一种半导体BPSG膜的生长方法

摘要

一种半导体BPSG膜的生长方法，包括：做BPSG膜的硼磷拉偏实验，获得：当TMB=0，硼含量处于正常值时，测得BSG膜厚度在d1~d2之间；当TMP=0，磷含量处于正常值时，测得PSG膜厚度在d3~d4之间；记录硼磷含量符合要求的BPSG膜的生长数据，按该数据长BPSG膜；超过一定时间T后，需要调整生长数据；再做BPSG膜的硼磷拉偏实验，当TMB=0时，测得BSG膜厚度在d1~d2，记录TMP的具体数值A；当TMP=0时，测得PSG膜厚在d3~d4，记录TMB的具体数值B；于是，获得新的BPSG膜的生长数据。采用本发明的方法，只需要使用一次Rigaku3620设备，之后就不需要了。

权利要求

1.一种半导体BPSG膜的生长方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一：做BPSG膜的硼磷拉偏实验，从拉偏实验中获得：当TMB＝0，硼含量处于正常值时，测得BSG膜厚度在d1～d2之间；当TMP＝0，磷含量处于正常值时，测得PSG膜厚度在d3～d4之间；

步骤二：先将试验硅片放置在P5000腔体里面按一定的生长数据长BPSG膜；

步骤三：将长出BPSG膜的硅片放到Rigaku3620设备测量BPSG膜的硼磷含量；

步骤四：当测得BPSG膜的硼磷含量符合要求时，记录硼磷含量符合要求的BPSG膜的生长数据，该生长数据包括：时间、压强、功率、space、O2流速、TEOS流速、TMP流速、TMB流速；

步骤五：按步骤四获得的BPSG膜的生长数据的条件在P5000腔体新的硅片上长BPSG膜；

步骤六：在P5000腔体的硅片上长BPSG膜超过一定时间T后，需要调整生长数据；

步骤七：此时做BPSG膜的硼磷拉偏实验，当TMB＝0时，测得BSG膜厚度在d1～d2时，记录此时的TMP的具体数值A；当TMP＝0时，测得PSG膜厚在d3～d4时，记录此时的TMB的具体数值B；

于是，获得新的BPSG膜的生长数据如下：

时间不变、压强不变、功率不变、space不变、O2流速不变、TEOS流速不变、TMP流速调整为A、TMB流速调整为B；

步骤八：接步骤七获得的新BPSG膜的生长数据的条件在P5000腔体的硅片上长BPSG膜；

重复以上步骤六至步骤八。

2.如权利要求1所述的一种半导体BPSG膜的生长方法，其特征在于：所述步骤一中：

当TMB＝0时，测得BSG膜厚度在10283～11000A时，硼含量为：4.4±0.3；当TMP＝0时，测得PSG膜厚在9508～9892A时，磷含量为：4.5±0.3；

所述步骤七中：当TMB＝0时，测得BSG膜厚度在 时，记录此时的TMP的具体数值A；当TMP＝0时，测得PSG膜厚在 时，记录此时的TMB的具体数值B。

3.如权利要求1所述的一种半导体BPSG膜的生长方法，其特征在于：所述步骤六中，T＝24小时。

说明书

一种半导体BPSG膜的生长方法

技术领域

[0001] 本发明属于半导体膜的生产工艺的技术领域，具体是指一种半导体BPSG膜的生长方法。

背景技术

[0002] 半导体BPSG(硼磷硅玻璃Boro‑phospho‑silicateGlass)膜的生长设备一般是P5000，一种等离子增强腔体淀积薄膜的机台，在射频作用下利用气体TEOS(原硅酸四乙酯，又称正硅酸乙酯、四乙氧基硅烷)和氧气反应在半导体晶圆片表面生成二氧化硅，利用TMB(硼酸三甲酯trimethylborate，化学式：B(CH3O3))和氧气反应生成三氧化二硼，利用TMP(亚磷酸三甲酯trimethylphosphite，化学式：P(CH3O3))与氧气反应生成五氧化二磷，BPSG膜含有这三种物质。半导体生产厂家常用BPSG工艺来做金属前介质，同时也能实现一定的平坦化，利于光刻曝光工艺的进行。BPSG淀积工艺需要严格监控膜内硼磷含量，其中三氧化二硼质量百分比为4.4％，五氧化二磷占比4.5％(各生产厂家各有不同，但差别不大)。

[0003] 目前的半导体BPSG膜的生长方法是，在SIC或者硅片上做BPSG膜前，都需要先拿便宜的没长膜的硅片在P5000机台按实验条件(压力，功率，各种气体流速等)长一层薄膜，即BPSG膜，然后采用昂贵的Rigaku3620设备来测量膜层的硼磷含量。验证合格硼磷含量合格后，才在SIC片上长一层BPSG膜，条件跟测量合格的硅片长BPSG膜的条件一样，这个SIC上不能测量硼磷含量，但因为前面那个实验硅片先做了BPSG膜，测得硼磷含量也正常，就认为按同等条件SIC上长的BPSG膜的硼磷含量也正常。这种方法需要经常先拿没长膜的硅片在P5000机台按实验条件长一层BPSG膜，然后采用昂贵的Rigaku3620设备来测量膜层的硼磷含量，以此获得接下来正式生产时的各种条件(压力，功率，各种气体流速等)。

[0004] 测量硼磷含量的设备为昂贵的Rigaku3620设备，它是利用X射线射向半导体晶圆片，收集并测量其反射光谱而得出硼磷含量。这样的设备一个生产厂家就一台，二手价格也在400万人民币以上，如果此设备出现问题，BPSG膜内硼磷含量无法测量，生产厂家将面临停产的危险。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题在于提供一种替代Rigaku3620设备测量硼磷含量的半导体BPSG膜的生长方法。

[0006] 本发明是这样实现的：

[0007] 一种半导体BPSG膜的生长方法，包括如下步骤：

[0008] 步骤一：做BPSG膜的硼磷拉偏实验，从拉偏实验中获得：当TMB＝0，硼含量处于正常值时，测得BSG膜厚度在d1～d2之间；当TMP＝0，磷含量处于正常值时，测得PSG膜厚度在d3～d4之间；

[0009] 步骤二：先将试验硅片放置在P5000腔体里面按一定的生长数据长BPSG膜；

[0010] 步骤三：将长出BPSG膜的硅片放到Rigaku3620设备测量BPSG膜的硼磷含量；

[0011] 步骤四：当测得BPSG膜的硼磷含量符合要求时，记录硼磷含量符合要求的BPSG膜的生长数据，该生长数据包括：时间、压强、功率、space、O2流速、TEOS流速、TMP流速、TMB流速；

[0012] 步骤五：按步骤四获得的BPSG膜的生长数据在新的硅片上长BPSG膜；

[0013] 步骤六：在P5000腔体的硅片上长BPSG膜超过一定时间T后，需要调整生长数据；

[0014] 步骤七：此时做BPSG膜的硼磷拉偏实验，当TMB＝0时，测得BSG膜厚度在d1～d2时，记录此时的TMP的具体数值A；当TMP＝0时，测得PSG膜厚在d3～d4时，记录此时的TMB的具体数值B；

[0015] 于是，获得新的BPSG膜的生长数据如下：

[0016] 时间不变、压强不变、功率不变、space不变、O2流速不变、TEOS流速不变、TMP流速调整为A、TMB流速调整为B；

[0017] 步骤八：接步骤七获得的新BPSG膜的生长数据的条件在P5000腔体的硅片上长BPSG膜；

[0018] 重复以上步骤六至步骤八。

[0019] 进一步地，所述步骤一中：

[0020] 当TMB＝0时，测得BSG膜厚度在 时，硼含量为：4.4±0.3；当TMP＝0时，测得PSG膜厚在 时，磷含量为：4.5±0.3；

[0021] 所述步骤七中：当TMB＝0时，测得BSG膜厚度在 时，记录此时的TMP的具体数值A；当TMP＝0时，测得PSG膜厚在 时，记录此时的TMB的具体数值B。

[0022] 进一步地，所述步骤六中，T＝24小时。

[0023] 本发明的优点在于：采用本发明的方法后，只需要最开始使用一次昂贵的Rigaku3620设备，之后就不需要了，后面再生产的BSG膜，每过一段时间做一次硼磷拉偏试验，通过拉偏试验获得调整后的TMP的具体数值和TMB的具体数值就可以继续生产了，大大降低了设备使用成本。

附图说明

[0024] 下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的描述。

[0025] 图1是本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

[0026] 半导体工艺中一般要求硼磷含量质量百分比都在4.5％左右，本实施例中要求BPSG膜为硼的百分比为4.4％，磷的百分比为4.5％。在调试P5000生长BPSG膜厚时的反应条件如表1所示：

[0027] 表1：生长BPSG膜厚时的反应条件

[0028]

[0029]

[0030] 在此条件下，测量膜厚为12040A，硼的百分比为4.402％，磷的百分比为4.502％。

[0031] 本实施例提供一种半导体BPSG膜的生长方法，包括如下步骤：步骤一：先做上述条件的BPSG膜的硼磷拉偏实验；

[0032] 在做BPSG膜的硼磷拉偏实验时，发现硼磷含量与BPSG膜的长膜速率具有一定的有相关性。单独掺磷时，PSG膜的长膜速率与磷含量成正相关性；单独掺硼时，BTSG膜的长膜速率与硼含量也成正相关。

[0033] 在上述表1的BPSG膜的反应条件下，只改变TMP的流速，测量的如下数据：(其中TMB流速为0生长的膜为PSG，TMP流速为0生长的膜为BSG膜，TMB和TMP都不流，生长的膜为USG膜)

[0034] 表2：TMB流量保持不变时硼磷含理和膜厚情况表

[0035]

[0036]

[0037] 规律：

[0038] 1：TMB流量不变，硼的百分比几乎不变，随着TMP流速增加，磷的百分比含量增加；

[0039] 2：TMB流量不变，BSG膜厚几乎不变，随着TMP流速增加，PSG的膜厚增加；

[0040] 由规律1和2得出，只改变TMP流量，PSG厚度增加，会对应磷的百分比增加，反之也是。

[0041] 继续BPSG膜的硼磷拉偏实验，在上述BPSG条件下，只改变TMB的流速，测量的如下数据：

[0042] 表3：TMP流量保持不变时硼磷含理和膜厚情况表

[0043]

[0044]

[0045] 规律：

[0046] 3：TMP流量不变，硼的百分比几乎不变，随着TMB流速增加，硼的百分比含量增加；

[0047] 4：TMP流量不变，PSG膜厚几乎不变，随着TMB流速增加，BSG的膜厚增加；

[0048] 由规律3和4得出，只改变TMB流量，BSG厚度增加，会对应硼的百分比增加，反之也是。

[0049] 当TMB＝0时，测得BSG膜厚度在 时，硼含量为：4.4±0.3；当TMP＝0时，测得PSG膜厚在 时，磷含量为：4.5±0.3；

[0050] 如此，需求的硼磷含量的测试，就转化为PSG和BSG膜厚的测试；

[0051] 步骤二：先将试验硅片放置在P5000腔体里面按一定的生长数据长BPSG膜；

[0052] 步骤三：将长出BPSG膜的硅片放到Rigaku3620设备测量BPSG膜的硼磷含量；

[0053] 步骤四：当测得BPSG膜的硼磷含量符合要求时，记录硼磷含量符合要求的BPSG膜的生长数据，该生长数据包括：时间、压强、功率、space、O2流速、TEOS流速、TMP流速、TMB流速；

[0054] 步骤五：按步骤四获得的BPSG膜的生长数据在新的硅片上长BPSG膜；

[0055] 步骤六：在P5000腔体的硅片上长BPSG膜超过一定时间T，由于气体管路的老化等原因，需要调整生长数据(一般是每天都需要调整一次，或每次做之前调整一次)；

[0056] 步骤七：此时做BPSG膜的硼磷拉偏实验，当TMB＝0时，测得BSG膜厚度在时，记录此时的TMP的具体数值A；当TMP＝0时，测得PSG膜厚在时，记录此时的TMB的具体数值B；

[0057] 于是，获得新的BPSG膜的生长数据如下：

[0058] 时间不变、压强不变、功率不变、space不变、O2流速不变、TEOS流速不变、TMP流速调整为A、TMB流速调整为B；

[0059] 步骤八：接步骤七获得的新BPSG膜的生长数据的条件在P5000腔体的硅片上长BPSG膜；

[0060] 重复以上步骤六至步骤八。

[0061] 采用本发明的方法后，只需要最开始使用一次昂贵的Rigaku3620设备，之后就不需要了，后面再生产的BSG膜，每过一段时间做一次硼磷拉偏试验，通过拉偏试验获得调整后的TMP的具体数值和TMB的具体数值就可以继续生产了，大大降低了设备使用成本。

[0062] 以上所述仅为本发明的较佳实施用例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换以及改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。