在HDP CVD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，然而HDP CVD工艺的重要应用之一-金属层间绝缘层(IMD)必须在400℃低温下进行以避免损伤金属铝(铝的熔点是660℃），另外,高的热负荷会引起硅片的热应力.对硅片温度的限制要求对硅片进行降温，在HDP CVD反应腔中是由背面氦气冷却系统和静电卡盘共同在硅片和卡盘之间形成一个热传导通路，从而来降低硅片和卡盘的温度。
HDP CVD的反应包含两种或多种气体参与的化学反应.根据淀积的绝缘介质掺杂与否及掺杂的种类,常见的有以下几种：
（1） USG (Un-doped Silicate Glass)SiH4+O2+Ar→USG + volatiles
（2）FSG (Fluorosilicate Glass)SiH4+SiF4+O2+Ar→FSG+volatiles# h, W% K0 D. J0 P+ D5 m （3）PSG (Phosphosilicate Glass)SiH4+PH3+O2+Ar→PSG+volatiles 7.3.2.3 重要指标-淀积刻蚀比：
如前所述，HDP CVD工艺最主要的应用也是其最显著的优势就是间隙填充，如何选择合适的工艺参数来实现可靠无孔的间隙填充就成为至关重要的因素.在半导体业界，淀积刻蚀比(DS ratio)被普遍采用作为衡量HDP CVD工艺填孔能力的指标.淀积蚀刻比的定义是： 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.
这里的总淀积速率指的是在假定没有刻蚀的条件下的淀积速率，而净淀积速率则是在同步淀积和刻蚀过程中的淀积速率。实现对间隙的无孔填充的理想条件是在整个淀积过程中始终保持间隙的顶部开放以使反应物能进入间隙从底部开始填充，也就是说，我们希望在间隙的拐角处淀积刻蚀比为1，即净淀积速率为零.对于给定的间隙来说，由于HDP CVD工艺通常以SiH4作为绝缘介质中Si的来源，而SiH4解离产生的等离子体对硅片表面具有很强的化学吸附性，导致总淀积速率在间隙的各个部位各向异性，在间隙拐角处的总淀积速率总是大于在间隙底部和顶部的总淀积速率；另一方面，刻蚀速率随着溅射离子对于间隙表面入射角的不同而改变，最大的刻蚀速率产生于45°到70°之间，正好也是处于间隙拐角处.如果间隙拐角处的淀积刻蚀比远大于1,间隙的顶部会由于缺乏足够的刻蚀而迅速关闭，在间隙内就会形成空洞，反之，如果间隙拐角处的淀积刻蚀比小于1，在间隙拐角处的过度刻蚀会产生“剪断”效应破坏绝缘介质下的金属层或抗反射涂层，严重者会导致漏电流和器件的失效。图7即是HDP CVD工艺在上述三种典型淀积刻蚀比下对间隙填充情况的示意图。
7.3.3 等离子体刻蚀工艺
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物理方法干法刻蚀是利用辉光放电将惰性气体，例如氩气（Ar），解离成带正电的离子，再利用偏压将离子加速，轰击被刻蚀物的表面，并将被刻蚀物材料的原子击出。整个过程完全是物理上的能量转移，所以称为物理性刻蚀。
7.3.4 溅射工艺
根据采用的电源种类，等离子体溅射有两种方式：直流阴极溅射和射频溅射。
直流阴极溅射是荷能粒子（一般采用正离子）轰击处在阴极的靶材，把靶材上的原子溅射到阳极的硅片上。
如果靶材是绝缘介质或导电靶上受绝缘介质污染时，相当于在等离子体与阴极之间有一个电容器，采用直流电源实现溅射存在困难，所以对于绝缘靶的溅射一般采用射频（RF）电源，但是它必须要在硅片与靶之间加一个直流偏压。
7.3.5 等离子辅助CVD化学气相淀积工艺（PECVD） PECVD是让两种反应气体在衬底表面发生化学反应，如：PECVD淀积Si3N4 。3SiH4 ＋ 4NH3 →
Si3N4 ＋ 12H2
它的化学反应同LPCVD完全一样，差别就是反应的温度不同。
7.3.6 等离子清洗工艺
通过化学或物理作用对工件表面进行处理，实现分子水平的污染物去除（一般厚度为3～30nm），从而提高工件表面活性。被清除的污染物可能有有机物、环氧树脂、光刻胶、氧化物、微颗粒污染
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物等，所以射频等离子清洗是一种高精密清洗。对应不同的污染物，应采用不同的清洗工艺。一般来说，根据选择的工艺气体不同，射频等离子清洗分为化学清洗、物理清洗及物理化学清洗。通过以下几个反应式及图1、图2及图3对清洗方式做详细说明：
7.3.6.1 化学清洗:
表面反应以化学反应为主的等离子体清洗，又称PE。 例1：O2＋e－→ 2O※ +e－ O※＋有机物→CO2+H2O
从反应式可见，氧等离子体通过化学反应可使非挥发性有机物变成易挥发的H2O和CO2。 例2：H2+e-→2H※+e- H※+非挥发性金属氧化物→金属＋H2O
从反应式可见，氢等离子体通过化学反应可以去除金属表面氧化层，清洁金属表面。
7.3.6.2 物理清洗：
表面反应以物理反应为主的等离子体清洗，也叫溅射腐蚀（SPE）。 例：Ar＋e-→Ar++2e- Ar++沾污→挥发性沾污
Ar+在自偏压或外加偏压作用下被加速产生动能，然后轰击在放在负电极上的被清洗工件表面，一般用于去除氧化物、环氧树脂溢出或是微颗粒污染物，同时进行表面能活化。
7.3.6.3 物理化学清洗：
表面反应中物理反应与化学反应均起重要作用。
8) 集成电路工艺中反复利用各种薄膜生长工艺生长薄膜，请根据你的理解和对查阅到的资料的学习，尽可能详细阐述一般在集成电路工艺中有几种薄膜生长发生方法以及生长后的薄膜在电路中的作用。 【15分】
8.1 薄膜材料的概念
采用一定方法，使处于某种状态的一种或几种物质（原材料)的基团以物理或化学方式附着于衬底材料表面，在衬底材料表面形成一层新的物质，这层新物质就是薄膜。 简而言之，薄膜是由离子、原子或分子的沉积过程形成的二维材料。
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8.2 薄膜的制备方法 （如图12-1）所示
按物理、化学角度来分，有： 8.2.1 物理成膜 PVD
利用蒸发、溅射沉积或复合的技术，不涉及到化学反应,成膜过程基本是一个物理过程而完成薄膜生长过程的技术,以PVD为代表。
成膜方法与工艺
8.2.1.1 真空蒸发镀膜（包括脉冲激光沉积、分子束外延）
工艺原理:
真空室内加热的固体材料被蒸发汽化或升华后，凝结沉积到一定温度的衬底材料表面。形成薄膜经历三个过程：
蒸发或升华。通过一定加热方式使被蒸发材料受热蒸发或升华，由固态或液态变成气态。 ①. 输运到衬底。气态原子或分子在真空状态及一定蒸气压条件下由蒸发源输运到衬底。 ②. 吸附、成核与生长。通过粒子对衬底表面的碰撞，衬底表面对粒子的吸附以及在表面的迁
移完成成核与生长过程。是一个以能量转换为主的过程。
工艺方法:
①. 对于单质材料，按常见加热方式有电阻加热、电子束加热、高频感应加热、电弧加热和激
光加热。
②. 对于化合物和合成材料，常用各种蒸发法和热壁法。
8.2.1.2 溅射镀膜
是指在真空室中，利用荷能粒子轰击镀料表面，使被轰击出的粒子在基片上沉积的技术。 工艺原理:
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