半导体元件及其制造方法_2

文档序号:9689317阅读:来源:国知局
述基底100可以是在对应第二区120的基底材料上形成含硅材料层(未绘示),使得第二区120的含硅材料层的顶面高于第一区110的基底材料的顶面。基底材料例如为半导体基底、半导体化合物基底或是绝缘层上有半导体基底(Semiconductor Over Insulator, SOI)。半导体例如是IVA族的原子,例如硅或锗。半导体化合物例如是IVA族的原子所形成的半导体化合物,例如是碳化硅或是硅化锗,或是IIIA族原子与VA族原子所形成的半导体化合物,例如是砷化镓。
[0051]之后,于基底100上共形地形成叠层102,其使得第一区110中的叠层102的顶面与第二区120的基底100的顶面实质上共平面。换言之,叠层102的厚度大约等于第一阶梯高度Η1。由于叠层102共形地覆盖在基底100上,因此,第一区110中的叠层102的顶面低于在第二区120中的叠层102的顶面,且第三区130中的叠层102具有第二阶梯高度Η2。在一实施例中,叠层102可例如是单层或多层的复合层。当叠层102例如是多层的复合层时,部分叠层200的放大示意图如图3所示。叠层102包括多个介电层101a与多个导体层101b。上述介电层101a与导体层101b相互叠层。在一实施例中,导体层101b的数目可包括8层、16层、32层或更多层。同样地,介电层101a配置于相邻两个导体层101b之间,因此,介电层101a亦包括8层、16层、32层或更多层。在一实施例中,介电层101a的材料可包括氧化硅、氮化硅或其组合,其形成方法可利用化学气相沉积法来形成。导体层101b的材料可包括是掺杂多晶硅、非掺杂多晶硅或其组合,其形成方法可利用化学气相沉积法来形成。在一实施例中,第二阶梯高度H2的高度为40nm至140nm。
[0052]请参照图2B,于第一区110、第二区120以及第三区130的叠层102上形成流动材料层104。在一实施例中,流动材料层104的材料包括有机材料、无机材料或是有机无机复合材料。而当流动材料层104的材料例如是有机材料时,上述有机材料包括光刻胶(Photoresist, PR)、有机底层材料(Organic unDer Layer, 0DL)、底抗反射涂布(^BottomAnt1-Reflect1n Coating, BARC)、旋涂式玻璃(Spin-On Glass, S0G)或其组合。流动材料层104的形成方法例如是旋转涂布法、高密度等离子体法(HDPCVD)或增强高深宽比沟填工艺(Enhanced High Aspect Rat1 Process, eHARP)。流动材料层 104 可以是单层结构、双层结构或多层结构。
[0053]如图4所示,在本发明第一实施例中,流动材料层104例如是单层结构。流动材料层104的材料可包括:光刻胶(PR)、有机底层材料(0DL)、底抗反射涂布(BARC)或旋涂式玻璃(S0G)。只要流动材料层104能覆盖叠层102的顶面,且流动材料层104的厚度T1大于第二阶梯高度H2即可,本发明实施例的流动材料层104的材料并不限于此。
[0054]请参照图5至7,流动材料层104可例如是双层结构。请参照图5,在本发明第二实施例中,流动材料层104的顶面为平坦的表面,且流动材料层104依序包括材料层103a与材料层103b。材料层103a与材料层103b可例如是相同材料。材料层103b具有平坦的表面。举例来说,材料层103a与材料层103b皆例如是有机底层材料(0DL)。然而,材料层103a与材料层103b的总和的厚度T2大于第二阶梯高度H2即可,本发明实施例的材料层103a与材料层103b的材料并不限于此。
[0055]另一方面,请参照图6,在本发明第三实施例中,流动材料层104的顶面为平坦的表面,且流动材料层104依序包括材料层103c与材料层103d。材料层103c与材料层103d例如是不同材料。举例来说,材料层103c可例如是有机底层介电材料(0DL),而材料层103d可例如是光刻胶(PR)。材料层103d具有平坦的表面。然而,材料层103c与材料层103d的总和的厚度T3大于第二阶梯高度H2即可,本发明实施例的材料层103c与103d的材料并不限于此。
[0056]此外,如图7所示,在本发明第四实施例中,流动材料层104可例如是双层或多层结构,但流动材料层104的顶面不平坦,但其阶梯高度H3小于阶梯高度H2。举例来说,于叠层102上部分共形地形成单层或多层的材料层103e。接着,在单层或多层的材料层103e上形成材料层103f。材料层103f的表面不平坦,具有阶梯高度H3。材料层103e可例如是氮化硅(SiN)、氧化硅、氮氧化硅、碳层或碳化硅,其形成方法可利用化学气相沉积法来形成。材料层103f可例如是有机底层材料(0DL),其形成方法可利用旋转涂布法来形成。只要材料层103e与材料层103f能覆盖叠层102的顶面,且材料层103e与材料层103f的总和的厚度T4大于第二阶梯高度H2即可,本发明实施例的材料层103e与材料层103f的材料并不限于此。
[0057]请参照图2C、图8与图9,以叠层102的顶面当作刻蚀停止层,对进行第一刻蚀工艺,以移除部分的流动材料层104,留下流动材料层104a、104b或104c。第一刻蚀工艺可例如是回刻蚀(Etch Back)工艺。在一实施例中,请参照图2C,在进行第一刻蚀工艺之后,留下来的流动材料层104a覆盖第一区110与部分覆盖第三区130中的叠层102,且暴露第二区120与第三区130的叠层102的顶面。此外,第一区110上的流动材料层104a的厚度T5实质上等于第二阶梯高度H2。亦即,流动材料层104a的顶面实质上等于第二区120与第三区130的叠层102的顶面。
[0058]在又一实施例中,请参照图8,在进行第一刻蚀工艺之后,留下来的流动材料层104b覆盖第一区110、第二区120与第三区130中的叠层102。第一区110上的流动材料层104b的厚度T6大于第二区120上的流动材料层104b的厚度tl,但厚度T6实质上大于第二阶梯高度H2。
[0059]在另一实施例中,请参照图9,在进行第一刻蚀工艺之后,留下来的流动材料层104c覆盖第一区110、第二区120与第三区130中的叠层102。第一区110上的流动材料层104c的厚度T7大于第二区120上的流动材料层104c的厚度t2,但厚度T7小于第二阶梯高度H2。
[0060]请参照图2D,进行第二刻蚀工艺,以暴露第二区120的基底100的顶面。在一实施例中,第二刻蚀工艺可例如是非等向性刻蚀工艺。通过刻蚀剂的选择,使用对于流动材料层104a/104b/104c具有低刻蚀率或极低刻蚀率,但对于叠层102a具有高刻蚀率的刻蚀剂,可直接以流动材料层104a/104b/104c为掩模,自对准(Self Align)未覆盖流动材料层104a或流动材料层104b/104c较薄的第二区120与部分移除第三区130的叠层102,而无需通过光刻工艺来定义刻蚀的区域。因此,可以避免进行光刻工艺所产生的对准失误问题。
[0061]在进行第二刻蚀工艺之后,暴露出第三区130的叠层102a的顶面,且第三区130的叠层102a的顶面大约等于第二区120的基底100的顶面。在一实施例中,在进行第二刻蚀工艺之后,仍有部分流动材料层104d留在第一区110的基底100上。在另一实施例中,在进行第二刻蚀工艺之后,在第一区110的基底100上的流动材料层104a被完全移除。
[0062]另外,请回头参考图2C与图3,在一实施例中,第二刻蚀工艺对介电层101a的刻蚀速率大约等于对导体层101b的刻蚀速率。如此一来,在进行第二刻蚀工艺之后,第三区130的叠层102a的顶面大部分可以是实质上平滑的表面,而非凹凸不平的表面。然而,在进行第二刻蚀工艺时,亦有可能在第三区130的叠层102a造成部分凹陷,但是可以被接受的。
[0063]此外,第二刻蚀工艺的刻蚀条件(Etch Recipe)可依据流动材料层104的厚度T与第二阶梯高度H2来调整。举例来说,在叠层102上形成流动材料层104a之后,如图2C所示,当第一区
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1