半导体元件的制备方法与流程

本公开涉及一种半导体元件的制备方法。尤其涉及一种具有镶嵌结构的半导体元件的制备方法。

背景技术：

1、半导体元件用于各种电子应用，如个人电脑、移动电话、数字相机及其他电子装置。半导体元件的尺寸正在不断缩小，以满足日益增长的计算能力的需求。然而，在缩小尺寸的过程中出现各种问题，而且这种问题在不断增加。因此，在实现提高品质、产量、性能及可靠性以及降低复杂性方面仍然存在挑战。

2、上文的“现有技术”说明仅提供背景技术，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案的任一部分。

技术实现思路

1、本公开的一个方面提供一种半导体元件的制备方法，包括提供一光掩膜，该光掩膜包括一不透明层，设置于一掩模基底上并围绕该掩模基底上的一半透明层；提供一元件堆叠，包括一基底上的一第一电介质层，及该第一电介质层上的一第二电介质层；在该元件堆叠上形成一预制掩模层；使用该光掩膜对该预制掩模层进行图案化处理，以形成一图案化掩模层，该图案化掩模层包括对应于该不透明层的一掩模区域、对应于该半透明层的一沟槽区域及对应于该通孔特征掩模开口的一通孔；执行一镶嵌蚀刻工艺，在该第一电介质层中形成一通孔开口，在该第二电介质层中形成一沟槽开口；以及在该通孔开口中形成一通孔，在该沟槽开口中形成一沟槽，以配置该半导体元件。该半透明层包括一通孔特征掩模开口，以暴露该掩模基底的一部分。该沟槽区域的厚度小于该掩模区域的厚度。

2、本公开的另一个方面提供一种半导体元件的制备方法，包括提供光一掩模，该掩模包括一半透明层，设置于一掩模基底上，并包括暴露该掩模基底一部分的一通孔特征掩模开口，以及一不透明层，设置于该半透明层上，并包括暴露该半透明层及该掩模基底的该部分的一沟槽特征掩模开口；提供一元件堆叠，包括一基底上的一第一电介质层，及该第一电介质层上的一第二电介质层；在该元件堆叠上形成一预制掩模层；使用该光掩膜对该预制掩模层进行图案化理，以形成一图案化掩模层，该图案化掩模层包括对应于该不透明层的一掩模区域、对应于该半透明层的该部分的一沟槽区域以及对应于该通孔特征掩模开口的一通孔；执行一镶嵌蚀刻工艺以在该第一电介质层中形成一通孔开口，在该第二电介质层中形成一沟槽开口；以及在该通孔开口中形成一通孔，在该沟槽开口中形成一沟槽以配置该半导体元件。该沟槽区域的厚度小于该掩模区域的厚度。

3、本公开的另一个方面提供一种光掩膜的制备方法，包括提供一掩模基底；在该掩模基底上形成一不透明层；对该不透明层进行图案写入，以在该不透明层中形成一沟槽特征掩模开口，并暴露该掩模基底；在该沟槽特征掩模开口中形成一半透明层，以覆盖该掩模基底；以及对该半透明层进行图案写入，以形成一通孔特征掩模开口，以暴露该掩模基底的一部分。

4、由于本公开的半导体元件制备方法的设计，通过采用包括半透明层的光掩膜，可以在单个步骤的镶嵌蚀刻工艺中形成半导体元件的通孔开口及沟槽开口。因此，可以降低制造半导体元件的工艺复杂性。

5、上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，以使下文的本公开详细描述得以获得较佳了解。构成本公开的权利要求标的的其它技术特征及优点将描述于下文。本公开所属技术领域中技术人员应了解，可相当容易地利用下文公开的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或过程而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中技术人员亦应了解，这类等效建构无法脱离随附的权利要求所界定的本公开的精神和范围。

技术特征：

1.一种半导体元件的制备方法，包括：

2.如权利要求1所述的半导体元件的制备方法，其中该沟槽区域的厚度与该掩模区域的厚度之比在25％与85％之间。

3.如权利要求2所述的半导体元件的制备方法，其中该沟槽区域的厚度与该掩模区域的厚度之比在45％与65％之间。

4.如权利要求3所述的半导体元件的制备方法，其中提供该光掩膜包括：

5.如权利要求4所述的半导体元件的制备方法，其中该不透明层的厚度与该半透明层的厚度实质上相同。

6.如权利要求4所述的半导体元件的制备方法，其中该不透明层的厚度与该半透明层的厚度不同。

7.如权利要求5所述的半导体元件的制备方法，其中该不透明层包括铬。

8.如权利要求7所述的半导体元件的制备方法，其中该半透明层包括硅化钼或氮化硅。

9.如权利要求1所述的半导体元件的制备方法，其中该半透明层的不透明度与该不透明层的不透明度之比在5％与95％之间。

10.如权利要求1所述的半导体元件的制备方法，其中该半透明层的不透明度与该不透明层的不透明度之比在45％与75％之间。

11.如权利要求8所述的半导体元件的制备方法，其中在该镶嵌蚀刻工艺期间，对该第一电介质层的蚀刻率与对该第二电介质层的蚀刻率实质上相同。

12.如权利要求8所述的半导体元件的制备方法，还包括一第一蚀刻停止层，形成在该第一电介质层与该第二电介质层之间；

13.如权利要求12所述的半导体元件的制备方法，还包括一第二蚀刻停止层，形成在该基底与该第一电介质层之间；

技术总结
本发明公开一种半导体元件的制备方法。该制备方法包括：提供一光掩膜，该光掩膜包括一不透明层，设置于一掩模基底上并围绕该掩模基底上的一半透明层；在一元件堆叠上形成一预制掩模层；使用该光掩膜对该预制掩模层进行图案化处理，以形成一图案化掩模层，该图案化掩模层包括对应于该不透明层的一掩模区域、对应于该半透明层的一沟槽区域及对应于该通孔特征掩模开口的一通孔；执行一镶嵌蚀刻工艺，以在该元件堆叠中形成一通孔开口及一沟槽开口；以及在该通孔开口中形成一通孔，在该沟槽开口中形成一沟槽。该半透明层包括一通孔特征掩模开口以暴露该掩模基底的一部分。该沟槽区域的厚度小于该掩模区域的厚度。

技术研发人员：潘威祯
受保护的技术使用者：南亚科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15