半导体工艺1：HDP工艺介绍.pptxVIP

HDP工艺介绍

目录Contents二、HDP应用一、HDP工艺原理三、HDP与其他工艺对比四、HDP设备介绍五、HDP工艺控制

1、什么是HDP？Highdensityplasma高密度等离子体。2、HDP原理一、HDP工艺原理BiasRF形成HDP的条件：（1）CoilRF（sideRFTopRF）形成ICP:inductivecoupledplasma电感耦合的Plasma；

一、HDP工艺原理CoilRF形成上下方向的磁场，变化的磁场形成环形的电场。由于感应电场的方向时回旋型的，因此电子也就往回旋方向加速，使得电子因回旋而能够运动很长的距离而不会碰到反应腔内壁或电极,这样就能使电子充分碰撞气体，在低压状态下制造出高密度的等离子体。

5一、HDP工艺原理（2）gasnozzle气体喷嘴，Topnozzle:Sidenozzle(up)，Sidenozzle(level)三个方向的气体，气体更加均匀，碰撞的概率更大。

6一、HDP工艺原理（2）gasnozzle气体喷嘴，Topnozzle:Sidenozzle(up)，Sidenozzle(level)三个方向的气体，气体更加均匀，碰撞的概率更大。（3）BiasRF为了给反应腔中的高能离子定方向，淀积过程中RF偏压被施加于ESC上，推动高能离子脱离等离子体而直接接触到硅片表面，同时偏压也用来控制离子的轰击能量。（4）高真空为了提高离子的平均自由程，必须提高真空度，不能再使用干泵级别的真空泵。通常采用分子泵。

一、HDP工艺原理（5）强大的控温系统A、温纯水供应系统在Plasma启动阶段提供热源;B、冷却系统在HDPCVD反应腔中高密度等离子体轰击硅片表面会导致很高的硅片温度，大部分的CVD制程必须在400℃低温下进行，以避免高温带来的不利影响。在Dome和ESC上都有CHILLER提供的冷却水。ESC上还有IHC(IndependentHeliumCooling)

2024/7/138一、HDP工艺原理

9二、HDP工艺应用1、解决的问题在淀积0.8um（8000A）以下的孔时，PECVD不再具备很好的台阶覆盖性，经常会形成夹断，而有空洞(void)。为了解决PECVD这种短板，HDP的就应用而生了。

2024/7/1310二、HDP工艺应用2、HDP工艺过程在初始淀积完成部分填孔尚未发生夹断时紧跟着进行刻蚀工艺以重新打开间隙入口，之后再次淀积以完成对整个间隙的填充

二、HDP工艺应用3、HDP工艺过程HDPCVD它的突破创新之处就在于在同一个反应腔中同步地进行淀积和刻蚀的工艺。淀积工艺通常是由SiH4和O2的反应来实现，而蚀刻工艺通常是由Ar和O2的溅射（sputteretch）来完成。4、HDP效果评价重要指标：淀积刻蚀比淀积刻蚀比=总淀积速率/刻蚀速率=(净淀积速率+刻蚀速率)/刻蚀速率.

2024/7/1312二、HDP工艺应用

二、HDP工艺应用4、HDP的优点（1）较好的台阶覆盖性；（2）高密度；（3）低杂质缺陷；

2024/7/1314二、HDP工艺应用5、HDP的应用（1）STIshallowtrenchisolation浅沟道隔离0.25um以下常用的隔离技术，全面替代locos工艺，有效避免locos工艺带来的问题。需要膜质致密的SiO2，HDP是比较好的选择。

二、HDP工艺应用（2）lowkIMD(PSGFSG)减少寄生电容，吸收Na离子等；（3）孔槽填充的PMDUSG，填充性能

三、HDP工艺与其他工艺对比工艺类别台阶覆盖性膜质致密性优点缺点温度PVD---杂质少，膜质稳定台阶覆盖差200-400℃PECVD成膜速度快Plasma损伤350-400℃SACVD台阶覆盖好，无plasma损伤膜质酥松，杂质多，淀积速率慢450-500℃HDP致密好，台阶覆盖好，杂质少Plasma损伤大，淀积速率慢300-400℃

三、HDP工艺与其他工艺对比PETEOSSACVDTEOS

三、HDP工艺与其他工艺对比HDPPECVDICP电感耦合离子密度高100xhigher电容耦合低淀积速率≤3600A/min(w/bias)高淀积速率:8000A/