最後更新:2026年10月8日薄膜沉積(CVD / ALD / PVD)薄膜沉積(CVD/PVD/ALD)中國大陸:NSG(未掺杂硅玻璃)

NSG(無摻雜矽玻璃)是什麼

Non-doped Silicate Glass (NSG)

NSG(無摻雜矽玻璃)是不添加硼或磷、以 CVD 法沉積的氧化矽(SiO₂)膜,也稱為 USG。由於可在 400℃ 左右以下沉積,在金屬連線形成後的製程中也能使用,用於層間介電層・STI 填充・硬遮罩等。蝕刻或 CMP 後殘留的膜厚稱為「NSG 殘膜」,需量測與管理。

目錄5 項
  1. 定義與原理
  2. 常見問題
  3. 相關企業
  4. 相關用語
  5. 比較文章

定義與原理

NSG(Non-doped Silicate Glass,無摻雜矽玻璃)是不添加硼(B)、磷(P)等雜質,以 CVD 法沉積的氧化矽(SiO₂)膜,也稱為 USG(Undoped Silicate Glass)。這個名稱用來與摻磷的 PSG、摻硼與磷的 BPSG 區別,也與以熱氧化形成的 SiO₂ 膜區分使用。

沉積方式包括使用 TEOS(四乙氧基矽烷)與臭氧的常壓・次常壓 CVD(O₃-TEOS)、以 TEOS 或 SiH₄ 為原料的電漿 CVD(PE-TEOS 等),以及擅長填充高低差的高密度電漿 CVD(HDP-CVD)等。這些方法都能在 400℃ 左右以下的較低溫度沉積,因此特點是在形成電晶體與金屬連線後的製程中也能使用。

主要用途包括:絕緣導線之間、以及元件與導線之間的層間介電層(ILD・PMD),STI(淺溝槽隔離)的溝槽填充,蝕刻用硬遮罩,以及防止摻雜膜中雜質向外擴散的覆蓋層(cap)或襯層(liner)等。由於不含雜質,膜質穩定;雖然無法像 BPSG 那樣以回流(reflow)平坦化,但可透過 CMP 平坦化後使用。

以 CVD 沉積的 NSG 密度低於熱氧化膜,在稀氫氟酸(DHF)或緩衝氫氟酸(BHF)中的蝕刻速率較大。因此有時會在沉積後進行熱處理(緻密化,densify)使膜變得緻密,在估算濕式製程的膜損量時也要考慮這項差異。

在現場,回蝕(etch back)、CMP、濕式蝕刻後殘留的 NSG 膜厚稱為「NSG 殘膜」並加以管理。殘膜過厚會導致接觸窗開孔不良或高低差,過薄則會造成底層露出或絕緣不良,因此以光學干涉式膜厚計或橢圓偏光儀量測,並搭配蝕刻或 CMP 的終點偵測,控制在目標厚度內。

NSG(無摻雜矽玻璃)的常見問題

NSG 與 USG 是不同的東西嗎?
兩者是同一種東西的不同稱呼。NSG 是 Non-doped Silicate Glass、USG 是 Undoped Silicate Glass 的縮寫,都是指未添加硼、磷等雜質的 CVD 氧化膜。使用哪種稱呼依公司內部或設備廠商的習慣而定。
NSG 與 BPSG 有什麼不同?
BPSG 是摻有硼與磷的矽玻璃,加熱後會軟化流動(回流),過去用於消除高低差的平坦化。NSG 不含雜質因此不會回流,但膜質穩定,使用時不必擔心雜質擴散。目前以沉積 NSG 後用 CMP 平坦化的方法為主流。
什麼是 NSG 殘膜?
指回蝕、CMP、濕式蝕刻後殘留的 NSG 膜厚度。比目標厚會造成接觸窗開孔不良或高低差,比目標薄則會使底層露出而導致絕緣不良。以光學干涉式膜厚計等量測,並回饋至蝕刻或 CMP 條件加以管理。

相關設備・材料

相關企業

比較文章

所屬主題