專利名稱：改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及ー種改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法。
背景技術(shù)：
目前，采用高密度等離子體化學氣象淀積(HDPCVD)生長磷硅玻璃(Phosphosilicate glass,PSG)的エ藝廣泛應用于130納米或以下技術(shù)的接觸孔層。由于填孔性(gapfill)的要求，130納米以下的高密度等離子體化學氣象淀積普遍采用He取代Ar作為濺射氣體。但是，以He為基礎(chǔ)的磷硅玻璃高密度等離子體化學氣象淀積エ藝由于其エ藝特 性，在圖形區(qū)域容易形成一種類似花形的花形輪廓殼(flower pattern)的形貌,如圖I所示。根據(jù)產(chǎn)品需求的不同，有的產(chǎn)品利用高磷濃度(9%)的磷硅玻璃做成接觸孔的自對準エ藝。但是不同的產(chǎn)品對PSGエ藝有不同的要求，而大部分Logicエ藝的接觸孔層通常采用4%的磷濃度，并且要求盡量將花形輪廓殼的尺寸做小，以確保器件的穩(wěn)定性和刻蝕エ藝的重復性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供ー種通過改進磷硅玻璃高密度等離子體化學氣象淀積エ藝(HDP PSG)的濺射淀積比(SDratio)和新穎的多步淀積方法，其可以調(diào)節(jié)HDP PSG淀積特有的花形輪廓殼(flower pattern)的形狀和尺寸，從而改善器件接觸層的磷含量的均勻性與刻蝕均勻性。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了ー種改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法，其包括第一步淀積，用于采用0. 10 0. 16的濺射淀積比淀積磷硅玻璃薄層；以及第ニ步淀積，用于在所述第一步淀積之后，采用0. 18 0. 22的濺射淀積比再次淀積磷硅玻璃薄層；其中，所述第一步淀積的淀積厚度小于所述第二步淀積的淀積厚度。優(yōu)選地,所述方法應用在130nm及以下的技術(shù)節(jié)點中。優(yōu)選地，所述第一歩淀積的濺射淀積比為0. 13。優(yōu)選地，所述第二步淀積的濺射淀積比為0. 20。優(yōu)選地，所述第一步淀積和所述第二步淀積的磷磷硅玻璃薄層的濃度為4. 0%。優(yōu)選地，所述第一步淀積的淀積厚度占整體成膜厚度的5% 30%，所述第二步淀積的淀積厚度占整體成膜厚度的70% 95%。優(yōu)選地，所述第一步淀積的淀積厚度占整體成膜厚度的10%，所述第二步淀積的淀積厚度占整體成膜厚度的90%。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，通過采用兩步的淀積方法，在保證柵極圖形沒有夾斷且沒有側(cè)壁空洞的情況下，可以將花形輪廓殼的尺寸大為減小；具體地可以使高度降低近50%，殼厚降低近30%。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了ー種高密度等離子體化學氣相淀積方法，其特征在于采用了根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法。由于采用了根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法，因此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，根據(jù)本發(fā)明第二方面的高密度等離子體化學氣相淀積方法同樣能夠?qū)崿F(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的第一方面的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法所能實現(xiàn)的有益技術(shù)效果。即，可通過采用兩步的淀積方法，在保證柵極圖形沒有夾斷且沒有側(cè)壁空洞的情況下，可以將花形輪廓殼的尺寸大為減??；具體地可以使高度降低近50%，殼厚降低近30%。


結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的采用兩步的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法的流程圖。圖2是4%磷含量情況下的濺射淀積比為0. 129的高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃的花形輪廓殼的形貌。圖3是4%磷含量情況下的濺射淀積比為0. 25的高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃的花形輪廓殼的形貌。圖4是4%磷含量情況下的濺射淀積比為0. 20的高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃的花形輪廓殼的形貌。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的采用兩步高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃技術(shù)淀積4%磷含量的磷硅玻璃的花形輪廓殼的形貌。需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標有相同或者類似的標號。
具體實施方式

為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。當使用傳統(tǒng)的高密度等離子體化學氣相淀積填孔技術(shù)以濺射淀積比為0. 129淀積磷硅玻璃吋，“花形輪廓殼(flower pattern) ”高度為280納米，殼厚103納米，如圖2所
/Jn o其中，濺射淀積比=濺射速率/淀積速率。提高高密度等離子體化學氣相淀積エ藝中的派射(sputter)速率，即提高派射淀積比為0. 25吋，雖然“花形輪廓売”明顯降低變小，但是柵極圖形出現(xiàn)夾斷(clipping)和側(cè)墻空洞(sidewall void)的問題，而這些問題是エ藝集成所不允許的，如圖3所示。在圖2條件的基礎(chǔ)上，適度降低濺射淀積比為0. 2吋，雖然夾斷的問題解決了，但是側(cè)墻空洞仍然存在，并且“花形輪廓売”的尺寸迅速變大，如圖4所示。適度增加濺射淀積比后，雖然柵極夾斷解決了，但是“花形輪廓売”迅速長大，而且柵極側(cè)墻空洞仍然存在，如圖4所示。當單步淀積處理“花形輪廓売”遇到瓶頸時，本發(fā)明提出了 2st印HDP PSG的技術(shù)
解決方案。圖I是根據(jù)本發(fā)明實施例的采用兩步的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法的流程圖。如圖I所示，在本發(fā)明實施例的采用兩步的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法中，采用了下述兩個步驟 第一步淀積SI,淀積采用0. 10 0. 16的派射淀積比,淀積磷娃玻璃薄層(例如磷濃度為4% )，優(yōu)選地淀積厚度占整體成膜厚度的10% ;由此，利用低濺射淀積比淀積磷硅玻璃薄層，用于解決側(cè)墻空洞問題，同時降低第二步淀積的填孔難度。并且，優(yōu)選地，第一歩淀積中的濺射淀積比為0. 13，此時可以得到最佳的消除側(cè)墻空洞效果。 第二步淀積S2,采用0. 18 0. 22的派射淀積比再次淀積磷娃玻璃薄層(例如磷濃度為4% )，優(yōu)選地淀積厚度占整體磷硅玻璃成膜厚度的90% ;由此，利用高濺射淀積比淀積完磷硅玻璃所需的膜厚，在保證沒有夾斷的情況將“花形輪廓売”降到最小。并且，優(yōu)選地，第二步淀積中的濺射淀積比為0. 20，此時可以得到最佳的消除側(cè)墻空洞效果。第一步淀積SI的淀積厚度小于第二步淀積S2的淀積厚度。此外，可以適當調(diào)整第一步淀積SI的淀積厚度占整體成膜厚度的百分比，例如可以在5 % 30%的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。相應地，可以適當調(diào)整第一步淀積SI的淀積厚度占整體成膜厚度的百分比，例如可以在70% 95%的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。當然，第一步淀積SI的淀積厚度占整體成膜厚度的10%、第ニ步淀積S2的淀積厚度占整體成膜厚度的90%的情況是最佳的，這時可以實現(xiàn)最佳的效果。并且，第一步淀積SI和第二步淀積S2中的磷濃度并不限于4. 0%，例如磷濃度可以在3. 5%至4. 5%的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，優(yōu)選地在3. 8%至4. 2%的范圍。當然，第一步淀積SI和第二步淀積S2中使用的磷濃度為4. 0%是最佳的，這時可以實現(xiàn)最佳的效果。然而，磷濃度并不限于上述數(shù)值，而是可以任意調(diào)節(jié)。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的采用兩步高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃技術(shù)淀積4%磷含量的磷硅玻璃的花形輪廓殼的形貌。如圖5所示。此時“花形輪廓売”高度為145納米，殼厚38納米。與圖2的尺寸相比，本發(fā)明的技術(shù)解決方案可以使“花形輪廓売”的尺寸大為減小高度降低近50%，殼厚降低近30%。根據(jù)本發(fā)明的上述方法尤其適用于應用在130nm及以下的技術(shù)節(jié)點中。并且，根據(jù)本發(fā)明另ー實施例，本發(fā)明還提供ー種高密度等離子體化學氣相淀積方法，其有利地采用了上述改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法?？梢岳斫獾氖?，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述掲示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法，其特征在于包括 第一步淀積，用于采用O. 10 O. 16的濺射淀積比淀積磷硅玻璃薄層；以及 第二步淀積，用于在所述第一步淀積之后，采用O. 18 O. 22的濺射淀積比再次淀積磷娃玻璃薄層； 其中，所述第一步淀積的淀積厚度小于所述第二步淀積的淀積厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法，其特征在于，所述方法應用在130nm及以下的技術(shù)節(jié)點中。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法，其特征在于，所述第一步淀積的濺射淀積比為O. 13。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法，其特征在于，所述第二步淀積的濺射淀積比為O. 20。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法，其特征在于，所述第一步淀積和所述第二步淀積的磷硅玻璃薄層的磷濃度為4. 0%。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法，其特征在于，所述第一步淀積的淀積厚度占整體成膜厚度的5% 30%，所述第二步淀積的淀積厚度占整體成膜厚度的70% 95%。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法，其特征在于，所述第一步淀積的淀積厚度占整體成膜厚度的10%，所述第二步淀積的淀積厚度占整體成膜厚度的90%。
8.一種高密度等離子體化學氣相淀積方法，其特征在于采用了根據(jù)權(quán)利要求I至7之一所述的改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種改善高密度等離子體化學氣相淀積的磷硅玻璃形貌的方法，其包括第一步淀積，用于采用0.10～0.16的濺射淀積比磷濃度淀積磷硅玻璃薄層；以及第二步淀積，用于在所述第一步淀積之后，采用0.18～0.22的濺射淀積比再次淀積磷硅玻璃薄層；其中，所述第一步淀積的淀積厚度小于所述第二步淀積的淀積厚度。通過采用兩步的淀積方法，在保證柵極圖形沒有夾斷且沒有側(cè)壁空洞的情況下，可以將花形輪廓殼的尺寸大為減??；具體地可以使高度降低近50％，殼厚降低近30％。
文檔編號C03B8/04GK102701569SQ201210009089
公開日2012年10月3日 申請日期2012年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月12日
發(fā)明者侯多源, 張慧君, 陳建維, 顧梅梅 申請人:上海華力微電子有限公司