，所述含硅量高的氧化硅薄膜的折射率为1.5。

可选的，在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中，所述含磷量高的磷酸硅玻璃薄膜的含磷量为5%～7%。

可选的，在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中，所述含硅量高的氧化硅薄膜的沉积时间为75～100秒。

可选的，在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中，所述氧化硅薄膜的沉积时间为75～100秒。

可选的，在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中，所述含磷量高的磷酸硅玻璃薄膜的沉积时间为200～400秒。

可选的，在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中，所述磷酸硅玻璃薄膜沉积8次为一个周期，所述磷酸硅玻璃薄膜沉积的周期在开始之前均要执行NF3腔体自清洗。

可选的，在所述的磷酸硅玻璃薄膜的等离子体化学气相沉积方法中，所述磷酸硅玻璃薄膜沉积的周期中对前面多片晶片进行沉积时间补偿。