专利名称：一种解决高磷浓度psg薄膜表面雾状颗粒的工艺方法
技术领域：
本发明涉及一种工艺处理方法，尤其涉及一种解决高磷浓度PSG (磷硅玻璃)薄膜表面雾状颗粒的工艺方法。
背景技术：
高密度等离子体化学气象淀积凡是生长的高浓度磷硅玻璃的工艺表面有雾状的颗粒，这种雾状的颗粒是由于磷吸水后在表面结晶造成薄膜表面粗糙，其中雾状的颗粒在检验下显示的颗粒数量极高，但是尺寸很小(为0.09至0. 1微米)，这样的颗粒检验很大的影响了对真正颗粒的判断，误导颗粒检验结果。目前为了防止雾气的产生，选着了覆盖一层氧化硅，使用这层氧化硅用来阻挡空气中的水气侵蚀，阻断水气与硼、磷接触造成结晶，但是这种方法只能普通的处理含量在4%的硼和磷，在高浓度磷含量的磷硅玻璃4也覆盖一层氧化硅，在集成上会影响后续的化学机械研磨工艺的控制，因为化学机械研磨的研磨速率与磷的百分比成线性关系，如图1所示，即磷的百分比含量越高则化学机械研磨速率(包括刻蚀速率)越快，化学机械研磨对磷硅玻璃和氧化硅的研磨速率比就越大。所以在实际磷含量比较高的磷硅玻璃工艺中，如果增加氧化硅的覆盖层，当化学机械研磨磨完这层氧化硅后，无法停住，反而加速研磨下面的磷硅玻璃4，最终造成磷硅玻璃的薄膜厚度无法控制。
发明内容
发明公开了一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法。用以解决现有技术中磷含量比较高的磷硅玻璃4工艺过程中，PSG薄膜中磷与空气中的氢、氧反应，后受潮吸水造成磷的结晶带来的气雾问题。为实现上述目的，发明采用的技术方案是
一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法，其中，主要包括以下步骤 在反应腔室内的等离子体环境中通入氧气，使所述等离子体与氧气混合，利用等离子体的能量，使得氧气与PSG薄膜中的不稳定的磷原子发生反应，形成位于PSG薄膜表面的一层钝化膜，以防止PSG薄膜中磷与空气中的氢、氧发生反应。上述的工艺方法，其中，向所述反应腔室中通入氧气的过程中，在所述反应腔室的顶部所通入的氧气的流量为350sCCm，在所述反应腔室的侧壁所通入的氧气的流量为 150sccm,以保障所述反应腔室内氧气均勻分布。上述的工艺方法，其中，所述掺杂磷的硅玻璃为高密度等离子体化学气象淀积法所生成，并且所掺杂的磷的浓度不低于9%。上述的工艺方法，其中，在所述反应腔室中产生等离子体的过程中，在所述反应腔室的顶部所设置的射频功率为2500W，在所述反应腔室的侧壁所设置的射频功率为1000W， 在所述反应腔室的底部所设置的射频功率为^OOW,以保障所述反应腔室内等离子体均勻分布。本发明的一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法，采用了如下方案具有以下效果，在反应腔室中通入氧气使得氧气与PSG薄膜中的不稳定的磷原子发生反应，形成位于PSG薄膜表面的一层钝化膜从而使磷硅玻璃4中一些化学性质不稳定的磷稳定下来，从而防止PSG薄膜中磷与空气中的氢、氧反应，后受潮吸水造成磷的结晶带来的气雾问题。
通过阅读参照如下附图对非限制性实施例所作的详细描述，发明的其它特征，目的和优点将会变得更明显。图1为发明一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法的化学机械研磨速率与磷浓度线性关系图2为发明一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法的示意图。参考图序在反应腔室1、PSG薄膜2、钝化膜3、通气口 4、射频器5。
具体实施例方式为了使发明实现的技术手段、创造特征、达成目的和功效易于明白了解，下结合具体图示，进一步阐述本发明。请参看图2所示，一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法，其中，主要包括以下步骤在反应腔室1内的等离子体环境中通入氧气，在反应腔室1中氧气分别从顶部和侧壁设有的通气口 4通入氧气，使等离子体与氧气混合，利用等离子体的能量，使得氧气与PSG薄膜2中的不稳定的磷原子发生反应，形成位于PSG薄膜2表面的一层钝化膜 3，以防止PSG薄膜2中磷与空气中的氢、氧发生反应。进一步的，向反应腔室1中通入氧气的过程中，在反应腔室1的顶部的通气口 4 所通入的氧气的流量为350sCCm，在反应腔室1的侧壁的通气口 4所通入的氧气的流量为 150sCCm，其中，分别从反应腔室1顶部与侧壁的通气口 4同时通入的氧气，以保障反应腔室 1内氧气均勻分布。并且分布的氧气能够充分与PSG薄膜2表面的不稳定的磷原子发生反应。进一步的，掺杂磷的硅玻璃为高密度等离子体化学气象淀积法所生成，并且所掺杂的磷的浓度不低于9%，在磷的浓度高于9%的时候能有效的使硅玻璃中掺杂的磷原子发生反应并使PSG薄膜2的表面形成钝化膜3。进一步的，在反应腔室1中产生等离子体的过程中，在反应腔室1的顶部所设置的射频功率为2500W，在反应腔室1的侧壁所设置的射频功率为1000W，在反应腔室1的底部所设置的射频功率为5500W，其中，反应腔室1的顶部和侧壁设有的射频器5所射出的频率以保障反应腔室1内等离子体均勻分布。同时，利用等离子体(PLASMA)的能量，使得氧气与磷硅玻璃中的磷的不稳定性键发生反应，例如氧气与磷的悬键(P-)结合，从而使磷硅玻璃中一些化学性质不稳定的磷稳定下来。所形成的钝化膜5防止磷与空气中的氢、氧反应，解决了高浓度磷硅玻璃4在空气中放置后受潮吸水造成磷的结晶带来的雾气问题。进一步的，高密度等离子体2与氧气4 在反应腔室1内发生混合。综上所述，发明一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法，有效的使在反应腔室中通入氧气使高密度等离子体与氧气混合，达到磷硅玻璃4的表面形成钝化膜，阻断水气与硼、磷接触造成结晶。 以上对发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施; 本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响发明的实质内容。
权利要求
1.一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法，其特征在于，主要包括以下步骤在反应腔室内的等离子体环境中通入氧气，使所述等离子体与氧气混合，利用等离子体的能量，使得氧气与PSG薄膜中的不稳定的磷原子发生反应，形成位于PSG薄膜表面的一层钝化膜，以防止PSG薄膜中磷与空气中的氢、氧发生反应。
2.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，向所述反应腔室中通入氧气的过程中，在所述反应腔室的顶部所通入的氧气的流量为350sCCm，在所述反应腔室的侧壁所通入的氧气的流量为150sCCm，以保障所述反应腔室内氧气均勻分布。
3.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，所述掺杂磷的硅玻璃为高密度等离子体化学气象淀积法所生成，并且所掺杂的磷的浓度不低于9%。
4.根据权利要求1所述的工艺方法，其特征在于，在所述反应腔室中产生等离子体的过程中，在所述反应腔室的顶部所设置的射频功率为2500W，在所述反应腔室的侧壁所设置的射频功率为1000W，在所述反应腔室的底部所设置的射频功率为5500W，以保障所述反应腔室内等离子体均勻分布。
全文摘要
本发明一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法，其中，主要包括以下步骤在反应腔室内的等离子体环境中通入氧气，使所述等离子体与氧气混合，利用等离子体的能量，使得氧气与PSG薄膜中的不稳定的磷原子发生反应，形成位于PSG薄膜表面的一层钝化膜，以防止PSG薄膜中磷与空气中的氢、氧反应。发明一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法，有效的使在反应腔室中通入氧气使高密度等离子体与氧气混合，达到磷硅玻璃4的表面形成钝化膜，阻断水气与硼、磷接触造成结晶。
文档编号C03C17/00GK102417306SQ20111026530
公开日2012年4月18日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者张旭升, 王科, 陈建维, 顾梅梅 申请人:上海华力微电子有限公司