專利名稱：一種解決高磷濃度psg薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工藝處理方法，尤其涉及一種解決高磷濃度PSG (磷硅玻璃)薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法。
背景技術(shù)：
高密度等離子體化學氣象淀積凡是生長的高濃度磷硅玻璃的工藝表面有霧狀的顆粒，這種霧狀的顆粒是由于磷吸水后在表面結(jié)晶造成薄膜表面粗糙，其中霧狀的顆粒在檢驗下顯示的顆粒數(shù)量極高，但是尺寸很小(為0.09至0. 1微米)，這樣的顆粒檢驗很大的影響了對真正顆粒的判斷，誤導顆粒檢驗結(jié)果。目前為了防止霧氣的產(chǎn)生，選著了覆蓋一層氧化硅，使用這層氧化硅用來阻擋空氣中的水氣侵蝕，阻斷水氣與硼、磷接觸造成結(jié)晶，但是這種方法只能普通的處理含量在4%的硼和磷，在高濃度磷含量的磷硅玻璃4也覆蓋一層氧化硅，在集成上會影響后續(xù)的化學機械研磨工藝的控制，因為化學機械研磨的研磨速率與磷的百分比成線性關(guān)系，如圖1所示，即磷的百分比含量越高則化學機械研磨速率(包括刻蝕速率)越快，化學機械研磨對磷硅玻璃和氧化硅的研磨速率比就越大。所以在實際磷含量比較高的磷硅玻璃工藝中，如果增加氧化硅的覆蓋層，當化學機械研磨磨完這層氧化硅后，無法停住，反而加速研磨下面的磷硅玻璃4，最終造成磷硅玻璃的薄膜厚度無法控制。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明公開了一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法。用以解決現(xiàn)有技術(shù)中磷含量比較高的磷硅玻璃4工藝過程中，PSG薄膜中磷與空氣中的氫、氧反應，后受潮吸水造成磷的結(jié)晶帶來的氣霧問題。為實現(xiàn)上述目的，發(fā)明采用的技術(shù)方案是
一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法，其中，主要包括以下步驟 在反應腔室內(nèi)的等離子體環(huán)境中通入氧氣，使所述等離子體與氧氣混合，利用等離子體的能量，使得氧氣與PSG薄膜中的不穩(wěn)定的磷原子發(fā)生反應，形成位于PSG薄膜表面的一層鈍化膜，以防止PSG薄膜中磷與空氣中的氫、氧發(fā)生反應。上述的工藝方法，其中，向所述反應腔室中通入氧氣的過程中，在所述反應腔室的頂部所通入的氧氣的流量為350sCCm，在所述反應腔室的側(cè)壁所通入的氧氣的流量為 150sccm,以保障所述反應腔室內(nèi)氧氣均勻分布。上述的工藝方法，其中，所述摻雜磷的硅玻璃為高密度等離子體化學氣象淀積法所生成，并且所摻雜的磷的濃度不低于9%。上述的工藝方法，其中，在所述反應腔室中產(chǎn)生等離子體的過程中，在所述反應腔室的頂部所設(shè)置的射頻功率為2500W，在所述反應腔室的側(cè)壁所設(shè)置的射頻功率為1000W， 在所述反應腔室的底部所設(shè)置的射頻功率為^OOW,以保障所述反應腔室內(nèi)等離子體均勻分布。本發(fā)明的一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法，采用了如下方案具有以下效果，在反應腔室中通入氧氣使得氧氣與PSG薄膜中的不穩(wěn)定的磷原子發(fā)生反應，形成位于PSG薄膜表面的一層鈍化膜從而使磷硅玻璃4中一些化學性質(zhì)不穩(wěn)定的磷穩(wěn)定下來，從而防止PSG薄膜中磷與空氣中的氫、氧反應，后受潮吸水造成磷的結(jié)晶帶來的氣霧問題。


通過閱讀參照如下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，發(fā)明的其它特征，目的和優(yōu)點將會變得更明顯。圖1為發(fā)明一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法的化學機械研磨速率與磷濃度線性關(guān)系圖2為發(fā)明一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法的示意圖。參考圖序在反應腔室1、PSG薄膜2、鈍化膜3、通氣口 4、射頻器5。
具體實施例方式為了使發(fā)明實現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)造特征、達成目的和功效易于明白了解，下結(jié)合具體圖示，進一步闡述本發(fā)明。請參看圖2所示，一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法，其中，主要包括以下步驟在反應腔室1內(nèi)的等離子體環(huán)境中通入氧氣，在反應腔室1中氧氣分別從頂部和側(cè)壁設(shè)有的通氣口 4通入氧氣，使等離子體與氧氣混合，利用等離子體的能量，使得氧氣與PSG薄膜2中的不穩(wěn)定的磷原子發(fā)生反應，形成位于PSG薄膜2表面的一層鈍化膜 3，以防止PSG薄膜2中磷與空氣中的氫、氧發(fā)生反應。進一步的，向反應腔室1中通入氧氣的過程中，在反應腔室1的頂部的通氣口 4 所通入的氧氣的流量為350sCCm，在反應腔室1的側(cè)壁的通氣口 4所通入的氧氣的流量為 150sCCm，其中，分別從反應腔室1頂部與側(cè)壁的通氣口 4同時通入的氧氣，以保障反應腔室 1內(nèi)氧氣均勻分布。并且分布的氧氣能夠充分與PSG薄膜2表面的不穩(wěn)定的磷原子發(fā)生反應。進一步的，摻雜磷的硅玻璃為高密度等離子體化學氣象淀積法所生成，并且所摻雜的磷的濃度不低于9%，在磷的濃度高于9%的時候能有效的使硅玻璃中摻雜的磷原子發(fā)生反應并使PSG薄膜2的表面形成鈍化膜3。進一步的，在反應腔室1中產(chǎn)生等離子體的過程中，在反應腔室1的頂部所設(shè)置的射頻功率為2500W，在反應腔室1的側(cè)壁所設(shè)置的射頻功率為1000W，在反應腔室1的底部所設(shè)置的射頻功率為5500W，其中，反應腔室1的頂部和側(cè)壁設(shè)有的射頻器5所射出的頻率以保障反應腔室1內(nèi)等離子體均勻分布。同時，利用等離子體(PLASMA)的能量，使得氧氣與磷硅玻璃中的磷的不穩(wěn)定性鍵發(fā)生反應，例如氧氣與磷的懸鍵(P-)結(jié)合，從而使磷硅玻璃中一些化學性質(zhì)不穩(wěn)定的磷穩(wěn)定下來。所形成的鈍化膜5防止磷與空氣中的氫、氧反應，解決了高濃度磷硅玻璃4在空氣中放置后受潮吸水造成磷的結(jié)晶帶來的霧氣問題。進一步的，高密度等離子體2與氧氣4 在反應腔室1內(nèi)發(fā)生混合。綜上所述，發(fā)明一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法，有效的使在反應腔室中通入氧氣使高密度等離子體與氧氣混合，達到磷硅玻璃4的表面形成鈍化膜，阻斷水氣與硼、磷接觸造成結(jié)晶。 以上對發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實施; 本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
權(quán)利要求
1.一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法，其特征在于，主要包括以下步驟在反應腔室內(nèi)的等離子體環(huán)境中通入氧氣，使所述等離子體與氧氣混合，利用等離子體的能量，使得氧氣與PSG薄膜中的不穩(wěn)定的磷原子發(fā)生反應，形成位于PSG薄膜表面的一層鈍化膜，以防止PSG薄膜中磷與空氣中的氫、氧發(fā)生反應。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于，向所述反應腔室中通入氧氣的過程中，在所述反應腔室的頂部所通入的氧氣的流量為350sCCm，在所述反應腔室的側(cè)壁所通入的氧氣的流量為150sCCm，以保障所述反應腔室內(nèi)氧氣均勻分布。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于，所述摻雜磷的硅玻璃為高密度等離子體化學氣象淀積法所生成，并且所摻雜的磷的濃度不低于9%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝方法，其特征在于，在所述反應腔室中產(chǎn)生等離子體的過程中，在所述反應腔室的頂部所設(shè)置的射頻功率為2500W，在所述反應腔室的側(cè)壁所設(shè)置的射頻功率為1000W，在所述反應腔室的底部所設(shè)置的射頻功率為5500W，以保障所述反應腔室內(nèi)等離子體均勻分布。
全文摘要
本發(fā)明一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法，其中，主要包括以下步驟在反應腔室內(nèi)的等離子體環(huán)境中通入氧氣，使所述等離子體與氧氣混合，利用等離子體的能量，使得氧氣與PSG薄膜中的不穩(wěn)定的磷原子發(fā)生反應，形成位于PSG薄膜表面的一層鈍化膜，以防止PSG薄膜中磷與空氣中的氫、氧反應。發(fā)明一種解決高磷濃度PSG薄膜表面霧狀顆粒的工藝方法，有效的使在反應腔室中通入氧氣使高密度等離子體與氧氣混合，達到磷硅玻璃4的表面形成鈍化膜，阻斷水氣與硼、磷接觸造成結(jié)晶。
文檔編號C03C17/00GK102417306SQ20111026530
公開日2012年4月18日 申請日期2011年9月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月8日
發(fā)明者張旭升, 王科, 陳建維, 顧梅梅 申請人:上海華力微電子有限公司