专利名称：高密度等离子机台的预沉积方法
技术领域：
本发明涉及半导体技术领域，特别涉及ー种高密度等离子机台的预沉积方法。
背景技术：
诺发(N0VELLUS)公司开发的应用于8寸半导体集成电路制造的高密度等离子沉积机台，其主要应用领域为0. 25微米以下半导体制程的金属层间介质层(MD)、浅沟槽隔离(STI)、金属与器件层间介质层(ILD)和钝化(Passivation)エ艺中各层的高深宽比介质层的填孔(gap-fill)。所述高密度等离子体沉积机台采用边刻蚀边沉积，使用氩气等离子作为刻蚀气体，与一般化学气相沉积エ艺相比，其エ艺气体对腔体内壁上的残余膜刻蚀更大，腔室内产生较多掉落的颗粒物(falling particle),造成晶片污染。因此,高浓度等离子沉积机台在实际大規模生产使用中所存在的最大问题是对腔室内壁部件(parts)的刻蚀损伤以及刻蚀残余膜和腔室内壁部件而掉落的颗粒物。掉落的残余膜颗粒物会对晶片造成缺陷(inline defect)和污染；同时腔体内壁的材料为以铝为主的合金，对腔室内壁部件(parts)的刻蚀损伤会大大减少高浓度等离子沉积机台腔体的使用寿命,而且会掉落金属颗粒物，对晶片造成金属沾污。针对上述问题,现有在晶片沉积エ艺之前做预沉积程序(precoat program),以在腔室内壁形成预沉积层，预沉积层可以很好地改善エ艺腔体的颗粒物问题和预防刻蚀腔体造成的金属沾污。因此通过改进优化预沉积层可以有效减少晶片缺陷，提高腔室内壁部件的寿命，延长机台做预防性保养的エ艺片数(PM wafer count)。根据不同产品的填孔深宽比、膜应力、掺杂浓度和致密度等要求，高密度等离子体沉积的晶片沉积エ艺中功率(power)、气体流量(gas flow)、温度(temperature)有所不同，但由于其应用主要是填孔，故晶片沉积エ艺时都会应用两路功率，低频功率(Low Frequency Power)和高频功率(High Frequency Power),其中低频功率主要用于解离等离子体和沉积；高频功率主要作为偏压(bias voltage)用于刻蚀,在晶片沉积エ艺之前做预沉积程序时腔体内壁是无残余膜的状态，为避免造成腔体刻蚀损伤和由此而产生的颗粒物，一般不使用高频功率，而是使用不带偏压的低频功率沉积不少于60s来形成预沉积层， 然而所述预沉积层在接下来的晶片沉积エ艺中会受高频功率的作用而易产生掉落的颗粒物，污染晶片。
发明内容
本发明的目的是提供ー种高密度等离子机台的预沉积方法，以避免腔室受损伤， 提高机台寿命，同时避免腔室内形成掉落的颗粒物污染晶片。本发明的技术解决方案是ー种高密度等离子机台的预沉积方法，包括以下步骤采用第一频功率在所述高密度等离子机台的腔室内壁上沉积第一薄膜；采用第二频功率在第一薄膜上沉积第二薄膜，所述第二频功率的频率大于第一频功率。
作为优选沉积所述第一薄膜的过程中采用的气体包括硅烷、氧气和氩气。作为优选沉积所述第一薄膜的过程中，娃烧的流量为60_100sccm ;氧气的流量为 100-200sccm ;気气的流量为 300-500sccm。作为优选所述第一薄膜的厚度为1-2微米。作为优选沉积所述第二薄膜的过程中采用的气体包括硅烷、氧气和氩气。作为优选沉积所述第二薄膜的过程中，硅烷的流量为为60-100SCCm ;氧气的流量为 100-200sccm 气的流量为 50_300sccm。作为优选所述第二薄膜的厚度为0. 5-1. 5微米。作为优选所述第一频功率的频率为350-450千赫兹，所述第一频功率的功率为 2500-3500W。作为优选所述第二频功率的频率为13.56兆赫兹，第二频功率的功率为 2500-3500W。与现有技术相比，本发明采用第一频功率在高密度等离子机台的腔室内壁上沉积第一薄膜，所述第一薄膜与腔室内壁结合性好，再采用第二频功率在第一薄膜上沉积第二薄膜，所述第二薄膜的沉积速率小于第一薄膜的沉积速率，使得所述第二薄膜致密性好，有更大的压应力，同时与后续的晶片沉积エ艺更接近，从而避免了后续晶片沉积エ艺对腔室内壁的刻蚀损伤，避免产生掉落的颗粒物污染晶片，同时第一薄膜和第二薄膜组成的预沉积层保护腔室内壁上的部件。
图I是本发明高密度等离子机台的预沉积方法的流程图。
具体实施例方式本发明下面将结合附图作进ー步详述在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。图I示出了本发明高密度等离子机台的预沉积方法的流程图。请參阅图I所示，本发明提供ー种高密度等离子机台的预沉积方法，包括以下步骤在步骤101中，采用第一频功率在所述高密度等离子机台的腔室内壁上沉积第一薄膜，所述第一频功率即为用于解离等离子体和沉积的低频功率，其频率为350-450千赫兹，优选为400千赫兹；功率的功率为2500-3500W，优选为3150W，所述高密度等离子体沉积机台采用边刻蚀边沉积，本实施例中，使用氩气等离子作为刻蚀气体，氧气和硅烷作为反应气体沉积所述第一薄膜，沉积厚度为1-2微米，沉积时间为2-3分钟；沉积所述第一薄膜的过程中，硅烷的流量为60-100sCCm;氧气的流量为100-200sCCm;氩气的流量为
4300-500sccmo步骤101在晶片沉积エ艺之前采用第一频功率(即低频功率)沉积所述第一薄膜，使得所述第一薄膜与腔室内壁结合性好，并且可以避免沉积过程对腔体内壁的刻蚀损伤和由此而产生的颗粒物。在步骤102中，采用第二频功率在第一薄膜上沉积第二薄膜，所述第二频功率的频率大于第一频功率，所述第二频功率即为作为偏压用于刻蚀的高频功率，其频率为为
13.56兆赫兹，功率为2500-3500W，优选为3200W。本实施例中，使用氩气等离子作为刻蚀气体，氧气和硅烷作为反应气体沉积所述第二薄膜，沉积时间为60-90秒，优选为85秒，沉积厚度为0. 5-1. 5微米；沉积所述第二薄膜的过程中，硅烷的流量为60-100SCCm，例如是 80sccm ;氧气的流量为100-200sccm,例如是135sccm ;U1气的流量为50_300sccm,例如是 75SCCm。步骤102采用与后续晶片沉积エ艺相同或接近的第二频功率(即高频功率)来沉积形成第二薄膜，所述第二薄膜具有较高的致密性好和更大的压应力，在后续的晶片沉积 エ艺过程中，可以更好地保护腔体不受刻蚀损伤；并且在晶片沉积エ艺中由于第二薄膜的高致密性好和大压应力性能避免产生掉落的颗粒物。综上所述，本发明采用第一频功率在高密度等离子机台的腔室内壁上沉积第一薄膜，所述第一薄膜在晶片沉积エ艺之前沉积，使得所述第一薄膜与腔室内壁结合性好，再采用第二频功率在第一薄膜上沉积第二薄膜，所述第二薄膜的沉积速率小于第一薄膜的沉积速率，使得所述第二薄膜致密性好，有更大的压应力，同时与后续的晶片沉积エ艺更接近， 从而避免了后续晶片沉积エ艺对腔室内壁的刻蚀损伤，避免产生掉落的颗粒物污染晶片， 同时第一薄膜和第二薄膜组成的预沉积层保护腔室内壁上的部件。以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明权利要求的涵盖范围。
权利要求
1.一种高密度等离子机台的预沉积方法，其特征在于，包括以下步骤采用第一频功率在所述高密度等离子机台的腔室内壁上沉积第一薄膜；采用第二频功率在第一薄膜上沉积第二薄膜，所述第二频功率的频率大于第一频功率。
2.根据权利要求I所述的高密度等离子机台的预沉积方法，其特征在于沉积所述第一薄膜的过程中采用的气体包括硅烷、氧气和氩气。
3.根据权利要求2所述的高密度等离子机台的预沉积方法，其特征在于沉积所述第一薄膜的过程中，硅烷的流量为60-100sCCm;氧气的流量为100-200sCCm;氩气的流量为 300_500sccm。
4.根据权利要求I至3中任一项所述的高密度等离子机台的预沉积方法，其特征在于 所述第一薄膜的厚度为1-2微米。
5.根据权利要求I所述的高密度等离子机台的预沉积方法，其特征在于沉积所述第二薄膜的过程中采用的气体包括硅烷、氧气和氩气。
6.根据权利要求5所述的高密度等离子机台的预沉积方法，其特征在于，沉积所述第二薄膜的过程中，硅烷的流量为为60-100sCCm ;氧气的流量为100-200sCCm ;氩气的流量为 50_300sccm。
7.根据权利要求I或6所述的高密度等离子机台的预沉积方法，其特征在于所述第二薄膜的厚度为O. 5-1. 5微米。
8.根据权利要求I所述的高密度等离子机台的预沉积方法，其特征在于所述第一频功率的频率为350-450千赫兹，所述第一频功率的功率为2500-3500W。
9.根据权利要求I所述的高密度等离子机台的预沉积方法，其特征在于所述第二频功率的频率为13. 56兆赫兹，所述第二频功率的功率为2500-3500W。
全文摘要
本发明涉及一种高密度等离子机台的预沉积方法，包括采用第一频功率在所述高密度等离子机台的腔室内壁上沉积第一薄膜；采用第二频功率在第一薄膜上沉积第二薄膜，所述第二频功率的频率大于第一频功率。本发明采用第一频功率在腔室内壁上沉积第一薄膜，所述第一薄膜在晶片沉积工艺之前沉积，使得所述第一薄膜与腔室内壁结合性好，再采用第二频功率在第一薄膜上沉积第二薄膜，所述第二薄膜的沉积速率小于第一薄膜的沉积速率，使得所述第二薄膜致密性好，有更大的压应力，同时与后续的晶片沉积工艺更接近，从而避免了后续晶片沉积工艺对腔室内壁的刻蚀损伤，避免产生掉落的颗粒物污染晶片，同时第一薄膜和第二薄膜保护腔室内壁上的部件。
文档编号C23C16/44GK102586758SQ20121008166
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者刘峰松, 姜剑光, 徐雷军, 陆金, 陈怡骏 申请人:上海先进半导体制造股份有限公司