[发明专利]一种解决高磷浓度PSG薄膜表面雾状颗粒的工艺方法

说明书

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匀分布。

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5500W，以保障所述反应腔室内等离子体均匀分布。

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。

附图说明

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；

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内氧气均匀分布。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。