[发明专利]具有抗蚀刻氮化物层的半导体元件的制备方法

说明书

提供半导体元件的制备方法，包括：提供基底在反应腔室中；形成未处理氮化硅膜在基底上；形成处理过氮化硅膜在未处理氮化硅膜上。形成未处理氮化硅膜包括：(a)供应第一硅前驱物进入反应腔室；(b)供应氮前驱物进入反应腔室。(a)与(b)按序且重复执行以形成未处理氮化硅膜。形成处理后氮化硅膜包括：(c)提供第二硅前驱物进入反应腔室；(d)通过提供多个氢自由基进入反应腔室以减少来自第二硅前驱物的化学物种中的杂质来执行第一氢自由基清除；(e)供应第二氮前驱物进入反应腔室。(c)、(d)及(e)按序且重复执行以形成处理后氮化硅膜。未处理氮化硅膜与处理后氮化硅膜一起形成氮化硅层。

技术领域

本公开主张2020年10月22日申请的美国正式申请案第17/077,685号的优先权及益处，该美国正式申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。

本公开涉及一种半导体元件的制备方法。特别涉及一种具有抗蚀刻氮化物层的半导体元件的制备方法。

背景技术

半导体元件是使用在不同的电子应用(例如个人电脑、手机、数字数码相机，或其他电子设备)中。半导体元件的尺寸是逐渐地变小，以符合计算能力所逐渐增加的需求。然而，在尺寸变小的工艺期间，增加不同的问题，且如此的问题在数量与复杂度上持续增加。因此，仍然持续着在达到改善品质、良率、效能与可靠度以及降低复杂度方面的挑战。

上文的“现有技术”说明仅是提供背景技术，并未承认上文的“现有技术”说明公开本公开的标的，不构成本公开的现有技术，且上文的“现有技术”的任何说明均不应作为本公开的任一部分。

发明内容

本公开的一实施例提供一种半导体元件的制备方法，包含：提供一基底在一反应腔室中；形成一未处理氮化硅膜在该基底上；以及形成一处理后氮化硅膜在该未处理氮化硅膜。形成该未处理氮化硅膜包括下列步骤：(a)供应一第一硅前驱物进入该反应腔室，借此允许来自该第一硅前驱物的多个化学物种以被吸收在该基底上；以及(b)供应一第一氮前驱物进入该反应腔室，借此氮化该等化学物种以沉积所得的氮化硅在该基底上。该步骤(a)以及该步骤(b)是按序且重复执行，以形成该未处理氮化硅膜。形成该处理后氮化硅膜包括下列步骤：(c)供应一第二硅前驱物进入该反应腔室，借此允许来自该第二硅前驱物的多个化学物种，以被吸收到该未处理氮化硅膜上；(d)通过提供多个氢自由基进入该反应腔室以减少来自该第二硅前驱物的该等化学物种中的杂质来执行一第一氢自由基清除；以及(e)供应一第二氮前驱物进入该反应腔室，借此氮化来自该第二硅前驱物的该等化学物种以沉积所得的氮化硅在该未处理氮化硅膜上。该步骤(c)、该步骤(d)以及该步骤(e)按序且重复执行，以形成该处理后氮化硅膜。该未处理氮化硅膜与该处理后氮化硅膜一起形成一氮化硅层。

在一些实施例中，该第一硅前驱物与该第二硅前驱物包含二氯硅烷(dichlorosilane)。

在一些实施例中，该第一硅前驱物与该第二硅前驱物包含氨气(ammonia gas)。

在一些实施例中，该步骤(d)中的该等氢自由基是通过一等离子体产生单元供应氢气而产生在该等离子体产生单元中。

在一些实施例中，该步骤(d)包括一稳定阶段(stabilizing stage)、一流动阶段(flowing stage)以及一真空阶段(vacuuming stage)。

在一些实施例中，在该步骤(d)的该流动阶段期间，在该反应腔室中的一工艺压力是介于大约40Pa到大约100Pa之间。

在一些实施例中，在该步骤(d)的该流动阶段期间，在该等离子体产生单元中的一工艺压力是介于大约70Pa到大约400Pa之间。

在一些实施例中，在该步骤(d)的该流动阶段期间，所述氢自由基的一流量是介于大约0.5slm到大约5slm之间。