当晶体管器件结构完成之后,进入后段铜工艺之前,需要一层金属前介质模块（Pre-Metal Dielectric,PMD）沉积层,将晶体管表面高低不平的栅与源漏区填充并将表面磨平,为后段铜工艺的平整化奠定基础。在以线宽110nm/90nm的工艺流程中,高密度等离子体（High density plasma,HDP）磷硅玻璃（Phosphorus silicon glass,PSG）工艺往往成为PMD制程核心。HDP工艺本身特点具有优良的填孔性,PSG薄膜常用于PMD,主要因为PSG中的磷具有一定的吸杂作用,可以有效控制晶体管器件的杂质含量,保证器件的工作范围和稳定性。但同时由于工艺自身的特性及设备的缺陷,也带来了诸多的问题。本文着重就HDP PMD工艺产生的几大难题:颗粒,破片,厚度均匀性和磷浓度幅度（Range:最大值和最小值的差值）展开课题研究并提出改善方案。通过研究缺陷本身的现象及形成的机理,设计实验验证,由预涂层入手,优化工艺步骤,解决工艺过程中产生的颗粒问题。通过增加PMD工艺后的处理手法,解决磷析出问题。通过优化工艺时静电吸盘（Electrostatic Chuck,ESC）的吸附电压、冷却时间、静电释放方式解决破片问题。仔细分析预清扫（Shut down clean）的每个步骤及细节,优化其中的清扫步骤,然后改变腔体闲置时ESC的保护片（Protective ESC,PEC）的放置位置,有效地解决了厚度均匀性及磷浓度问题。更为难得的是,解决这几大问题的同时,并没有带来新的干扰,保证了工艺的可复制性及产品的稳定性。随着该工艺难题的解决,设备的可作业时间由原来的75%提高至85%,该层工艺的每片生产成本降低了45%,产品良率始终保持在97%以上。