[发明专利]半导体元件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种半导体元件及其制造方法。

背景技术

随着金属氧化物半导体（MOS）晶体管元件尺寸不断缩小，对介电层品质的要求也愈来愈高。现有习知在形成介电层时，介电层表面经常产生缺陷，例如凸起或缺损等，使介电层表面的粗糙度（roughness）上升。在后续的微影、蚀刻等图案化工艺中，介电层表面的高粗糙度可能造成薄膜堆叠间的粘合度不佳，甚至导致元件的桥接缺陷（bridge defect），或是造成龟裂（crack）、剥离（peeling）以及漏电等问题。

由此可见，上述现有的半导体元件及其制造方法在产品结构、制造方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决上述存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品及方法又没有适切的结构及方法能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。因此如何能创设一种新的半导体元件及其制造方法,实属当前重要研发课题之一，亦成为当前业界极需改进的目标。

发明内容

本发明的目的在于，克服现有的半导体元件及其制造方法存在的缺陷，而提供一种新的半导体元件及其制造方法，所要解决的技术问题是使其中可形成表面缺陷少、表面粗糙度低以及与其他材料层之间的粘合度高的介电层，非常适于实用。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种半导体元件的制造方法，包括在衬底上形成介电层,所述介电层包括第一部分与第二部分，所述第一部分邻接于所述衬底，所述第二部分邻接于所述第一部分。接着，以三氟化氮处理所述介电层，移除所述介电层的所述第二部分，暴露出所述介电层的所述第一部分。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的半导体元件的制造方法,其中所述介电层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其组合。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述介电层包括内层介电层、金属层间介电层或保护层。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述以三氟化氮处理所述介电层的步骤包括在所述介电层的所述第一部分的表面部分植入氮与氟，以形成表面植入氮与氟的部分。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述表面植入氮与氟的部分与所述介电层的所述第一部分的厚度比值为1/150至1/14。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述表面植入氮与氟的部分的厚度为1至250埃。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述第二部分的厚度为50埃至1000埃。

前述的半导体元件的制造方法，其中以三氟化氮处理所述介电层的步骤包括调控至少一工艺参数，所述工艺参数包括：射频功率、三氟化氮气体流量、载体气体流量、氨气气体流量、氩气气体流量或其组合。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述载体气体包括氦气。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述射频功率为20至200W。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述三氟化氮气体流量为35至250sccm（standard cubic centimeter per minute）。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述载体气体流量为20至2,400sccm。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述氨气气体流量为0至300sccm。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述氩气气体流量为100至1,000sccm。

前述的半导体元件的制造方法，还包括在暴露的所述介电层的所述第一部分上形成至少一材料层。

前述的半导体元件的制造方法，其中所述至少一材料层包括抗反射涂布层、光阻层或其组合。

本发明的目的及解决其技术问题还采用以下技术方案来实现。依据本发明提出的一种半导体元件，包括衬底与介电层。所述介电层位于所述衬底上，所述介电层包括表面部分，所述表面部分植入有氮与氟，且所述表面植入氮与氟的部分与所述介电层的厚度比值为1/150至1/14。

本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。

前述的半导体元件，其中所述介电层的材料包括氧化硅、氮化硅、氮氧化硅或其组合。

前述的半导体元件，其中所述介电层包括内层介电层、金属层间介电层或保护层。

前述的半导体元件，还包括至少一材料层，位于所述介电层上。

前述的半导体元件，其中所述至少一材料层包括抗反射涂布层、光阻层或其组合。