[发明专利]改善高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃形貌的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体制造领域，更具体地说，本发明涉及一种改善高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃形貌的方法。

背景技术

目前，采用高密度等离子体化学气象淀积(HDP CVD)生长磷硅玻璃(Phosphosilicate glass，PSG)的工艺广泛应用于130纳米或以下技术的接触孔层。由于填孔性(gapfill)的要求，130纳米以下的高密度等离子体化学气象淀积普遍采用He取代Ar作为溅射气体。

但是，以He为基础的磷硅玻璃高密度等离子体化学气象淀积工艺由于其工艺特性，在图形区域容易形成一种类似花形的花形轮廓壳(flower pattern)的形貌，如图1所示。根据产品需求的不同，有的产品利用高磷浓度(9％)的磷硅玻璃做成接触孔的自对准工艺。但是不同的产品对PSG工艺有不同的要求，而大部分Logic工艺的接触孔层通常采用4％的磷浓度，并且要求尽量将花形轮廓壳的尺寸做小，以确保器件的稳定性和刻蚀工艺的重复性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种通过改进磷硅玻璃高密度等离子体化学气象淀积工艺(HDP PSG)的溅射淀积比(SDratio)和新颖的多步淀积方法，其可以调节HDP PSG淀积特有的花形轮廓壳(flower pattern)的形状和尺寸，从而改善器件接触层的磷含量的均匀性与刻蚀均匀性。

根据本发明的第一方面，提供了一种改善高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃形貌的方法，其包括：第一步淀积，用于采用0.10～0.16的溅射淀积比淀积磷硅玻璃薄层；以及第二步淀积，用于在所述第一步淀积之后，采用0.18～0.22的溅射淀积比再次淀积磷硅玻璃薄层；其中，所述第一步淀积的淀积厚度小于所述第二步淀积的淀积厚度。

优选地，所述方法应用在130nm及以下的技术节点中。

优选地，所述第一步淀积的溅射淀积比为0.13。

优选地，所述第二步淀积的溅射淀积比为0.20。

优选地，所述第一步淀积和所述第二步淀积的磷磷硅玻璃薄层的浓度为4.0％。

优选地，所述第一步淀积的淀积厚度占整体成膜厚度的5％～30％，所述第二步淀积的淀积厚度占整体成膜厚度的70％～95％。

优选地，所述第一步淀积的淀积厚度占整体成膜厚度的10％，所述第二步淀积的淀积厚度占整体成膜厚度的90％。

根据本发明的第一方面，通过采用两步的淀积方法，在保证栅极图形没有夹断且没有侧壁空洞的情况下，可以将花形轮廓壳的尺寸大为减小；具体地可以使高度降低近50％，壳厚降低近30％。

根据本发明的第二方面，提供了一种高密度等离子体化学气相淀积方法，其特征在于采用了根据本发明第一方面所述的改善高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃形貌的方法。

由于采用了根据本发明第一方面所述的改善高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃形貌的方法，因此，本领域技术人员可以理解的是，根据本发明第二方面的高密度等离子体化学气相淀积方法同样能够实现根据本发明的第一方面的改善高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃形貌的方法所能实现的有益技术效果。即，可通过采用两步的淀积方法，在保证栅极图形没有夹断且没有侧壁空洞的情况下，可以将花形轮廓壳的尺寸大为减小；具体地可以使高度降低近50％，壳厚降低近30％。

附图说明

结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本发明有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：

图1是根据本发明实施例的采用两步的改善高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃形貌的方法的流程图。

图2是4％磷含量情况下的溅射淀积比为0.129的高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃的花形轮廓壳的形貌。

图3是4％磷含量情况下的溅射淀积比为0.25的高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃的花形轮廓壳的形貌。

图4是4％磷含量情况下的溅射淀积比为0.20的高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃的花形轮廓壳的形貌。

图5是根据本发明实施例的采用两步高密度等离子体化学气相淀积的磷硅玻璃技术淀积4％磷含量的磷硅玻璃的花形轮廓壳的形貌。

需要说明的是，附图用于说明本发明，而非限制本发明。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。

具体实施方式

为了使本发明的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本发明的内容进行详细描述。