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TWI719015B - 在3d nand存放裝置中用於提高豎直蝕刻性能的膜的電漿增強化學氣相沉積 - Google Patents

在3d nand存放裝置中用於提高豎直蝕刻性能的膜的電漿增強化學氣相沉積 Download PDF

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金秉憲
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Abstract

本公開案的實現方式一般涉及結合高深寬比特徵定義的薄膜及其形成方法。隨著柵極高度增加，3D NAND柵極堆疊經受更高深寬比蝕刻。由於蝕刻技術的電流限制，豎直的蝕刻輪廓通常隨著進入柵極堆疊中的深度增加而逐漸變尖細。本發明人已設想出通過新穎的電漿增強化學氣相沉積(PECVD)膜沉積方法來補償深溝槽中的蝕刻性能降級的獨特的沉積方案。本發明人已經發現，通過使沉積態膜(例如，氮化矽)的各種性質(例如，折射率、膜的應力、膜中的摻雜劑濃度)分級，可通過補償乾法蝕刻速率和濕法蝕刻速率兩者的變化來實現更均勻的蝕刻輪廓。

Description

在3D NAND存放裝置中用於提高豎直蝕刻性能的膜的電漿增強化學氣相沉積
本公開案的實現方式一般涉及結合高深寬比特徵定義的薄膜及其形成方法。
隨著下一代設備的電路密度增大，諸如過孔、溝槽、觸點、柵極結構以及其他特徵的互連件以及互連件之間的介電材料的寬度的尺寸會減小至45nm和32nm，而介電層的厚度保持基本上恆定，這造成特徵的深寬比增大。為了能夠製造下一代設備和結構，通常利用半導體晶圓的三維(3D)堆疊來改善電晶體的性能。通過以三維而非常規二維來佈置電晶體，可將多個電晶體以非常靠近彼此的方式佈置在積體電路(IC)中。半導體晶圓的三維(3D)堆疊減小導線長度，並使佈線延遲保持處於較低水準。在製造半導體晶圓的三維(3D)堆疊過程中，通常利用階梯狀結構來允許多個互連 結構設置在這種階梯狀結構上，從而形成高密度的豎直型電晶體設備。
隨著豎直堆疊的設備的密度增大，特徵的深寬比也會相應地增大。隨著深寬比的增大，實現均勻的蝕刻輪廓變得越來越難。一種用於實現均勻的蝕刻輪廓的傳統方法是使用多操作式蝕刻制法。第一操作打開側壁，接著是高能轟擊的後續操作以形成具有均勻的蝕刻輪廓的直壁。然而，隨著深寬比增大，使用傳統的多操作式蝕刻制法實現均勻的蝕刻輪廓變得越來越難。在另一傳統方法中，具有非常高的離子轟擊的單操作式蝕刻制法被用於提供各向異性蝕刻。然而，使用傳統的單操作式蝕刻制法實現筆直的蝕刻輪廓所需要的高能會導致對結構的頂表面造成電漿損傷。
因此，需要用於實現均勻的蝕刻輪廓的附加的方法。
本公開案的實現方式一般涉及結合高深寬比特徵定義的薄膜及其形成方法。在一個實現方式中，提供一種用於形成高深寬比特徵的方法。該方法包括將基板材定位在處理腔室中，在存在真空的情況下，在基板材上沉積一個或多個含氧化矽/氮化矽堆疊。沉積該一個或多個含氧化矽/氮化矽堆疊包括：將第一工藝氣體激發(energize)成第一電漿；用該第一電漿在該基板材上沉積第一膜層；將第二工藝氣體激發成第二電漿；用該第二電漿在該第一膜層上沉積第二膜層，其中該第二膜層具有第一折射率。重複以上操作，直到已經 在基板材上沉積預定數量的第一膜層和第二膜層為止，其中該第一膜層和該第二膜層是氧化矽層或氮化矽層，並且其中該第一膜層不同於該第二膜層。沉積該一個或多個含氧化矽/氮化矽堆疊進一步包括：將第三工藝氣體激發成第三電漿；用該第三電漿在前一層上沉積第三膜層；將第四工藝氣體激發成第四電漿；用該第四電漿在該第三膜層上沉積第四膜層，其中該第四膜層具有的折射率大於該第二膜層的折射率；以及重複以上操作，直到已經在基板材上沉積預定數量的第三膜層和第四膜層為止，其中該第三膜層和該第四膜層是氧化矽層或氮化矽層，並且其中該第三膜層不同於該第四膜層。
在另一實現方式中，提供一種具有高深寬比特徵的膜結構。該膜結構包括：一個或多個第一含氧化矽/氮化矽堆疊，該一個或多個第一含氧化矽/氮化矽堆疊形成在基板材上，其中該一個或多個第一含氧化矽/氮化矽堆疊包括：第一膜層，該第一膜層形成在該基板材上；第二膜層，該第二膜層形成在該第一膜層上，其中該第二膜層具有第一折射率，並且其中該第一膜層和該第二膜層是氧化矽層或氮化矽層，並且其中該第一膜層不同於該第二膜層。該膜結構進一步包括：一個或多個第二含氧化矽/氮化矽堆疊，該一個或多個第二含氧化矽/氮化矽堆疊形成在該一個或多個第一含氧化矽/氮化矽堆疊上，其中該一個或多個第二含氧化矽/氮化矽堆疊包括：第三膜層，該第三膜層形成在前一層上；以及第四膜層，該第四膜層形成在該第三膜層上，其中該第四膜層具有的 折射率大於該第二膜層的折射率，並且其中該第三膜層和該第四膜層是氧化矽層或氮化矽層，並且其中該第三膜層不同於該第四膜層。
在又一實現方式中，提供一種具有高深寬比特徵的膜結構。該膜結構包括：一個或多個第一含氧化矽/氮化矽堆疊，該一個或多個第一含氧化矽/氮化矽堆疊形成在基板材上，其中該一個或多個第一含氧化矽/氮化矽堆疊包括：第一膜層，該第一膜層形成在該基板材上；以及第二膜層，該第二膜層形成在該第一膜層上，其中該第二膜層具有第一折射率，並且其中該第一膜層和該第二膜層是氧化矽層或氮化矽層，並且其中該第一膜層不同於該第二膜層。該膜結構進一步包括：一個或多個第二含氧化矽/氮化矽堆疊，該一個或多個第二含氧化矽/氮化矽堆疊形成在該一個或多個第一含氧化矽/氮化矽堆疊上，其中該一個或多個第二含氧化矽/氮化矽堆疊包括：第三膜層，該第三膜層形成在前一層上；以及第四膜層，該第四膜層形成在該第三膜層上，其中該第四膜層具有的折射率大於該第二膜層的折射率，並且其中該第三膜層和該第四膜層是氧化矽層或氮化矽層，並且其中該第三膜層不同於該第四膜層。該膜結構進一步包括：一個或多個第三含氧化矽/氮化矽堆疊，該一個或多個第三含氧化矽/氮化矽堆疊形成在該一個或多個第二含氧化矽/氮化矽堆疊上，其中該一個或多個第三含氧化矽/氮化矽堆疊包括：第五膜層，該第五膜層形成在前一層上；以及第六膜層，該第六膜層形成在該第五膜層上，其中該第六膜層具有的折射率大於該第四膜層 的折射率，並且其中該第五膜層和該第六膜層是氧化矽層或氮化矽層，並且其中該第五膜層不同於該第六膜層，其中該第二膜層的折射率從約1.85至約1.90，該第四膜層的折射率從約1.91至約1.95，並且該第六膜層的折射率從約1.95至約2.1。
100‧‧‧處理腔室
102‧‧‧腔室主體
104‧‧‧基板材支撐件
106‧‧‧蓋元件
108‧‧‧第一電極
110‧‧‧隔離器
110a‧‧‧隔離器
110b‧‧‧隔離器
111‧‧‧電漿輪廓調製器
112‧‧‧氣體分配器
114‧‧‧入口
118‧‧‧開口
120‧‧‧處理容積
122‧‧‧第二電極
124‧‧‧第三電極
126‧‧‧開口
128‧‧‧第一調諧電路
130‧‧‧第一電子感測器
132A‧‧‧第一電感器
132B‧‧‧第二電感器
132‧‧‧電感器
134‧‧‧第一電子控制器
136‧‧‧第二調諧電路
138‧‧‧第二電子感測器
140‧‧‧第二電子控制器
142‧‧‧第一源
144‧‧‧軸
145‧‧‧箭頭
146‧‧‧導管
147‧‧‧軸線
148‧‧‧濾波器
150‧‧‧第二源
152‧‧‧出口
200‧‧‧方法
210‧‧‧操作
220‧‧‧操作
222‧‧‧操作
224‧‧‧操作
230‧‧‧操作
232‧‧‧操作
234‧‧‧操作
240‧‧‧操作
242‧‧‧操作
244‧‧‧操作
250‧‧‧操作
260‧‧‧操作
270‧‧‧操作
300‧‧‧膜結構
302‧‧‧基板材
304‧‧‧可選基層
304a‧‧‧第一材料
304b‧‧‧第二材料
306‧‧‧材料層堆疊
3061‧‧‧第一材料層堆疊
3062‧‧‧第二材料層堆疊
3063‧‧‧第三材料層堆疊
308‧‧‧第一膜層
3081‧‧‧第一膜層
3082‧‧‧第三膜層
3083‧‧‧第五膜層
310‧‧‧第二膜層
3101‧‧‧第二膜層
3102‧‧‧第四膜層
3103‧‧‧第六膜層
320‧‧‧圖案化層
322‧‧‧硬掩模層
324‧‧‧抗反射性塗層
326‧‧‧光刻膠層
330‧‧‧開口
340‧‧‧高深寬比特徵
400‧‧‧繪圖
為了可詳細理解本公開的上述特徵的方式，可通過參照實現方式對簡要概述於上的本公開進行更加詳細的描述，這些實現方式中的一些實現方式圖示於附圖中。然而應注意的是，這些附圖僅圖示本公開的典型實現方式且因此不被視為限制本公開的範疇，因為本公開可允許其他等效實現方式。
圖1描繪了根據本文中描述的實現方式的可被用來形成膜層的處理腔室的示意性側視圖；圖2A至圖2B描繪了根據本文中描述的實現方式的在薄膜中形成高深寬比特徵定義的方法的流程圖；圖3A至圖3C描繪了利用圖2中描繪的方法在基板材上形成的膜結構的橫截面圖；圖4是描繪了當氮化矽材料的乾法蝕刻速率(Å/秒)與氮化矽材料的折射率有關時的氮化矽材料的乾法蝕刻速率的繪圖；圖5A是描繪了根據現有技術方法的具有恆定折射率的含氮化矽結構中形成的溝槽的蝕刻輪廓的顯微照片；圖5B是描繪了根據本文中描述的實現方式的具有折 射率梯度的含氮化矽結構中形成的溝槽的蝕刻輪廓的顯微照片；以及圖5C是描繪了根據本文中描述的實現方式的具有折射率梯度的含氮化矽結構中形成的另一溝槽的蝕刻輪廓的顯微照片。
為了便於理解，已經在可能的地方使用相同的附圖標記來指示諸圖所共有的相同元件。可構想，一個實現方式中所公開的元件可有利地用於其他實現方式而無需具體詳述。
以下公開內容描述了具有形成在其中的高深寬比特徵的薄膜、用於薄膜沉積和在其中形成高深寬比特徵的工藝、以及用於實現上述工藝的設備。在以下描述中並且在圖1至圖5中闡述特定細節，以提供對本公開案的各種實現方式的透徹理解。描述通常與薄膜的沉積相關聯的眾所周知的方法和系統的其他細節並未在以下公開內容中闡述，以避免不必要地模糊對各種實現方式的描述。
本文中描述的許多細節、部件以及其他特徵僅僅說明特定實現方式。因此，在不背離本公開案的精神或範圍的情況下，其他實現方式可具有其他細節、部件以及特徵。另外，可在沒有若干以下所描述的細節的情況下實踐本公開案的另外實現方式。
其他沉積腔室還可受益於本公開案，並且本文中公開的參數可根據用於形成本文中描述的3D NAND柵極堆疊的 特定沉積腔室而變化。例如，其他沉積腔室可具有更大或更小的容積，從而需要比針對可從應用材料公司(Applied Materials,Inc)獲得的沉積腔室詳述的氣體流速更大或更小的氣體流速。
隨著柵極高度增加，3D NAND柵極堆疊涉及非常高的深寬比蝕刻。由於蝕刻技術的電流限制，豎直的蝕刻輪廓通常隨著進入柵極堆疊中的深度增加而逐漸變尖細。本發明人已設想出通過新穎的電漿增強化學氣相沉積(PECVD)膜沉積方法來補償深溝槽中的蝕刻性能降級的獨特的沉積方案。本發明人已經發現，通過使沉積態膜(例如，氮化矽)的各種性質(例如，折射率、膜的應力、膜中的摻雜劑濃度)分級，可通過補償乾法蝕刻速率和濕法蝕刻速率兩者的變化來實現更均勻的蝕刻輪廓。例如，通過隨著堆疊高度增加而使折射率分級為從1.90至2.1之間，已經發現，可調製乾法蝕刻速率和濕法蝕刻速率高達20%，從而導致更均勻的蝕刻輪廓。雖然本文中針對3D NAND設備進行描述，但是本文中描述的實現方式還適用於展示在厚度增大情況下蝕刻輪廓均勻性減小的其他沉積-蝕刻整合方案。
圖1描繪了根據本文中所描述的實現方式的可被用來形成膜層的處理腔室100的示意性側視圖。處理腔室100以腔室主體102、設置在腔室主體102內部的基板材支撐件104、以及耦接至腔室主體102並將基板材支撐件104封圍在處理容積120中的蓋元件106為特徵。通過開口126將基板材302提供至處理容積120，通常可使用門密封該開口126以供處理。基 板材支撐件104可為可沿著基板材支撐件104的軸144所位於的軸線147旋轉的，如由箭頭145所指示的。替代地，基板材支撐件104可在沉積工藝期間根據需要向上提升，以便進行旋轉。
電漿輪廓調製器111可被設置在處理腔室100中，以便控制設置在基板材支撐件104上的基板材302上的電漿分佈。電漿輪廓調製器111包括第一電極108，該第一電極108可毗鄰於腔室主體102設置並將腔室主體102與蓋元件106的其他部件分離。第一電極108可為蓋組件106的一部分，或者可為單獨的側壁電極。第一電極108可為環形或類環形構件，並且可為環形電極。第一電極108可為圍繞處理腔室100的周邊(其圍著處理容積120)的連續環路，或者根據需要在所選的位置處可以是不連續的。第一電極108還可以是穿孔電極，諸如穿孔環或網狀電極。第一電極108還可以是板材狀電極，例如，二次氣體分配器(secondary gas distributor)。
一個或多個隔離器110a、110b(統稱110)(該一個或多個隔離器可為介電材料，諸如陶瓷或金屬氧化物，例如，氧化鋁和/或氮化鋁)接觸第一電極108，並將第一電極108與氣體分配器112和腔室主體102電分離和熱分離。氣體分配器112以用於允許工藝氣體進入處理容積120中的開口118為特徵。氣體分配器112可被耦接至電功率的第一源(第一電功率源)142，諸如RF發生器、RF電源、DC電源、脈衝DC電源和脈衝RF電源也可被使用。在一個實現方式中，電功率的第一源142是RF電源。
氣體分配器112可為導電氣體分配器或非導電氣體分配器。氣體分配器112也可由導電部件和非導電部件製成。例如，氣體分配器112的主體可以是導電的，而氣體分配器112的面板材為非導電的。氣體分配器112可諸如由如圖1中所示的電功率的第一源142供電，或者氣體分配器112可被耦接至地面。
第一電極108可被耦接至控制處理腔室100的接地通路的第一調諧電路128。第一調諧電路128包括第一電子感測器130和第一電子控制器134。第一電子控制器134可為或可包括可變電容器或其他電路元件(多個)。第一調諧電路128可為或可包括一個或多個電感器132。第一調諧電路128可為處理期間在處理容積120中存在的電漿條件下實現可變或可控的阻抗的任何電路。在圖1的實現方式中，第一調諧電路128以在地面與第一電子感測器130之間並聯耦接的第一電路臂和第二電路臂為特徵。第一電路臂包括第一電感器132A。第二電路臂包括與第一電子控制器134串聯耦接的第二電感器132B。第二電感器132B設置在第一電子控制器134與節點之間，該節點將第一電路臂和第二電路臂兩者連接至第一電子感測器130。第一電子感測器130可為電壓或電流感測器，並且可被耦接至第一電子控制器134以提供對處理容積120內的電漿條件的一定程度的閉環控制。
第二電極122可被耦接至基板材支撐件104。第二電極122可被嵌入在基板材支撐件104內，或被耦接至基板材支撐件104的表面。第二電極122可為板材、穿孔板材、網、金 屬絲網篩，或導電元件的任何其他分佈佈置。第二電極122可為調諧電極，並且可通過設置在基板材支撐件104的軸144中的導管146(例如，具有諸如50歐姆(Ω)的所選電阻的線纜)來耦接至第二調諧電路136。第二調諧電路136可具有第二電子感測器138和第二電子控制器140，該第二電子控制器140可為第二可變電容器。第二電子感測器138可為電壓或電流感測器，並且可被耦接至第二電子控制器140以提供對處理容積120中的電漿條件的進一步控制。
第三電極124可被耦接至基板材支撐件104，該第三電極124可為偏壓電極和/或靜電夾持電極。第三電極可通過濾波器148耦接至電功率的第二源(第二電功率源)150，該濾波器148可為阻抗匹配電路。電功率的第二源150可為DC電源、脈衝DC電源、RF偏壓電源、脈衝RF源或偏壓電源或它們的組合。在一個實現方式中，電功率的第二源150是RF偏壓電源。
圖1的蓋元件106和基板材支撐件104可以與用於電漿或熱處理的任何處理腔室一起使用。可有益地與蓋元件106和基板材支撐件104一起使用的電漿處理腔室的一個示例是可從位於加利福尼亞州聖克拉拉市的應用材料公司購得的PRODUCER®或PRECISION®平臺和腔室。來自其他製造商的腔室也可與上述部件一起使用。
在操作中，處理腔室100提供對處理容積120中的電漿條件的即時控制。基板材302被設置在基板材支撐件104上，並且按照任何所需流動規劃使用入口114使工藝氣體流過蓋 元件106。氣體通過出口152離開處理腔室100。電功率被耦接至氣體分配器112，以便在處理容積120中形成電漿。如果需要的話，可使用第三電極124來使基板材經受電偏壓。
一旦在處理容積120中激發電漿，在電漿與第一電極108之間形成電勢差。在電漿與第二電極122之間同樣形成電勢差。隨後可使用電子控制器134、140來調節由兩個調諧電路128和136所代表的接地路徑的流動性質。可將設定點遞送至第一調諧電路128和第二調諧電路136，以提供對沉積速率以及從中心到邊緣的電漿密度均勻性的獨立控制。在兩個電子控制器都是可變電容器的實現方式中，電子感測器可調節可變電容器，以獨立地最大化沉積速率和最小化厚度不均勻性。
調諧電路128、136中的每一個具有可使用相應的電子控制器134、140調節的可變阻抗。在電子控制器134、140是可變電容器的情況中，這些可變電容器中的每一個的電容範圍以及第一電感器132A和第二電感器132B的電感被選擇成提供阻抗範圍，這取決於具有每個可變電容器的電容範圍中的最小值的電漿的頻率和電壓特性。因此，當第一電子控制器134的電容處於最小值或最大值時，第一調諧電路128的阻抗為高的，從而導致在基板材支撐件上具有最小覆空(aerial)(橫向)範圍的電漿形狀。當第一電子控制器134的電容接近使第一調諧電路128的阻抗最小化的值時，電漿的覆空範圍增長至最大值，從而有效地覆蓋基板材支撐件104的整個工作區域。隨著第一電子控制器134的電容偏離最小阻抗設定，電 漿形狀從腔室壁開始收縮並且基板材支撐件的覆空範圍衰退。第二電子控制器140具有類似效果，從而隨著第二電子控制器140的電容改變而增加或減少電漿在基板材支撐件上的覆空範圍。
電子感測器130、138可被用於調諧閉環中的相應電路128、136。電流或電壓的設定點(這取決於所使用的感測器的類型)可被安裝在每個感測器中，並且感測器可被設置有控制軟體，該控制軟體確定對每個相應的電子控制器134、140的調節以最小化與設定點的偏差。以此方式，可在處理期間選擇並動態地控制電漿形狀。應當注意，雖然以上論述是基於為可變電容器的電子控制器134、140，但具有可調節的特性的任何電子部件可被用來給調諧電路128和136提供可調節的阻抗。
圖2A至圖2B描繪了根據本文中描述的實現方式的在薄膜中形成高深寬比特徵定義的方法200的流程圖。高深寬比特徵定義包括具有至少約5：1或更大(例如，6：1或更大、7：1或更大、8：1或更大、9：1或更大、10：1或更大、11：1或更大、12：1、16：7或更大、或甚至約10：1至約20：1的高寬比)的高的高寬比(裸孔的高度除以孔的寬度的比率)的特徵。可使用本文中描述的實現方式形成的示例性特徵定義包括用於半導體、太陽能或其他電子設備(諸如高比率接觸插頭)中的過孔、溝槽、線路、接觸孔、通孔或其他特徵定義。
圖3A至圖3C描繪了具有利用圖2A至圖2B中所描繪的方法在基板材302上形成的高深寬比特徵的膜結構300的截 面圖。在一個實現方式中，膜結構300可被用來形成三維(3D)NAND半導體應用的柵極結構。在製造三維(3D)NAND半導體應用中，階梯狀的氧化物-氮化物對的結構通常被用於高深寬比柵極堆疊NAND單元，以便增加電路密度。
膜結構300可形成在基板材302的可選基層304上。可選基層304可為包括第一材料304a和第二材料304b的圖案化層。膜結構300具有順序地形成在可選基層304上的多個材料層堆疊3061、3062、3063……306n(統稱306)。每個材料層堆疊306可包括形成在其上的第一膜層3081、3082、3083......308n(統稱308)和第二膜層3101、3102、3103......310n(統稱310)，使得膜結構300包括交替形成的多個第一膜層308和第二膜層310。膜的各種膜性質(例如，折射率、膜的應力、膜中的摻雜劑濃度)可以在整個膜結構300上分級，以便通過在特徵深度增加時補償乾法蝕刻速率和濕法蝕刻速率兩者的變化來實現更均勻的蝕刻輪廓。在一個實施方式中，該多個第一膜層308是氧化矽層，並且該多個第二膜層310是氮化矽層。可以通過PECVD沉積技術在一個處理腔室(諸如處理腔室100)中形成該多個材料層堆疊306。
在進一步實現方式中，第一材料層/第二材料層堆疊可為氧化物/矽、矽/摻雜矽或矽/氮化物。所有這些材料組合都可被用於位元成本可擴展設備(Bit-Cost Scalable；BiCS)、兆百萬位元元胞陣列電晶體(Terabit Cell Array Transistor；TCAT)以及其他3D存儲結構。在其他實現方式中，第一材料層/第二材料層堆疊可為其他材料組合。第一膜層308和第二 膜層310在基板材302上的的沉積順序也可被顛倒。
層數可取決於被製造的存放裝置。在一個實施例中，堆疊數可為8x或16x或24x或甚至更高，其中具有8、16、24、32、64、128或更多層的每個堆疊對應於一個存放裝置。不同材料的兩個層形成每個堆疊，因此8x堆疊數的對應層數可為16，16x堆疊數可具有32層，24x堆疊數可具有48層，並且更高的堆疊數可具有相應更高的層數。
方法200在操作210處開始，其中基板材(諸如圖3A中所描繪的基板材302)被定位到諸如圖1中所描繪的處理腔室100之類的處理腔室或其他合適的處理腔室中。圖3A中所示的基板材302包括形成在基板材302上的可選基層304。在可選基層304不存在的實現方式中，膜結構300可直接形成在基板材302的表面上。在一個實現方式中，基板材302可具有基本上平坦的表面、不均勻的表面、或其上形成有結構的基本上平坦的表面。基板材302可為以下材料，諸如晶體矽(例如，Si<100>或Si<111>)、氧化矽、應變矽、矽鍺、摻雜的或無摻雜的多晶矽、摻雜的或無摻雜的矽晶圓和圖案化或非圖案化的晶圓、絕緣體上的矽(silicon on insulator；SOI)、碳摻雜氧化矽、氮化矽、摻雜矽、鍺、砷化鎵、玻璃、藍寶石。基板材302可具有各種尺寸，諸如200mm或300mm直徑晶圓，以及矩形或方形的面板材。除非另外指出，本文中描述的實現方式和示例在具有200mm直徑、300mm直徑或450mm直徑的基板材上進行。在一個實現方式中，基板材302可為晶體矽基板材。
在操作220處，在基板材302上形成第一材料層堆疊3061。第一材料層堆疊3061包括第一膜層3081和形成在第一膜層3081上的第二膜層3101。第二膜層3101具有第一折射率。應當理解，雖然在本實現方式中，各種膜層的折射率在整個膜結構上變化，但是本文中描述的實現方式也適用於改變膜結構300內的其他膜性質(例如，膜應力、摻雜劑濃度)。
在操作222處，在基板材302上形成第一膜層3081。第一膜層3081可為含氧化矽的層、含氮化矽的層、含矽層，諸如非晶矽、多晶矽或任何合適的晶體矽層。在圖3A中所描繪的實現方式中，第一材料層堆疊3061是含氧化矽的層，諸如氧化矽層。
在操作222期間，將沉積氣體混合物提供到處理腔室中。沉積氣體混合物可包括含矽氣體和反應氣體。含矽氣體的合適的示例包括但不限於矽烷(SiH4)、乙矽烷(Si2H6)、四氟化矽(SiF4)、四氯化矽(SiCl4)、二氯矽烷(SiH2Cl2)、原矽酸四乙酯(TEOS)等等。
反應氣體可為：含氧氣體，用於形成含氧化矽的層；含氮氣體，用於形成含氮化矽的層；或者含碳氣體，用於形成含碳化矽的層。含氧氣體的合適的示例包括O2、N2O、NO2、O3、H2O等等。含氮氣體的合適的示例包括N2、N2O、NO2、NH3、N2H2等等。含碳氣體的合適的示例包括CO2、CO、CH4、CF4、其他合適的碳基聚合物氣體等等。
在本文中所描繪的一個實現方式中，含矽氣體為TEOS，並且反應氣體為諸如N2O之類的含氧氣體，以形成圖 3A中所描繪的第一膜層3081，諸如含氧化矽的層。
在一個實現方式中，維持含矽氣體(諸如TEOS氣體)和反應氣體(諸如含氧氣體(O2、N2O、NO2、O3和H2O))的氣體比率以控制氣體混合物的反應行為，由此允許所形成的矽膜中的氧元素的期望比例。在一個實現方式中，可針對300mm基板材以約500mgm與約3500mgm之間(例如，在約500mgm與約1000mgm之間；在約1100mgm與約2000mgm之間；在約2100mgm與約3500mgm之間)的流速供應含矽氣體(例如，TEOS氣體)，並且可針對300mm基板材以約500sccm與約9000sccm之間(例如，在約500sccm與約2500sccm之間；在約3000sccm與約6000sccm之間；在約6500sccm與約9500sccm之間)的流速供應含氧氣體(例如，N2O)。可以在約1：1與約1：150之間(諸如在約1：1與約1：120之間，例如，約1：100)的TEOS與N2O比率供應TEOS氣體和N2O氣體的氣體混合物。
替代地，可將一種或多種惰性氣體包括在提供至處理腔室100的沉積氣體混合物中。惰性氣體可包括但不限於稀有氣體，諸如Ar、He和Xe、或N2等等。可針對300mm基板材以在約0sccm與約5000sccm之間(在約100sccm與約1500sccm之間；在約2000sccm與約4000sccm之間)的流速向處理腔室100供應惰性氣體。可以在約1：1與約1：150之間的惰性氣體與TEOS氣體的流量比率向處理腔室100供應惰性氣體。在一些實現方式中，可在將沉積氣體流供應至工藝腔室中之前開始惰性氣體的流動。
在本文中所描繪的一個實現方式中，含矽氣體為TEOS，反應氣體為諸如N2O之類的含氧氣體，並且惰性氣體為氬氣，以形成圖3A中所描繪的第一膜層3081，諸如含氧化矽的層。
可在將沉積氣體混合物供應至處理腔室中時調節若干工藝參數。在一個實現方式中，沉積處理腔室中的工藝氣體混合物的壓力被調節成在約10mTorr至約15mTorr之間，並且基板材溫度被維持在約200攝氏度與約700攝氏度之間。
在操作222期間，當將沉積氣體混合物供應至處理腔室中時，RF源功率可由電功率的第一源142(圖1中所描繪的)生成，並且被耦合至氣體混合物以幫助將沉積氣體混合物離解成電漿中的反應物質。在一些實現方式中，可在將沉積氣體供應至工藝腔室中之前生成RF源功率。
RF源和/或偏壓功率激發處理容積120內的沉積氣體混合物，使得可維持電漿。在一個實現方式中，可操作電功率的第一源142以提供在約0.3MHz與約14MHz之間的頻率(諸如約13.56MHz)下的RF功率。電功率的第一源142可生成在約10瓦特至約5000瓦特(例如，在約300瓦特至約1500瓦特之間；約500瓦特)下的RF功率。在一些實現方式中，除了RF源功率之外，還可在沉積工藝期間利用由電功率的第二源150(圖1中所描繪的)所提供的RF偏壓功率以幫助使沉積氣體混合物離解，從而形成電漿。在一個實現方式中，可操作電功率的第一源142以提供在約0.3MHz與約14MHz之間的頻率(諸如約13.56MHz)下的RF功率。可在300kHz的頻率下供應 約0瓦特與約1000瓦特之間(例如，在約10瓦特與約100瓦特之間)的RF偏壓功率。在一個實現方式中，可在約500Hz與約10kHz之間的RF頻率下以約10%至約95%的占空比使RF偏壓功率脈動。
此外，電流/電壓可被供應至電漿輪廓調製器111，以說明控制電漿在基板材302上的輪廓和分佈。在一個實現方式中，側壁調諧電極電流目標(例如，被供應至第一電極108)被設定為在約0.5安培與約40安培之間，諸如約6安培，並且基板材支撐件調諧電極電流目標(例如，被供應至第二電極122)被設定為在約0.5安培與約40安培之間，諸如約6安培，以幫助控制如在處理容積120中生成的電漿。
在一些實現方式中，在操作222期間，可在沉積工藝期間施加約300瓦特至約1500瓦特之間的高頻RF與約0瓦特至約1000瓦特之間的低頻RF的組合。
在沉積第一膜層3081的期望厚度後，隨後可終止沉積工藝。在一個實現方式中，第一膜層3081可具有在約10nm與約60nm之間(諸如約30nm)的厚度。在其中第一膜層3081為含氧化矽的層(諸如氧化矽層)的實現方式中，含氧化矽的層可具有在約0MPa與約+1000MPa之間的應力範圍。
可在於第一膜層3081上形成第二膜層3101之前執行用於從處理腔室中泵送/淨化殘餘氣體或沉積副產物的可選的泵送/淨化工藝。在操作222期間使用惰性氣體的一些實現方式中，惰性氣體可被用作施加或不施加RF功率的情況下的淨化氣體。
在操作224處，在第一膜層3081上形成第二膜層3101。第二膜層3101可為含氧化矽的層、含氮化矽的層、含矽層，諸如非晶矽、多晶矽或任何合適的晶體矽層。在圖3A中描繪的實現方式中，第二膜層3101是含氮化矽的層，諸如氮化矽層。
在操作224期間，將沉積氣體混合物提供到處理腔室中。沉積氣體混合物可包括含矽氣體和反應氣體。含矽氣體的合適的示例包括但不限於矽烷(SiH4)、乙矽烷(Si2H6)、四氟化矽(SiF4)、四氯化矽(SiCl4)、二氯矽烷(SiH2Cl2)、原矽酸四乙酯(TEOS)等等。
反應氣體可為：含氧氣體，用於形成含氧化矽的層；含氮氣體，用於形成含氮化矽的層；或者含碳氣體，用於形成含碳化矽的層。含氧氣體的合適的示例包括O2、N2O、NO2、O3、H2O等等。含氮氣體的合適的示例包括N2、N2O、NO2、NH3、N2H2等等。含碳氣體的合適的示例包括CO2、CO、CH4、CF4、其他合適的碳基聚合物氣體等等。
在本文中所描繪的一個實現方式中，含矽氣體為SiH4，並且反應氣體為諸如NH3和N2之類的含氮氣體，以形成圖3A中所描繪的第二膜層3101，諸如含氮化矽的層。
在一個實現方式中，維持含矽氣體(諸如SiH4氣體)和反應氣體(諸如含氮氣體(N2、N2O或NH3))的氣體比率以控制氣體混合物的反應行為，由此允許所形成的矽膜中的氮元素的期望比例。在一個實現方式中，可針對300mm基板材以約30sccm與約400sccm之間(例如，在約30sccm與約 100sccm之間；在約150sccm與約300sccm之間)的流速供應含矽氣體(例如，SiH4氣體)，並且可針對300mm基板材以約200sccm與約9000sccm之間(例如，在約200sccm與約7000sccm之間；在約500sccm與約2500sccm之間；在約3000sccm與約6000sccm之間；在約6500sccm與約9500sccm之間)的流速供應含氮氣體(例如，NH3)。可以在約1：1與約1：150之間(諸如在約1：1與約1：120之間，例如，約1：100)的SiH4與NH3比率供應SiH4氣體和NH3氣體的氣體混合物。
替代地，可將一種或多種惰性氣體包括在提供至處理腔室100的沉積氣體混合物中。惰性氣體可包括但不限於稀有氣體，諸如Ar、He和Xe、或N2等等。可針對300mm基板材以在約0sccm與約5000sccm之間(在約100sccm與約1500sccm之間；在約2000sccm與約4000sccm之間)的流速向處理腔室100供應惰性氣體。可以在約1：1與約1：150之間的惰性氣體與TEOS氣體的流量比率向處理腔室100供應惰性氣體。在一些實現方式中，可在將沉積氣體流供應至工藝腔室中之前開始惰性氣體的流動。
在本文中所描繪的一個實現方式中，含矽氣體為SiH4，反應氣體為諸如NH3和N2之類的含氮氣體，並且惰性氣體為氬氣，以形成圖3A中所描繪的第二膜層3101，諸如含氧化矽的層。
可在將沉積氣體混合物供應至處理腔室中時調節若干工藝參數。在一個實現方式中，沉積處理腔室中的工藝氣體混合物的壓力被調節成在約10mTorr至約15mTorr之間，並 且基板材溫度被維持在約200攝氏度與約700攝氏度之間。
在操作222期間，當將沉積氣體混合物供應至處理腔室中時，RF源功率可由電功率的第一源142(圖1中所描繪的)生成，並且被耦合至氣體混合物以幫助將沉積氣體混合物離解成電漿中的反應物質。
RF源和/或偏壓功率激發處理容積120內的沉積氣體混合物，使得可維持電漿。在一個實現方式中，可操作電功率的第一源142以提供在約0.3MHz與約14MHz之間的頻率(諸如約13.56MHz)下的RF功率。電功率的第一源142可生成在約10瓦特至約5000瓦特(例如，在約300瓦特至約1500瓦特之間；約500瓦特)下的RF功率。在一些實現方式中，除了RF源功率之外，還可在沉積工藝期間利用由電功率的第二源150(圖1中所描繪的)所提供的RF偏壓功率以幫助使沉積氣體混合物離解，從而形成電漿。在一個實現方式中，可操作電功率的第一源142以提供在約0.3MHz與約14MHz之間的頻率(諸如約13.56MHz)下的RF功率。可在300kHz的頻率下供應約0瓦特與約1000瓦特之間(例如，在約10瓦特與約100瓦特之間)的RF偏壓功率。在一個實現方式中，可在約500Hz與約10kHz之間的RF頻率下以約10%至約95%的占空比使RF偏壓功率脈動。
此外，電流/電壓可被供應至電漿輪廓調製器111，以說明控制電漿在基板材302上的輪廓和分佈。在一個實現方式中，側壁調諧電極電流目標(例如，被供應至第一電極108)被設定為在約0.5安培與約40安培之間，諸如約6安培，並且 基板材支撐件調諧電極電流目標(例如，被供應至第二電極122)被設定為在約0.5安培與約40安培之間，諸如約6安培，以幫助控制如在處理容積120中生成的電漿。
在沉積第二膜層3101的期望厚度後，隨後可終止沉積工藝。在一個實現方式中，第二膜層3101可具有在約10nm與約60nm之間(諸如約30nm)的厚度。在其中第二膜層3101為含氮化矽的層(諸如氮化矽層)的實現方式中，含氮化矽的層可具有在約0MPa與約1000MPa之間的應力範圍。第二膜層3101具有從約1.85至約2.1的折射率(例如，約1.85至約1.90的折射率；約1.90的折射率)。
可在形成第二膜層3101之後執行用於從處理腔室中泵送/淨化殘餘氣體或沉積副產物的可選的泵送/淨化工藝。在操作224期間使用惰性氣體的一些實現方式中，惰性氣體可被用作施加或不施加RF功率的情況下的淨化氣體。
可連續地執行圖2的操作222和224，以形成具有交替的第一膜層3081和第二膜層3101的材料層堆疊3061，直到實現第一材料層堆疊3061的期望厚度。在其中第一膜層3081為氧化矽層並且第二膜層3101為氮化矽層的一個實現方式中，可通過切換不同的沉積氣體混合物以形成具有不同組分的膜層3081和3101而不從處理腔室100移除基板材302(例如，沒有破壞真空)來執行圖2的方法200。
例如，可通過以下方式來形成第一材料層堆疊3061：首先供應具有第一工藝參數集合(在操作222處調節)的第一沉積氣體混合物，以形成第一膜層3081(諸如氧化矽層)。 第一沉積氣體混合物可包括至少含矽氣體和含氧氣體。在達到第一膜層3081的厚度後，可將第一沉積氣體混合物切換成具有第二工藝參數集合的第二沉積氣體混合物，以形成第二膜層3101，諸如氮化矽層。第二沉積氣體混合物可包括至少含矽氣體和含氮氣體。第一沉積氣體混合物與第二沉積氣體混合物之間的切換可任選地具有泵送/淨化工藝，以在於基板材302上形成下一膜層之前，從處理腔室中泵送/淨化殘餘氣體或沉積副產物。
在操作230處，在於基板材上沉積第一材料層堆疊3061後，在第一材料層堆疊3061上形成第二材料層堆疊3062。第二材料層堆疊3062包括第三膜層3082和形成在第三膜層3082上的第四膜層3102。第四膜層3102具有大於第二膜層3101的第一折射率的第二折射率。
在操作232處，在第一材料層堆疊3061上形成第三膜層3082。第三膜層3082可為含氧化矽的層、含氮化矽的層、含矽層，諸如非晶矽、多晶矽或任何合適的晶體矽層。在圖3A中所描繪的實現方式中，第三膜層3082是含氧化矽的層，諸如氧化矽層。第三膜層3082可類似於第一膜層3081，並且可使用操作222中所描述的工藝條件來形成。
可在於第三膜層3082上形成第四膜層3102之前執行用於從處理腔室中泵送/淨化殘餘氣體或沉積副產物的可選的泵送/淨化工藝。在操作232期間使用惰性氣體的一些實現方式中，惰性氣體可被用作施加或不施加RF功率的情況下的淨化氣體。
在操作234處，在第三膜層3082上形成第四膜層3102。第四膜層3102可為含氧化矽的層、含氮化矽的層、含矽層，諸如非晶矽、多晶矽或任何合適的晶體矽層。在圖3A中所描繪的實現方式中，第四膜層3102是含氮化矽的層，諸如氮化矽層。第四膜層3102具有的折射率大於第二膜層3101的折射率。可使用類似於針對操作224描述的工藝條件的工藝條件沉積第四膜層3102。然而，為了實現比第二膜層3101的折射率更大的折射率，可相對於操作224中所描述的工藝參數改變各種工藝參數。
在一些實現方式中，相對於操作224中所描述的流速改變含矽氣體(例如，SiH4)的流速或含氮氣體(例如，NH3)的流速，以便實現第四膜層3102相對於第二膜層3101的更大的折射率。可調節其他工藝條件(諸如腔室壓力和/或基板材302與氣體分配器112之間的間距)，以便實現增加的折射率。例如，在一個實現方式中，相對於用於形成操作224中描述的第二膜層3101的含矽氣體(例如，SiH4)的流速增加含矽氣體(例如，SiH4)的流速。在另一實現方式中，相對於用於形成操作224中描述的第二膜層3101的含氮氣體(例如，NH3)的流速增加含氮氣體(例如，NH3)的流速。
在沉積第四膜層3102的期望厚度後，隨後可終止沉積工藝。在一個實現方式中，第四膜層3102可具有在約10nm與約60nm之間(諸如約30nm)的厚度。在其中第四膜層3102為含氮化矽的層(諸如氮化矽層)的實現方式中，含氮化矽的層可具有在約0MPa與約1000MPa之間的應力範圍。第四膜 層3102具有從約1.85至約2.1的折射率(例如，約1.91至約1.95的折射率；約1.93的折射率)。
可在形成第四膜層3102之後執行用於從處理腔室中泵送/淨化殘餘氣體或沉積副產物的可選的泵送/淨化工藝。在操作234期間使用惰性氣體的一些實現方式中，惰性氣體可被用作施加或不施加RF功率的情況下的淨化氣體。
可連續地執行圖2的操作232和234，以形成具有交替的第三膜層3082和第四膜層3102的第二材料層堆疊3062，直到實現第二材料層堆疊3062的期望厚度。在其中第三膜層3082為氧化矽層並且第四膜層3102為氮化矽層的一個實現方式中，可通過切換不同的沉積氣體混合物以形成具有不同組分的膜層3082和3102而不從處理腔室100移除基板材302(例如，沒有破壞真空)來執行圖2的方法200。
在操作240處，在於基板材上沉積第二材料層堆疊3062後，在第二材料層堆疊3062上形成第三材料層堆疊3063。第三材料層堆疊3063包括第五膜層3083和形成在第五膜層3083上的第六膜層3103。第六膜層3103具有大於第四膜層3102的第二折射率的第三折射率。
在操作242處，在第二材料層堆疊3062上形成第五膜層3083。第五膜層3083可為含氧化矽的層、含氮化矽的層、含矽層，諸如非晶矽、多晶矽或任何合適的晶體矽層。在圖3A中所描繪的實現方式中，第五膜層3083是含氧化矽的層，諸如氧化矽層。第五膜層3083可類似於第一膜層3081和第三膜層3082，並且可使用操作222和232中所描述的工藝條件來形成。
可在於第五膜層3083上形成第六膜層3103之前執行用於從處理腔室中泵送/淨化殘餘氣體或沉積副產物的可選的泵送/淨化工藝。在操作242期間使用惰性氣體的一些實現方式中，惰性氣體可被用作施加或不施加RF功率的情況下的淨化氣體。
在操作244處，在第五膜層3083上形成第六膜層3103。第六膜層3103可為含氧化矽的層、含氮化矽的層、含矽層，諸如非晶矽、多晶矽或任何合適的晶體矽層。在圖3A中所描繪的實現方式中，第六膜層3103是含氮化矽的層，諸如氮化矽層。第六膜層3103具有的折射率大於第四膜層3102的折射率。可使用類似於針對操作224和234描述的工藝條件的工藝條件沉積第六膜層3103。然而，為了實現比第四膜層3102的折射率更大的折射率，可相對於操作224和234中所描述的工藝參數改變各種工藝參數。在一些實現方式中，相對於操作234中所描述的流速改變含矽氣體(例如，SiH4)的流速或含氮氣體(例如，NH3)的流速，以便實現相對於第四膜層3102的折射率更大的第六膜層3103的折射率。例如，在一個實現方式中，相對於用於形成操作234中描述的第四膜層3102的含矽氣體(例如，SiH4)的流速增加含矽氣體(例如，SiH4)的流速。在另一實現方式中，相對於用於形成操作234中描述的第四膜層3102的含氮氣體(例如，NH3)的流速增加含氮氣體(例如，NH3)的流速。
在沉積第六膜層3103的期望厚度後，隨後可終止沉積工藝。在一個實現方式中，第六膜層3103可具有在約10nm 與約60nm之間(諸如約30nm)的厚度。在其中第六膜層3103為含氮化矽的層(諸如氮化矽層)的實現方式中，含氮化矽的層可具有在約0MPa與約1000MPa之間的應力範圍。第六膜層3103具有從約1.85至約2.1的折射率(例如，約1.95至約2.1的折射率；約1.95的折射率)。
可在形成第六膜層3103之後執行用於從處理腔室中泵送/淨化殘餘氣體或沉積副產物的可選的泵送/淨化工藝。在操作244期間使用惰性氣體的一些實現方式中，惰性氣體可被用作施加或不施加RF功率的情況下的淨化氣體。
可連續地執行圖2B的操作242和244，以形成具有交替的第五膜層3083和第六膜層3103的第三材料層堆疊3063，直到實現第二材料層堆疊3062的期望厚度。在其中第五膜層3083為氧化矽層並且第六膜層3103為氮化矽層的一個實現方式中，可通過切換不同的沉積氣體混合物以形成具有不同組分的膜層3083、3103而不從處理腔室100移除基板材302(例如，沒有破壞真空)來執行圖2的方法200。
在操作250處，在膜結構300上形成一個或多個圖案化層320。該一個或多個圖案化層可包括例如硬掩模層322(例如，非晶碳層)、抗反射性塗層324以及光刻膠層326。可使用本領域已知的技術來圖案化該一個或多個圖案化層，以形成開口330。例如，可使用已知的光刻技術將圖案的圖像引入至光刻膠層326中。可在適當的顯影劑中使引入光刻膠層326中的圖案的圖像顯影，以通過此層限定圖案。此後，在光刻膠層326中限定的圖案被轉移通過抗反射塗層324和硬掩模層 322兩者。使用光刻膠層326作為掩模來將圖案轉移通過抗反射塗層324和硬掩模層322兩者。可使用包括例如以下各項的氣體混合物來將圖案轉移通過抗反射塗層324：含氫氟碳(CxFyHz)以及選自由氫(H2)、氮(N2)、氧(O2)、氬(Ar)和氦(He)組成的組中的一種或多種氣體。可單獨使用臭氧、氧氣或氨電漿或結合溴化氫(HBr)、氮(N2)、四氟化碳(CF4)、氬(Ar)以及其他來蝕刻硬掩模層322。
在操作260處，在膜結構300中形成一個或多個高深寬比特徵340。可使用硬掩模層322來將一個或多個圖案化層320中限定的開口330轉移通過膜結構300，以形成一個或多個高深寬比特徵340。可使用反應離子蝕刻技術或其他各向異性蝕刻技術來形成高深寬比特徵340。在一個實現方式中，蝕刻氣體的電漿或離子束可指向基板材302以形成一個或多個高深寬比特徵340。蝕刻氣體可包括SF6、C3F8、CF4、BF3、BI3、N2、Ar、PH3、AsH3、B2H6、H2、Xe、Kr、Ne、He、SiH4、SiF4、GeH4、GeF4、CH4、AsF5、PF3、PF5或它們的組合。
在操作270處，在於膜結構300中形成高深寬比特徵340後，可通過單獨在臭氧、氧、氨電漿中或結合含氟化合物、氮或氫電漿來蝕刻硬掩模層322來從膜結構300剝離硬掩模層322。
圖4是描繪了當氮化矽材料的乾法蝕刻速率(Å/秒)與氮化矽材料的折射率有關時的氮化矽材料的乾法蝕刻速率的繪圖400。如繪圖400中所描繪的，隨著氮化矽膜的折射率增大，乾法蝕刻速率減小。
圖5A是描繪了根據現有技術方法的沒有形成折射率梯度的含氮化矽結構中形成的溝槽的蝕刻輪廓的顯微照片。如圖5A中所描繪的，沒有折射率的氮化矽膜的蝕刻輪廓是不均勻的。
圖5B是描繪了根據本文中所描述的實現方式的具有折射率梯度的含氮化矽結構中形成的溝槽的蝕刻輪廓的顯微照片。如圖5B中所描繪的，具有折射率為1.9的多個氮化矽層和折射率為2.0的多個氮化矽層的結構中所形成的溝槽的蝕刻輪廓相對於圖5A中所描繪的蝕刻輪廓而言更為均勻。
圖5C是描繪了根據本文中所描述的實現方式的具有折射率梯度的含氮化矽結構中形成的另一溝槽的蝕刻輪廓的顯微照片。如圖5C中所描繪的，具有折射率為1.9的多個氮化矽層、折射率為1.95的多個氮化矽層和折射率為2.0的多個氮化矽層的結構中所形成的溝槽的蝕刻輪廓相對於圖5A和圖5B兩者中所描繪的蝕刻輪廓而言更為均勻。
如本文中所使用的，以下術語具有以下所闡述的含義，除非另外指明或從它們使用的上下文中清楚。
當介紹本公開案或者示例性方面或其實現方式的要素時，冠詞「一」、「一個」、「該」和「該」旨在表示存在一個或多個要素。
術語「包含」、「包括」和「具有」旨在為包括性的，並且表示除了所列要素之外，還可能有另外要素。
術語「基板材」是指具有或不具有形成在其上的層的支撐基板材。支撐基板材可為具有各種各樣的摻雜濃度和 摻雜分佈的絕緣體或半導體，並且可例如為用於積體電路製造中的類型的半導體基板材。
儘管上述內容是針對本公開案的實現方式，但是可在不背離本公開案的基本範圍的情況下構想出本公開案的其他和進一步實現方式，並且本公開案的範圍是由隨附權利要求書來確定。
300‧‧‧膜結構
302‧‧‧基板材
304‧‧‧可選基層
304a‧‧‧第一材料
304b‧‧‧第二材料
3061‧‧‧第一材料層堆疊
3062‧‧‧第二材料層堆疊
3063‧‧‧第三材料層堆疊
3081‧‧‧第一膜層
3082‧‧‧第三膜層
3083‧‧‧第五膜層
3101‧‧‧第二膜層
3102‧‧‧第四膜層
3103‧‧‧第六膜層
340‧‧‧高深寬比特徵

Claims (20)

  1. 一種用於形成一高深寬比特徵的方法，該方法包括以下步驟：在存在一真空的情況下，在定位於一處理腔室中的一基板材上沉積一個或多個含氧化矽/氮化矽堆疊，其中沉積該一個或多個含氧化矽/氮化矽堆疊之步驟包括以下步驟：(a)將一第一工藝氣體激發成一第一電漿；(b)用該第一電漿在該基板材上沉積一第一膜層；(c)將一第二工藝氣體激發成一第二電漿；(d)用該第二電漿在該第一膜層上沉積一第二膜層，其中該第二膜層具有一折射率；重複(a)、(b)、(c)和(d)，直到已經在該基板材上沉積一預定數量的第一膜層和第二膜層為止，其中該第一膜層是一氧化矽層而該第二膜層是一氮化矽層；(e)將一第三工藝氣體激發成一第三電漿；(f)用該第三電漿在一前一層上沉積一第三膜層；(g)將一第四工藝氣體激發成一第四電漿；(h)用該第四電漿在該第三膜層上沉積一第四膜層，其中該第四膜層具有的一折射率大於該第二膜層的折射率；重複(e)、(f)、(g)和(h)，直到已經沉積一預定數量的第三膜層和第四膜層為止，其中該第三膜層是一氧化矽層而該第四膜層是一氮化矽層；以及使用電漿蝕刻或濕法蝕刻技術在該一個或多個含氧 化矽/氮化矽堆疊中形成一個或多個高深寬比特徵，其中該高深寬比特徵具有至少約5：1或更高的一高寬比。
  2. 如請求項1所述的方法，其中該第一工藝氣體包括一第一含矽氣體以及一含氧氣體。
  3. 如請求項2所述的方法，其中該第一含矽氣體是原矽酸四乙酯(TEOS)，並且該含氧氣體是N2O。
  4. 如請求項3所述的方法，其中該第二工藝氣體包括一第二含矽氣體以及一含氮氣體。
  5. 如請求項4所述的方法，其中該第二含矽氣體是矽烷(SiH4)，並且該含氮氣體是NH3。
  6. 如請求項1所述的方法，其中該第二工藝氣體和該第四工藝氣體各自包括一含氮氣體，並且該第四工藝氣體中的該含氮氣體的一流速相對於該第二工藝氣體中的該含氮氣體的一流速是增大的。
  7. 如請求項1所述的方法，其中該第二工藝氣體和該第四工藝氣體各自包括一含矽氣體，並且該第四工藝氣體中的該含矽氣體的一流速相對於該第二工藝氣體中的該含矽氣體的一流速是增大的。
  8. 如請求項1所述的方法，其中該高深寬比特徵具有約10：1至約20：1的一高寬比。
  9. 如請求項1所述的方法，進一步包括以下步驟：(i)將一第五工藝氣體激發成一第五電漿；(j)用該第五電漿在一前一層上沉積一第五膜層；(k)將一第六工藝氣體激發成一第六電漿；(l)用該第六電漿在該第五膜層上沉積一第六膜層，其中該第六膜層具有的一折射率大於該第四膜層的折射率；以及重複(i)、(j)、(k)和(l)，直到已經在該基板材上沉積一預定數量的第五膜層和第六膜層為止，其中該第五膜層是一氧化矽層而該第六膜層是一氮化矽層。
  10. 如請求項9所述的方法，其中該第二膜層的折射率從約1.85至約1.90，該第四膜層的折射率從約1.91至約1.95，並且該第六膜層的折射率從約1.95至約2.1。
  11. 如請求項9所述的方法，其中該第二膜層具有從約10奈米至約60奈米的一厚度，該第四膜層具有從約10奈米至約60奈米的一厚度，並且該第六膜層具有從約10奈米至約60奈米的一厚度。
  12. 如請求項1所述的方法，進一步包括以下步驟：在該一個 或多個含氧化矽/氮化矽堆疊中形成一個或多個高深寬比特徵之前，在該一個或多個含氧化矽/氮化矽堆疊上形成一個或多個圖案化層。
  13. 一種用於形成一高深寬比特徵的方法，該方法包括以下步驟：在存在一真空的情況下，在定位於一處理腔室中的一基板材上沉積一個或多個含氧化矽/氮化矽堆疊，其中沉積該一個或多個含氧化矽/氮化矽堆疊之步驟包括以下步驟：(a)將一第一工藝氣體激發成一第一電漿；(b)用該第一電漿在該基板材上沉積一第一膜層；(c)將一第二工藝氣體激發成一第二電漿；(d)用該第二電漿在該第一膜層上沉積一第二膜層，其中該第二膜層具有從約1.85至約1.90的一折射率；重複(a)、(b)、(c)和(d)，直到已經在該基板材上沉積一預定數量的第一膜層和第二膜層為止，其中該第一膜層是一氧化矽層而該第二膜層是一氮化矽層；(e)將一第三工藝氣體激發成一第三電漿；(f)用該第三電漿在一前一層上沉積一第三膜層；(g)將一第四工藝氣體激發成一第四電漿；(h)用該第四電漿在該第三膜層上沉積一第四膜層，其中該第四膜層具有從約1.91至約1.95的一折射率；重複(e)、(f)、(g)和(h)，直到已經沉積一預定數量的第三膜層和第四膜層為止，其中該第三膜層是一氧化 矽層而該第四膜層是一氮化矽層；以及使用電漿蝕刻技術在該一個或多個含氧化矽/氮化矽堆疊中形成一個或多個高深寬比特徵，其中該高深寬比特徵具有至少約5：1或更高的一高寬比。
  14. 如請求項13所述的方法，其中該第一工藝氣體包括一第一含矽氣體以及一含氧氣體。
  15. 如請求項14所述的方法，其中該第一含矽氣體是原矽酸四乙酯(TEOS)，並且該含氧氣體是N2O。
  16. 如請求項15所述的方法，其中該第二工藝氣體包括一第二含矽氣體以及一含氮氣體。
  17. 如請求項16所述的方法，其中該第二含矽氣體是矽烷(SiH4)，並且該含氮氣體是NH3。
  18. 如請求項13所述的方法，其中該第二工藝氣體和該第四工藝氣體各自包括一含氮氣體，並且該第四工藝氣體中的該含氮氣體的一流速相對於該第二工藝氣體中的該含氮氣體的一流速是增大的。
  19. 如請求項13所述的方法，其中該第二工藝氣體和該第四工藝氣體各自包括一含矽氣體，並且該第四工藝氣體中的該 含矽氣體的一流速相對於該第二工藝氣體中的該含矽氣體的一流速是增大的。
  20. 如請求項13所述的方法，其中該高深寬比特徵具有約10：1至約20：1的一高寬比。
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