[发明专利]高密度等离子机台的预沉积方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体技术领域，特别涉及一种高密度等离子机台的预沉积方法。

背景技术

诺发(NOVELLUS)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(IMD)、浅沟槽隔离(STI)、金属与器件层间介质层(ILD)和钝化(Passivation)工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工艺相比，其工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规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，现有在晶片沉积工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工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工艺片数(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工艺中功率(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，故晶片沉积工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，在晶片沉积工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工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一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一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，硅烷的流量为60-100sccm；氧气的流量为100-200sccm；氩气的流量为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；氩气的流量为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组成的预沉积层保护腔室内壁上的部件。

附图说明

图1是本发明高密度等离子机台的预沉积方法的流程图。

具体实施方式

本发明下面将结合附图作进一步详述：