HDP-CVD 中的再沉积问题-----------纳米集成电路制造工艺 张汝京等 编著

另外，在 HDP-CVD 中的物理轰击遵循碰撞中的动量守恒原理，因此被溅射出的物质存在一定角度。随着沟槽开口尺寸变小，当轰击离子质量较大时，被轰击掉的部分会有足够的能量重新沉积到沟槽侧壁另一侧某一角度处，使得这些地方薄膜堆积，过多的堆积将会造成沟槽顶部在没有完全填充前过快封口（见图4.17）。随着器件尺寸减小，填充能力的挑战越来越大。为了减少物理轰击造成的再沉积，HDP 中的轰击气体主要经历了Ar-O₂-He-H₂的变化，通过降低轰击原子的质量来改善再沉积引起的填充问题。但是仅仅通过轰击物质的改变，沟槽填充能力的改善是有限的。

所以在90nm以后，为改善物理轰击所造成的问题，引入同位化学刻蚀对填充结构轮廓进行调整，即在沟槽顶部封口前将其重新打开而不造成再沉积，使得薄膜可以bottom-up 填满整个沟槽。其中 NF₃的干法刻蚀被认为是一种非常有效的方法。NF₃在等离子体中离解形成含氟的活性基团，它可以打断已沉积薄膜中的Si-O键，形成挥发性的SiF₄随着多余的O₂一起被抽走，从而打开沟槽顶部。但是这种单步沉积-刻蚀-沉积对填充能力的改善是有限的。

通过多步循环沉积-刻蚀-沉积来实现对所填充结构轮廓的调整，来降低沟槽填充的难度。这样可以在保持 HDP 本身填充能力的同时，通过 NF₃的刻蚀来重新调整沟槽的形状，使得更多的材料可以填充进去，保证沟槽不封口形成孔洞。