半导体元件结构及其制备方法与流程

1.本技术案主张2020年7月29日申请的美国正式申请案第16/942,049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。
2.本公开是关于一种具有氮化硼间隙子微图案的半导体元件结构及其制备方法。特别是有关于一种用于避免所述微图案塌陷的方法。


背景技术：

3.当半导体元件结构变得更小且更高度整合(highly integrated)时，已经发展出许多制造具有微图案的半导体元件结构的技术。特别地是，一微影制程(photolithography process)是典型地被用来在一基底上制造电子或光电元件(electronic and optoelectronic devices)，且由微影制程所制备的光阻图案(photoresist patterns)是在蚀刻(etching)或离子植入(ion implantation)制程中当作是遮罩。当所需的间距尺寸(pitch size)与临界尺寸(critical dimension，cd)持续变小时，光阻图案的精细度(fineness)在整合程度上变成是一个非常重要的参数(important factor)。然而，用于制造半导体特征(semiconductor features)的微影制程在曝光设备(exposure apparatus)的持续提升的解析度中存在有一限制。
4.虽然存在具有微图案的半导体元件结构及其制备方法是已满足其预期目的，但其并非所有方面已完全地满足。因此，针对经由微影制程所制备的具有多个微图案的半导体元件结构的技术，目前仍有许多问题必须克服。
5.上文的「先前技术」说明仅是提供背景技术，并未承认上文的「先前技术」说明揭示本公开的标的，不构成本公开的先前技术，且上文的「先前技术」的任何说明均不应作为本案的任一部分。


技术实现要素：

6.本公开的一实施例提供一种半导体元件结构。该半导体元件结构具有一第一内间隙子元件，设置在一半导体基底的一上表面上。该第一内间隙子元件具有一第一部分、一第二部分以及一第三部分，而该第三部分位在该第一部分与该第二部分之间。该第一部分的一高度与该第二部分的一高度是较小于该第三部分的一高度，而该第一部分的一宽度是随着该第一部分朝向该半导体基底的该上表面延伸而连续增加。该半导体元件结构亦具有氮化硼的一第一外间隙子元件，设置在该第一内间隙子元件的该第二部分上。
7.在一些实施例中，该第一内间隙子元件的该第一部分具有一第一侧、一第二侧以及一外表面，该第一侧邻接该第三部分的一第一侧壁表面的一下部，该第二侧邻接该半导体基底的该上表面，该外表面连接到该第一侧与该第二侧。该外表面具有一凸形形状。在一些实施例中，该第一外间隙子元件邻接该第三部分的一第二侧壁表面，而该第一外间隙子元件与该半导体基底的该上表面是借由该第二部分而分开设置。在一些实施例中，该第一内间隙子元件为一应力压缩膜(stress-compression film)。在一些实施例中，该第一内间
隙子元件为一应力压缩膜，而该第一外间隙子元件为一应力延伸膜(stress-extension film)。在一些实施例中，该半导体元件结构还具有一第二内间隙子元件以及氮化硼的一第二外间隙子元件。该第二内间隙子元件设置在该半导体基底的该上表面上，而该第二内间隙子元件具有一第四部分、一第五部分以及一第六部分，该第六部分位在该第四部分与该第五部分之间。该第四部分的一宽度随着该第四部分朝向该半导体基底的该上表面延伸而连续增加，而该第四部分是位在该第六部分与该第一内间隙子元件的该第一部分之间。该第二外间隙子元件设置在该第二内间隙子元件的该第五部分上。在一些实施例中，该第二内间隙子元件的该第四部分与该第一内间隙子元件的该第一部分分开设置。
8.本公开的另一实施例提供一种半导体元件结构。该半导体元件结构包括一目标层，设置在一半导体基底上；以及一第一目标结构，设置在该目标层上。该第一目标结构具有一第一部分、一第二部分以及一第三部分，该第三部分是连接到该第一部分与该第二部分。该第一部分的一高度与该第二部分的一高度是较大于该第三部分的一高度。该半导体元件结构亦具有一第一氮化硼间隙子，设置在该第一目标结构的该第一部分上；以及一第二氮化硼间隙子，设置在该第一目标结构的该第二部分上。
9.在一些实施例中，该第一目标结构与该目标层是由相同材料所制，而该第一氮化硼间隙子与该第二氮化硼间隙子是由相同材料所制。在一些实施例中，在剖视图中，该第一氮化硼间隙子的一最高点是位在该第一部分的一中心线与该第二部分的一中心线之间。在一些实施例中，在剖视图中，该第二氮化硼间隙子的一最高点是位在该第一部分的该中心线与该第二部分的该中心线之间。在一些实施例中，该半导体元件结构还包括一第二目标结构、一第三氮化硼间隙子以及一第四氮化硼间隙子。该第二目标结构设置在该目标层上。该第二目标结构具有一第四部分、一第五部分以及一第六部分，而该第六部分连接到该第四部分与该第五部分，且该第四部分、该第五部分与该第六部分形成一u形结构。该第三氮化硼间隙子设置在该第二目标结构的该第四部分上，而该第四氮化硼间隙子设置在该第二目标结构的该第五部分上。在一些实施例中，在剖视图中，该第三氮化硼间隙子位在该第二氮化硼间隙子与该第四氮化硼间隙子之间，而该第三氮化硼间隙子的一最高点位在该第四部分的一中心线与该第五部分的一中心线之间。在一些实施例中，位在该第二氮化硼间隙子与该第三氮化硼间隙子之间的一第一开口，是较深于位在该第一氮化硼间隙子与该第二氮化硼间隙子之间的一第二开口。在一些实施例中，该半导体元件结构还包括一硬遮罩结构，形成在该第一氮化硼间隙子与该第一目标结构的该第一部分之间，而相对于该第一氮化硼间隙子，该硬遮罩具有一高蚀刻选择性。
10.本公开的一实施例提供一种半导体元件结构。该半导体元件结构包括一第一目标结构以及一第二目标结构，设置在一半导体基底上。该半导体元件结构亦具有一第一氮化硼间隙子，设置在该第一目标结构上，其中在剖视图中，该第一氮化硼间隙子的一最高点位在该第一目标结构的一中心线与该第二目标结构的一中心线之间。
11.在一些实施例中，该半导体元件结构还包括一第二氮化硼间隙子，设置在该第二目标结构上，其中在剖视图中，该第二氮化硼间隙子的一最高点位在该第一目标结构的该中心线与该第二目标结构的该中心线之间。在一些实施例中，相对于该第一氮化硼间隙子，该第一目标结构具有一高蚀刻选择性。在一些实施例中，该第一目标结构与该第二目标结构是由一热可分解材料、一光可分解材料或一电子束可分解材料所制。在一些实施例中，该
半导体基底的一上表面是暴露在该第一目标结构与该第二目标结构之间。
12.提供有一半导体元件结构及其制备方法的一些实施例。该半导体元件的制备方法可包括底切一光阻图案在一半导体基底上，以及形成一内间隙子元件在该光阻图案的一侧壁表面上。该内间隙子元件具有延伸进入该光阻图案的一凹陷(例如该底切区)的一部分，以形成一基脚(footing)，且该内间隙子元件的该部分的一宽度是随着该部分向该半导体基底的延伸而连续增加。因此，该内间隙子元件可避免在该光阻图案移除之后的塌陷。
13.或者是，该半导体元件结构的制备方法可包括形成一硬遮罩柱在一目标材料上；形成一间隙子在该硬遮罩柱的一侧壁表面上；以及蚀刻该目标材料与该硬遮罩柱，并使用该间隙子当作一遮罩进行蚀刻，以形成一间隙子元件在一目标结构上。该间隙子元件可避免该间隙子元件由于来自该目标结构的支撑而塌陷。
14.或者是，该半导体元件结构的制备方法可包括形成一能量可移除图案在一目标材料上；形成一间隙子在该能量可移除图案的一侧壁表面上；形成一介电层以围绕该能量可移除图案与该间隙子；以及蚀刻该能量可移除图案、该介电层以及该目标材料，并使用该间隙子当作一遮罩进行蚀刻，以形成一间隙子元件在一目标结构上。该间隙子元件可避免在形成该间隙子元件的蚀刻制程中由于高蚀刻选择性而导致该间隙子元件塌陷。
15.上文已相当广泛地概述本公开的技术特征及优点，而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具有通常知识者应了解，可相当容易地利用下文揭示的概念与特定实施例可作为修改或设计其它结构或制程而实现与本公开相同的目的。本公开所属技术领域中具有通常知识者亦应了解，这类等效建构无法脱离后附的权利要求所界定的本公开的精神和范围。
附图说明
16.参阅实施方式与权利要求合并考量图式时，可得以更全面了解本技术案的揭示内容，图式中相同的元件符号是指相同的元件。
17.图1为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构的剖视示意图。
18.图2为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构的剖视示意图。
19.图3为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构的剖视示意图。
20.图4为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构的剖视示意图。
21.图5为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构的制备方法的流程示意图。
22.图6为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构的制备方法的流程示意图。
23.图7为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构的制备方法的流程示意图。
24.图8为依据本公开一些实施例形成一半导体元件结构的多个光阻图案中的一中间阶段的剖视示意图。
25.图9为依据本公开一些实施例形成底切所述光阻图案中的一中间阶段的剖视示意图。
26.图10为依据本公开一些实施例形成多个内间隙子以及多个外间隙子中的一中间阶段的剖视示意图。
27.图11为依据本公开一些实施例多个硬遮罩柱以及多个光阻图案形成在一半导体
元件结构上的一中间阶段的剖视示意图。
28.图12为依据本公开一些实施例一共形间隙子材料形成在该半导体元件结构上的一中间阶段的剖视示意图。
29.图13为依据本公开一些实施例一间隙子元件形成在该半导体元件结构上的一中间阶段的剖视示意图。
30.图14为依据本公开一些实施例中多个硬遮罩柱以及多个光阻图案形成在一半导体元件结构上的一中间阶段的剖视示意图。
31.图15为依据本公开一些实施例一共形间隙子材料形成在该半导体元件结构上的一中间阶段的剖视示意图。
32.图16为依据本公开一些实施例一间隙子元件形成在该半导体元件结构上的一中间阶段的剖视示意图。
33.图17为依据本公开一些实施例一能量可移除图案形成在一半导体元件结构上的一中间阶段的剖视示意图。
34.图18为依据本公开一些实施例一共形间隙子材料在所述能量可移除图案上的一中间阶段的剖视示意图。
35.图19为依据本公开一些实施例一间隙子元件形成在该半导体元件结构上的一中间阶段的剖视示意图。
36.图20为依据本公开一些实施例形成一介电层以围绕为在该半导体元件结构上的所述能量可移除图案以及所述间隙子的一中间阶段的剖视示意图。
37.图21为依据本公开一些实施例在借由使用所述间隙子当作一蚀刻遮罩以蚀刻所述能量可移除图案、该介电层以及该目标材料之后，形成一半导体元件结构的剖视示意图。
38.其中，附图标记说明如下：
39.10：制备方法
40.20：制备方法
41.30：制备方法
42.100：半导体元件结构
43.101：半导体基底
44.101t：上表面
45.103：光阻图案
46.103’：光阻图案
47.103a：下部
48.103b：上部
49.110：底切部
50.115a：内间隙子元件
51.115a1：第一部分
52.115a2：第二部分
53.115a3：第三部分
54.115b：内间隙子元件
55.115b1：第四部分
56.115b2：第五部分
57.115b3：第六部分
58.115c：内间隙子元件
59.115d：内间隙子元件
60.117a：外间隙子元件
61.117b：外间隙子元件
62.117c：外间隙子元件
63.117d：外间隙子元件
64.150：开口
65.200a：半导体元件结构
66.200b：半导体元件结构
67.201：半导体基底
68.203：目标材料
69.203’：目标层
70.203a：目标结构
71.203a1：第一部分
72.203a2：第二部分
73.203a3：第三部分
74.203b：目标结构
75.203b1：第四部分
76.203b2：第五部分
77.203b3：第六部分
78.205：硬遮罩层
79.205a：硬遮罩部
80.205a1：硬遮罩结构
81.205a2：硬遮罩结构
82.205b：硬遮罩部
83.205b1：硬遮罩结构
84.205b2：硬遮罩结构
85.207a：硬遮罩柱
86.207b：硬遮罩柱
87.209a：光阻图案
88.209b：光阻图案
89.210：开口
90.213：间隙子材料
91.220：开口
92.223a：间隙子
93.223a’：氮化硼间隙子
94.223b：间隙子
95.223b’：氮化硼间隙子
96.223c：间隙子
97.223c’：氮化硼间隙子
98.223d：间隙子
99.223d’：氮化硼间隙子
100.230：开口
101.240：开口
102.270：开口
103.300：半导体元件结构
104.301：半导体基底
105.301t：上表面
106.303：目标材料
107.303a：目标结构
108.303b：目标结构
109.303c：目标结构
110.303d：目标结构
111.304a：上表面
112.304b：上表面
113.305：能量可移除图案
114.307：间隙子材料
115.307a：间隙子
116.307a’：氮化硼间隙子
117.307b：间隙子
118.307b’：氮化硼间隙子
119.307c：间隙子
120.307c’：氮化硼间隙子
121.307d：间隙子
122.307d’：氮化硼间隙子
123.308b1：下表面
124.308b2：下表面
125.308i：内表面
126.308o：外表面
127.309：介电层
128.310：开口
129.cl1：中心线
130.cl2：中心线
131.cl3：中心线
132.cl4：中心线
133.es：外表面
134.h1：高度
135.h2：高度
136.h3：高度
137.ml：中间线
138.s1：第一侧
139.s2：第二侧
140.sw1：第一侧壁表面
141.sw2：第二侧壁表面
142.tp1：最高点
143.tp2：最高点
144.tp3：最高点
145.tp4：最高点
146.w1：宽度
147.w2：宽度
148.x：方向
149.y：方向
150.s11：步骤
151.s13：步骤
152.s15：步骤
153.s17：步骤
154.s19：步骤
155.s21：步骤
156.s23：步骤
157.s25：步骤
158.s27：步骤
159.s29：步骤
160.s31：步骤
161.s33：步骤
162.s35：步骤
163.s37：步骤
164.s39：步骤
具体实施方式
165.本公开的以下说明伴随并入且组成说明书的一部分的图式，说明本公开的实施例，然而本公开并不受限于该实施例。此外，以下的实施例可适当整合以下实施例以完成另一实施例。
166.「一实施例」、「实施例」、「例示实施例」、「其他实施例」、「另一实施例」等是指本公开所描述的实施例可包含特定特征、结构或是特性，然而并非每一实施例必须包含该特定特征、结构或是特性。再者，重复使用「在实施例中」一语并非必须指相同实施例，然而可为
相同实施例。
167.为了使得本公开可被完全理解，以下说明提供详细的步骤与结构。显然，本公开的实施不会限制该技艺中的技术人士已知的特定细节。此外，已知的结构与步骤不再详述，以免不必要地限制本公开。本公开的优选实施例详述如下。然而，除了详细说明之外，本公开亦可广泛实施于其他实施例中。本公开的范围不限于详细说明的内容，而是由权利要求定义。
168.应当理解，以下公开内容提供用于实作本发明的不同特征的诸多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列形式的具体实施例或实例以简化本公开内容。当然，该些仅为实例且不旨在进行限制。举例而言，元件的尺寸并非仅限于所公开范围或值，而是可相依于制程条件及/或装置的所期望性质。此外，以下说明中将第一特征形成于第二特征「之上」或第二特征「上」可包括其中第一特征及第二特征被形成为直接接触的实施例，且亦可包括其中第一特征与第二特征之间可形成有附加特征、进而使得所述第一特征与所述第二特征可能不直接接触的实施例。为简洁及清晰起见，可按不同比例任意绘制各种特征。在附图中，为简化起见，可省略一些层/特征。
169.此外，为易于说明，本文中可能使用例如「之下(beneath)」、「下面(below)」、「下部的(lower)」、「上方(above)」、「上部的(upper)」等空间相对关系用语来阐述图中所示的一个元件或特征与另一(其他)元件或特征的关系。所述空间相对关系用语旨在除图中所绘示的取向外亦囊括元件在使用或操作中的不同取向。所述装置可具有其他取向(旋转90度或处于其他取向)且本文中所用的空间相对关系描述语可同样相应地进行解释。
170.图1为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构100的剖视示意图。如图1所示，依据一些实施例，半导体元件结构100具有多个内间隙子元件115a、115b、115c、115d以及多个外间隙子元件117a、117b、117c、117d，内间隙子元件115a、115b、115c、115d以及多个外间隙子元件117a、117b、117c、117d是位在一半导体基底101的一上表面101t上。
171.更特别地，内间隙子元件115a具有一第一部分115a1、一第二部分115a2以及一第三部分115a3，而第三部分115a3位在第一部分115a1与第二部分115a2之间。类似地，内间隙子元件115b具有一第四部分115b1、第五部分115b2以及第六部分115b3，而第六部分115b3位在第四部分115b1与第五部分115b2之间。
172.在第二部分115a2与第三部分115a3之间以及在第三部分115a3与第一部分115a1之间，不存在明显的界面。类似地，在第四部分115b1与第六部分115b3之间以及在第六部分115b3与第五部分115b2之间，不存在明显的界面。图1中的虚线是为了阐述本公开。此外，另外，为了简单和清楚起见，内间隙子元件115a、115b、115c、115d的各子部分，是仅指定在半导体元件结构100的左半部中。应当理解，半导体元件结构100的右半部是可具有类似于半导体元件结构100的左半部的各特征。
173.在内间隙子元件115a中，第一部分115a1沿y方向具有一高度h1，第二部分115a2沿y方向具有一高度h2，第三部分115a3沿y方向具有一高度h3。在一些实施例中，高度h3是较大于高度h1以及高度h2。再者，第一部分115a1沿x方向具有一宽度，而该宽度随着第一部分115a1朝着半导体基底101的上表面101t延伸而连续增加。
174.应当理解，在内间隙子元件115a中，第一部分115a1具有一第一侧s1、一第二侧s2以及一外表面es，而外表面es是连接到第一侧s1与第二侧s2。在一些实施例中，第一部分
115a1的第一侧s1邻接第三部分115a3的一第一侧壁表面sw1的一下部，第一部分115a1的第二侧s2邻接半导体基底101的上表面101t，而第一部分115a1的外表面es具有一凸形形状。
175.内间隙子元件115b、115c、115d的各特征可类似于上述内间隙子元件115a的特征，且在文中不再重复其描述。举例来说，依据一些实施例，第四部分115b1沿x方向的一宽度是随着第四部分115b1朝向半导体基底101的上表面101t延伸而连续增加。
176.此外，如图1所示，依据一些实施例，外间隙子元件117a设置在内间隙子元件115a的第二部分115a2上，而外间隙子元件117b设置在内间隙子元件115b的第五部分115b2上。更特别地，依据一些实施例，外间隙子元件117a邻接内间隙子元件115a的第三部分115a3的一第二侧壁表面sw2，而外间隙子元件117a与半导体元件101的上表面101t是借由第二部分115a2而分开设置。
177.第一侧壁表面sw1与第二侧壁表面sw2形成第三部分115a3的二相对侧壁表面。外间隙子元件117b、117c、117d的各特征可类似于上述外间隙子元件117a的各特征，且在文中不再重复其描述。再者，内间隙子元件115a、115b、115c、115d是相互分开设置。
178.在一些实施例中，内间隙子元件115a与内间隙子元件115b大致以一中间线(middle line)ml对称设置，而中间线ml位在内间隙子元件115a与内间隙子元件115b之间。在一些实施例中，外间隙子元件117a与外间隙子元件117b大致以一中间线ml对称设置。在一些实施例中，第一部分115a1与第二部分115a2是大致以一中间线对称设置，而该中间线是位在第一部分与第二部分之间。
179.图2为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构200a的剖视示意图。如图2所示，依据一些实施例，半导体元件结构200a具有一目标层203’以及目标结构203a、203b，目标层203’设置在一半导体基底201上，而目标结构203a、203b设置在目标层203’上。
180.在目标结构203a与目标层203’之间以及在目标结构203b与目标层203’之间，是不存在明显的界面。图2中的虚线是为了阐述本公开。应当理解，依据一些实施例，目标结构203a、203b与目标层203’是由相同材料所制，且同时从相同材料层所形成。
181.更特别地，目标结构203a具有一第一部分203a1、一第二部分203a2以及一第三部分203a3，第三部分203a3位在第一部分203a1与第二部分203a2之间。类似地，目标结构203b具有一第四部分203b1、一第五部分203b2以及一第六部分203b3，第六部分203b3位在第四部分203b1与第五部分203b2之间。
182.在第一部分203a1与第三部分203a3之间以及在第三部分203a3与第二部分203a2之间，不存在明显的界面。类似地，在第四部分203b1与第六部分203b3之间以及在第六部分203b3与第五部分203b2之间，不存在明显的界面。图2中的虚线是为了阐述本公开。
183.在目标结构203a中，第一部分203a1沿y方向具有一高度h1，第二部分203a2沿y方向具有一高度h2，而第三部分203a3沿y方向具有一高度h3。在一些实施例中，高度h1是大致相同于高度h2，而高度h3是均较大于高度h1与h2。在本公开的内容中，字词「大约地(substantially)」是意指较佳者为至少90％，更佳者为95％，再更佳者为98％，而最佳者为99％。在一些实施例中，第一部分203a1、第二部分203a2以及第三部分203a3形成一u形结构。
184.目标结构203b的各特征可类似于上述目标结构203a的各特征，且文中不再重复其描述。举例来说，依据一些实施例，第四部分203b1、第五部分203b2以及第六部分203b3形成
另一个u形结构。
185.在一些实施例中，半导体元件结构200a亦具有一硬遮罩结构205a1、一硬遮罩结构205a2、一硬遮罩结构205b1以及一硬遮罩结构205b2，硬遮罩结构205a1设置在目标结构203a的第一部分203a1上，硬遮罩结构205a2设置在目标结构203a的第二部分203a2上，硬遮罩结构205b1设置在目标结构203b的第四部分203b1上，硬遮罩结构205b2设置在目标结构203b的第五部分203b2上。依据一些实施例，硬遮罩结构205a1、205a2、205b1、205b2是由相同材料所制，并同时从相同材料层所形成。
186.在一些实施例中，半导体元件结构200a还包括一氮化硼间隙子223a’、一氮化硼间隙子223b’、一氮化硼间隙子223c’以及一氮化硼间隙子223d’，氮化硼间隙子223a’设置在硬遮罩结构205a1上，氮化硼间隙子223b’设置在硬遮罩层225a2上，氮化硼间隙子223c’设置在硬遮罩结构205b1上，氮化硼间隙子223d’设置在硬遮罩结构205b2上。依据一些实施例，氮化硼间隙子223a’、223b’、223c’、223d’是由相同材料所制，并同时从相同材料层所形成。
187.如图2的剖视图所示，目标结构203a的第一部分203a1具有一中心线cl1，目标结构203a的第二部分203a2具有一中心线cl2，目标结构203b的第四部分203b1具有一中心线cl3，且目标结构203b的第五部分203b2具有一中心线cl4。再者，氮化硼间隙子223a’具有一最高点tp1，氮化硼间隙子223b’具有一最高点tp2，氮化硼间隙子223c’具有一最高点tp3，且氮化硼间隙子223d’具有一最高点tp4。
188.尤其是，依据一些实施例，在图2的剖视图中，氮化硼间隙子223a’的最高点tp1与氮化硼间隙子223b’的最高点tp2，是位在中心线cl1与中心线cl2之间；而氮化硼间隙子223c’的最高点tp3与氮化硼间隙子223d’的最高点tp4，是位在中心线cl3与中心线cl4之间。
189.此外，在一些实施例中，多个开口270是设置在目标结构203a与203b上，且多个开口240是形成在相邻目标结构之间(例如目标结构203a与203b之间)。在一些实施例中，氮化硼间隙子223a’与223b’借由其中一开口270而分开设置，氮化硼间隙子223c’与223d’借由其他开口270而分开设置，且氮化硼间隙子223b’与223c’借由其中一开口240而分开设置。应当理解，依据一些实施例，所述开口240是较深于所述开口270(例如在y方向延伸到一较低位面)。
190.图3为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构200b的剖视示意图，其是为半导体元件结构200a的一另外实施例。为了一致和清楚起见，在图2和图3中出现的类似元件是为相同标示。如图2所示的实施例与如图3所示的实施例之间的一差异，是在于硬遮罩结构205a1、205a2、205b1、205b2并未形成在如图3所示的实施例中。
191.图4为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构300的剖视示意图。如图4所示，依据一些实施例，半导体元件结构300具有目标结构303a、303b、303c、303d以及氮化硼间隙子307a’、307b’、307c’、307d’，目标结构303a、303b、303c、303d设置在一半导体基底301上，氮化硼间隙子307a’、307b’、307c’、307d’设置在目标结构303a、303b、303c、303d上。
192.在一些实施例中，氮化硼间隙子307a’设置在目标结构303a上，氮化硼间隙子307b’设置在目标结构303b上，氮化硼间隙子307c’设置在目标结构303c上，而氮化硼间隙子307d’设置在目标结构303d上。再者，在一些实施例中，每一相邻对的氮化硼间隙子
307a’、307b’、307c’、307d’是借由一开口310而分开设置。在一些实施例中，每一相邻对的目标结构303a、303b、303c、303d是借由其中一开口310而分开设置，以使半导体基底301的一上表面301t暴露在开口310中。
193.如图4所示，目标结构303a具有一中心线cl1，目标结构303b具有一中心线cl2，目标结构303c具有一中心线cl3，且目标结构303d具有一中心线cl4。再者，氮化硼间隙子307a’具有一最高点tp1，氮化硼间隙子307b’具有一最高点tp2，氮化硼间隙子307c’具有一最高点tp3，且氮化硼间隙子307d’具有一最高点tp4。
194.在一些实施例中，如图4所示，依据一些实施例，氮化硼间隙子307a’的最高点tp1与氮化硼间隙子307b’的最高点tp2，是位在中心线cl1与中心线cl2之间；且氮化硼间隙子307c’的最高点tp3与氮化硼间隙子307d’的最高点tp4，是位在中心线cl3与中心线cl4之间。
195.图5为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构100的制备方法10的流程示意图，其中方法10包括步骤s11、s13、s15、s17以及s19。依据一些实施例，图5的步骤s11至s19是结合图8、图9、图10及图1进行详细说明，其是为形成半导体元件结构100中依序的各中间阶段的剖视示意图。
196.如图8所示，提供半导体基底101。半导体基底101可为一积体电路(ic)晶片的一部分，其是包括各式不同的被动与主动微电子元件，例如电阻器、电容器、电感器、二极管、p型场效晶体管(pfets)、n型场效晶体管(nfets)、金属氧化物半导体场效晶体管(mosfets)、互补金属氧化物半导体(cmos)晶体管、双极接面晶体管(bjt)、侧向扩散金属氧化物半导体(ldmos)晶体管、高电压晶体管、高频率晶体管、鳍式场效晶体管(finfets)，其他适合的ic元件或其组合。
197.根据ic的制造阶段，半导体基底101可包括各式不同的材料层(例如介电层、半导体层及/或导电层)，是经配置以形成ic特征(例如掺杂区、绝缘特征、栅极特征、源极/漏极特征、内连接特征、其他特征或其组合)。为了清楚起见，已经简化了半导体基底101。应当理解，额外的特征可增加在半导体基底101中，且在下列所述的一些特征是可在其他实施例中被取代、改良或排除。
198.在一些实施例中，多个光阻图案103设置在半导体基底101的上表面101t上。其个别的步骤是绘示在如图5所示的制备方法10中的步骤s11。在一些实施例中，所述光阻图案103可借由一沉积制程以及一图案化制程所形成。
199.用于形成所述光阻图案103的沉积制程可包括化学气相沉积(cvd)制程、高密度等离子体化学气相沉积(hdpcvd)制程、旋涂制程或其他可应用的制程。用于形成所述光阻图案103的图案化制程可包括一微影制程(photolithography process)。微影制程可包括光阻涂布(例如旋转涂布)、软烘烤(soft baking)、遮罩对准(mask aligning)、曝光、曝光后烘烤(post-exposure baking)、光阻显影、冲洗(rinsing)及干燥(drying)(例如：硬烘烤(hard baking))。
200.接着，如图9所示，依据一些实施例，一湿蚀刻制程执行在所述光阻图案103上。应当理解，依据一些实施例，湿蚀刻制程底切(undercuts)已蚀刻的所述光阻图案103’的各上部103b，且形成多个底切部110在已蚀刻的所述光阻图案103’的各下部103a内。其个别的步骤是绘示在如图5所示的制备方法10中的步骤s13。
201.如图10所示，依据一些实施例，在湿蚀刻制程之后，多个内间隙子元件115a、115b、115c、115d设置在已蚀刻的所述光阻图案103’的各侧壁表面上，且多个外间隙子元件117a、117b、117c、117d设置在所述内间隙子元件115a、115b、115c、115d上。其个别的步骤是绘示在如图5所示的制备方法10中的步骤s15。
202.在一些实施例中，内间隙子元件115a、115b、115c、115d与外间隙子元件117a、117b、117c、117d是由介电材料所制，例如氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、一或多个适合的介电材料或其组合。在一些实施例中，内间隙子元件115a、115b、115c、115d为应力延伸膜(stress-extension films)，而外间隙子元件117a、117b、117c、117d为应力压缩膜(stress-compression films)。在一些其他实施例中，内间隙子元件115a、115b、115c、115d为应力压缩膜，而外间隙子元件117a、117b、117c、117d为应力延伸膜。
203.在一些实施例中，内间隙子元件115a、115b、115c、115d是由一沉积制程以及一蚀刻制程所形成。举例来说，一内间隙子材料(图未示)可共形沉积在已蚀刻的所述光阻图案103’的各上表面与各侧壁表面上，以及在半导体基底101的上表面101t上；且内间隙子材料的一部分可沉积进入所述底切部110(请参考图9)。接着，如图10所示，依据一些实施例，内间隙子材料可借由一蚀刻制程而被部分移除，并留下内间隙子元件115a、115b、115c、115d。在一些实施例中，蚀刻制程包括一干蚀刻制程。
204.接着，外间隙子元件117a、117b、117c、117d是借由一沉积制程以及一蚀刻制程所形成。举例来说，一外间隙子材料(图未示)可共形沉积在已蚀刻的所述光阻图案103’的各上表面上、内间隙子元件115a、115b、115c、115d的各上表面与各侧壁表面上以及在半导体基底101的上表面101t上。接着，如图10所示，依据一些实施例，外间隙子材料是借由一蚀刻制程而被部分移除，并留下外间隙子元件117a、117b、117c、117d。在一些实施例中，蚀刻制程包括一干蚀刻制程。
205.在一些实施例中，在外间隙子元件117a、117b、117c、117d由氮化硼所制的制造中，该元件是置放在一反应腔室中，较佳者，其是加热到一温度，该温度是介于100℃到500℃之间，且一腔室压力是介于0.5torr到10torr之间。更佳者，该温度是介于300℃到400℃之间，且该腔室压力是介于0.5torr到3torr之间。
206.在一些实施例中，一硼前驱气体或是以一惰性气体稀释的一前驱气体是脉冲进入腔室，该硼前驱气体是例如以下其中一或多个：三氯化硼(boron trichloride，bcl3)、三甲基硼(trimethylboron，b(ch3)3)、乙硼烷(diborane，b2h6)、三溴化硼(boron tribromide，bbr3)，而惰性气体是例如氦(he)或氩(ar)，其是允许形成一单层(monolayer)或小于一单层在元件的各暴露表面(意即栅极堆叠、硬遮罩、半导体本体以及若存在的话，包括衬垫层的各表面)。在一些实施例中，将硼前驱物脉冲一段时间，是介于2秒到30秒，而其一流量是从每分钟50标准立方公分(standard cubic centimeter，sccm)到每分钟1000sccm。在一些实施例中，硼前驱物脉冲进入腔室中的流量是介于每分钟100sccm到每分钟500sccm。
207.在一些实施例中，在硼前驱物脉冲进入腔室中之后，以一惰性气体净化腔室，例如氮气(n2)、氩气(ar)或氦气(he)，需要一定的时间(例如30秒)从腔室中移除副产物和所有未反应的物质。
208.在一些实施例中，然后，一含氮反应气体是脉冲进入沉积腔室，以与第一层反应，并形成氮化硼的一单层，而含氮反应气体是例如氮、氨水(ammonia，nh3)，或是氮与氢(h2)的
一混合物。在一些实施例中，含氮气体是脉冲进入腔室一段时间，介于1秒到10秒之间，且在一流量介于每分钟50sccm到每分钟1000sccm之间。在一些实施例中，在含氮气体脉冲的流量是介于每分钟100sccm到每分钟300sccm之间。
209.在一些实施例中，当提供含氮反应气体到腔室时，亦可使用peald技术，从而通过使用等离子体离解反应气体来辅助形成硼-氮键的反应。在一些实施例中，在使用peald的情况下，是在一功率产生等离子体情况(plasma condition)，功率是介于50w到500w之间，更佳者，功率在100w到200w之间。
210.在一些实施例中，在脉冲含氮反应气体之后，再次将腔室净化一段适当时间，且重复循环直到氮化硼层的沉积已发生到所欲的厚度为止。
211.如上所述，内间隙子元件115a具有第一部分115a1、第二部分115a2以及第三部分115a3，且内间隙子元件115b具有第四部分115b1、第五部分115b2以及第六部分115b3。在一些实施例中，第一部分115a1与第四部分115b1是被已蚀刻的光阻图案103’的上部103b所覆盖，且第二部分115a2与第五部分115b2是分别被外间隙子元件117a与117b所覆盖。
212.在一些实施例中，在第一部分115a1与已蚀刻的光阻图案103’之间的界面具有面向已蚀刻的光阻图案103’的一凸形轮廓，且第一部分115a1是被第三部分115a3、已蚀刻的光阻图案103’以及半导体基底101所包围。类似地，在一些实施例中，在第四部分115b1与已蚀刻的光阻图案103’之间的界面具有面向已蚀刻的光阻图案103’的一凸形轮廓，且第四部分115b1是被第六部分115b3、已蚀刻的光阻图案103’以及半导体基底101所包围。应当理解，该结构的右半部可具有类似于该结构的左半部的各特征。
213.如图1所示，依据一些实施例，在外间隙子元件117a、117b、117c、117d形成之后，是移除已蚀刻的所述光阻图案103’。其个别的步骤是绘示在如图5所示的制备方法10中的步骤s19。已蚀刻的所述光阻图案103’是借由一蚀刻制程而被移除，例如一干蚀刻制程、一湿蚀刻制程或其组合。在已蚀刻的所述光阻图案103’被移除之后，是获得多个开口150，且第一部分115a1与第四部分115b1是借由其中一开口150而暴露。在一些实施例中，半导体元件结构100具有一膜结构(各图式中未示)在半导体基底101上。在一些实施例中，内间隙子元件115a、115b、115c、115d形成在该膜结构上，以当作多个微图案的硬遮罩使用，其是可使用在接下来的制造程序中，用以图案化在该膜结构中的相对应的所述微图案。
214.由于内间隙子元件115a、115b、115c、115d具有延伸进入所述底切部110(请参考图9)以形成多个基脚(footings)的多个部分，所以是增加每一内间隙子元件115a、115b、115c、115d的底座宽度(base width)(沿x方向)。因此，内间隙子元件115a、115b、115c、115d可避免在接下来的制造程序期间的塌陷，并当作用于图案化该膜结构的硬遮罩使用，甚至是移除已蚀刻的光阻图案103’。再者，外间隙子元件117a、117b、117c、117d的形成是可帮助半导体元件结构100更好地抵抗接下来的刻蚀制程的有害影响，而蚀刻制程是例如一干蚀刻制程。
215.图6为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构(例如半导体元件结构200a或200b)的制备方法20的流程示意图，其中制备方法20具有步骤s21、s23、s25、s27以及s29。
216.依据一些实施例，图6的步骤s21到s29是结合图11、图12、图13以及图2进行详细描述，其是为在形成半导体元件结构200a中依序的各中间阶段的剖视示意图。依据一些其他实施例，图6的步骤s21到s29是结合图14、图15、图16以及图3以进行详细描述，其是为在形
成半导体元件结构200b中依序的各中间阶段的剖视示意图。
217.如图11所示，提供半导体基底201，且一目标材料203设置在半导体基底201上。其个别的步骤是绘示在如图6所示的制备方法20中的步骤s21。半导体基底201的细节可类似于或相同于半导体基底101的细节，且在文中不再重复描述。
218.在一些实施例中，目标材料203为一介电层。举例来说，目标材料203是由下列材料所制：氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、其他适合的介电材料或其组合。在一些实施例中，目标材料203包括一内连接结构，其是具有一或多个金属化层(例如铜层)在目标材料203中，且内连接结构是用于连接各式不同的电子元件，以形成功能电路(functional circuitry)。在一些实施例中，目标材料203是借由任何适合的制程所形成，例如沉积、镶嵌(damascene)及/或双镶嵌(dual damascene)。
219.仍请参考图11，依据一些实施例，一硬遮罩层205设置在目标材料203上，且硬遮罩柱207a、207b借由使用多个光阻图案209a、209b当作一遮罩的一蚀刻制程而设置在硬遮罩层205上。在一些实施例中，硬遮罩层205与硬遮罩柱207a、207b是由介电材料所制，例如氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、一或多个适合的材料或其组合。
220.尤其是，依据一些实施例，硬遮罩层205与硬遮罩柱207a、207b是借由一沉积制程以及一蚀刻制程所形成。举例来说，一硬遮罩材料(图未示)可共形沉积在目标层203的上表面上，且光阻图案209a、209b设置在硬遮罩材料上。使用来形成光阻图案209a、209b的一些制程，是类似于或相同于使用来形成所述光阻图案103的制程，且在文中不再重复其描述。如图11所示，在光阻图案209a、209b形成之后，硬遮罩材料借由光阻图案209a、209b所暴露的各部分，是借由一干蚀刻制程而移除，以形成多个开口210在相邻的硬遮罩柱(例如硬遮罩柱207a与207b)之间。其个别的步骤是绘示在如图6所示的制备方法20中的步骤s23及s25。
221.应当理解，依据一些实施例，目标材料203并未借由所述开口210而暴露。再者，依据一些实施例，硬遮罩层205与硬遮罩柱207a、207b是由相同材料所制，且同时形成。在获得所述开口210之后，是可移除光阻图案209a、209b。
222.如图12所示，依据一些实施例，在光阻图案209a、209b移除之后，一间隙子材料213共形沉积在硬遮罩柱207a、207b的各上表面与各侧壁表面上，以及在硬遮罩层205的上表面上，以便获得缩减的所述开口220。
223.在一些实施例中，间隙子材料213是由氮化硼所制，且用于形成间隙子材料213的沉积制程包括cvd制程、物理气相沉积(pvd)制程、原子层沉积(ald)制程、旋涂制程或其他适合的制程；较佳者，使用ald及/或peald技术。在一些实施例中，间隙子材料213的材料是不同于硬遮罩柱207a、207b的材料。应当理解，相对于间隙子材料213的材料，硬遮罩柱207a、207b的材料具有一高蚀刻选择性。
224.接着，如图13所示，依据一些实施例，蚀刻间隙子材料2213以形成间隙子223a、223b、223c、223d在硬遮罩柱207a、207b的各侧壁表面上。其个别的步骤是绘示在如图6所示的制备方法20中的步骤s27。在一些实施例中，蚀刻制程为一非等向性蚀刻制程，其是在所有位置垂直移除了相同数量的间隙子材料213，并留下间隙子223a、223b、223c、223d在硬遮罩柱207a、207b的各侧壁表面上。在一些实施例中，蚀刻制程为一干蚀刻制程。
225.在一些实施例中，该元件是置放在一反应腔室中，较佳者，其是加热到一温度，该
温度是介于100℃到500℃之间，且一腔室压力是介于0.5torr到10torr之间。更佳者，该温度是介于300℃到400℃之间，且该腔室压力是介于0.5torr到3torr之间。
226.在一些实施例中，一硼前驱气体或是以一惰性气体稀释的一前驱气体是脉冲进入腔室，该硼前驱气体是例如以下其中一或多个：三氯化硼(boron trichloride，bcl3)、三甲基硼(trimethylboron，b(ch3)3)、乙硼烷(diborane，b2h6)、三溴化硼(boron tribromide，bbr3)，而惰性气体是例如氦(he)或氩(ar)，其是允许形成一单层(monolayer)或小于一单层在元件的各暴露表面(意即栅极堆叠、硬遮罩、半导体本体以及若存在的话，包括衬垫层的各表面)。在一些实施例中，将硼前驱物脉冲一段时间，是介于2秒到30秒，而其一流量是从每分钟50标准立方公分(standard cubic centimeter，sccm)到每分钟1000sccm。在一些实施例中，硼前驱物脉冲进入腔室中的流量是介于每分钟100sccm到每分钟500sccm。
227.在一些实施例中，在硼前驱物脉冲进入腔室中之后，以一惰性气体净化腔室，例如氮气(n2)、氩气(ar)或氦气(he)，需要一定的时间(例如30秒)从腔室中移除副产物和所有未反应的物质。
228.在一些实施例中，然后，一含氮反应气体是脉冲进入沉积腔室，以与第一层反应，并形成氮化硼的一单层，而含氮反应气体是例如氮、氨水(ammonia，nh3)，或是氮与氢(h2)的一混合物。在一些实施例中，含氮气体是脉冲进入腔室一段时间，介于1秒到10秒之间，且在一流量介于每分钟50sccm到每分钟1000sccm之间。在一些实施例中，在含氮气体脉冲的流量是介于每分钟100sccm到每分钟300sccm之间。
229.在一些实施例中，当提供含氮反应气体到腔室时，亦可使用peald技术，从而通过使用等离子体离解反应气体来辅助形成硼-氮键的反应。在一些实施例中，在使用peald的情况下，是在一功率产生等离子体情况(plasma condition)，功率是介于50w到500w之间，更佳者，功率在100w到200w之间。
230.在一些实施例中，在脉冲含氮反应气体之后，再次将腔室净化一段适当时间，且重复循环直到氮化硼层的沉积已发生到所欲的厚度为止。
231.再者，如图13所示，依据一些实施例，移除硬遮罩层205位在硬遮罩柱207a与207b之间的一些部分，以形成硬遮罩部205a、205b，并获得位在相邻硬遮罩部(例如硬遮罩部205a与205b)之间的多个开口230。在一些实施例中，目标材料203是借由所述开口230而暴露。在一些实施例中，间隙子223a、223b、223c、223d是与目标材料203借由硬遮罩部205a、205b而分开设置。
232.接着，如图2所示，依据一些实施例，硬遮罩柱207a与207b、硬遮罩部205a与205b以及目标材料203是使用间隙子223a、223b、223c、223d当作一遮罩以进行蚀刻。其个别的步骤是绘示在如图6所示的制备方法20中的步骤s29。在一些实施例中，蚀刻制程是为一干蚀刻制程。
233.更特别地，在一些实施例中，是完全地移除硬遮罩柱207a、207b，借由蚀刻硬遮罩部205a、205b以形成硬遮罩结构205a1、205a2、205b1、205b2，且依据一些实施例，目标结构203a、203b是借由蚀刻目标材料203而设置在目标层203’上。此外，稍微地蚀刻间隙子223a、223b、223c、223d，以形成氮化硼间隙子223a’、223b’、223c’、223d’。应当理解，在蚀刻制程期间，相对于间隙子223a、223b、223c、223d的材料(例如氮化硼间隙子223a’、223b’、223c’、223d’的材料)，硬遮罩柱207a、207b的材料具有一高蚀刻选择性。
234.相对于间隙子223a、223b、223c、223d的材料，硬遮罩柱207a、207b具有一第一蚀刻选择性；相对于间隙子223a、223b、223c、223d的材料，硬遮罩部205a、205b的材料具有一第二蚀刻选择性；以及相对于间隙子223a、223b、223c、223d的材料，目标材料203的材料具有一第三蚀刻选择性。在一些实施例中，第一蚀刻选择性、第二蚀刻选择性以及第三蚀刻选择性是相互类似。
235.依据一些实施例，由于在蚀刻制程之前，硬遮罩柱207a、207b的各上表面是较高于目标材料203的上表面，所以在蚀刻制程之后，开口240是较深于所述开口270。因此，由于下层目标结构203a、203b所提供的支撑，所以氮化硼间隙子223a’、223b’、223c’、223d’可避免崩塌，而下层目标结构203a、203b是为从目标层203’突伸的u形结构。
236.再者，因为相较于在用于形成氮化硼间隙子223a’、223b’、223c’、223d’的蚀刻制程中的间隙子223a、223b、223c、223d，硬遮罩柱207a与207b、硬遮罩部205a与205b以及目标材料203具有高蚀刻选择性，所以氮化硼间隙子223a’、223b’、223c’、223d’可避免崩塌。
237.图14、图15、图16及图3为在形成半导体元件结构200b中依序的各中间阶段的剖视示意图。半导体元件结构200b是类似于或相同于半导体元件结构200a，除了以下差异之外：硬遮罩柱205a1、205a2、205b1、205b2并未形成在氮化硼间隙子223a’、223b’、223c’、223d’与目标结构203a、203b之间。
238.如图14所示，依据一些实施例，目标材料203设置在半导体基底201上，且硬遮罩柱207a、207b借由一蚀刻制程并使用光阻图案209a、209b当作一遮罩以设置在目标材料203上。其个别的步骤是绘示在如图6所示的制备方法20中的步骤s21、s23、s25。在一些实施例中，相较于图11的结构，图14的目标材料203并未被硬遮罩层205所覆盖。更特别地，依据一些实施例，硬遮罩层205并未形成在图14的结构中，且目标材料203是借由所述开口210而暴露。
239.接着，如图15所示，依据一些实施例，移除光阻图案209a、209b，且间隙子材料213是共形沉积在硬遮罩柱207a、207b的各上表面与各侧壁表面上，以及在目标材料203的上表面上，以便获得缩减的所述开口220。
240.如图16所示，依据一些实施例，移除间隙子材料213以形成间隙子223a、223b、223c、223d在硬遮罩柱207a、207b的各侧壁表面上。其个别的步骤是绘示在如图6所示的制备方法20中的步骤s27。在一些实施例中，相较于图13的结构，图16的间隙子223a、223b、223c、223d是直接接触目标材料203。
241.接着，如图3所示，依据一些实施例，使用间隙子223a、223b、223c、223d当作一遮罩以蚀刻硬遮罩柱207a、207b以及目标材料203，且稍微地蚀刻间隙子223a、223b、223c、223d，以形成氮化硼间隙子223a’、223b’、223c’、223d’。其个别的步骤是绘示在如图6所示的制备方法20中的步骤s29。
242.更特别地，依据一些实施例，在一些实施例中，是完全移除硬遮罩柱207a、207b，且目标层203’与位在目标层203’上的目标结构203a、203b是借由蚀刻目标材料203所形成。如上所述，依据一些实施例，相较于半导体元件结构200a，半导体元件结构200a的氮化硼间隙子223a’、223b’、223c’、223d’是直接接触目标结构203a、203b。
243.图7为依据本公开一些实施例一种半导体元件结构300的制备方法30的流程示意图，其中方法30包括步骤s31、s33、s35、s37以及s39。图7的步骤s31到s39是结合图17、图18、
图19、图20以及图4进行详细描述，其是为在形成半导体元件结构300中依序的各中间阶段的剖视示意图。
244.如图17所示，提供半导体基底301，且一目标材料303设置在半导体基底301上。半导体基底301与目标材料303的细节是类似于或相同于半导体基底201与目标材料203的细节，且在文中不再重复其描述。其个别的步骤是绘示在如图7所示的制备方法30中的步骤s31。
245.仍请参考图17，依据一些实施例，多个能量可移除图案305设置在目标材料303上。其个别的步骤是绘示在如图7所示的制备方法30中的步骤s33。在一些实施例中，所述能量可移除图案305具有一热可分解材料。在一些其他实施例中，所述能量可移除图案305具有一光可分解材料、一电子束可分解材料或其他可应用的能量可分解材料。尤其是，在一些实施例中，所述能量可移除图案305具有一基础材料以及一可分解成孔剂材料，而该可分解成孔剂材料是在暴露在一能量源(意即热源)时而被大致地移除。
246.在一些实施例中，基础材料包含氢倍半硅氧烷(hydrogen silsesquioxane，hsq)、甲基硅酸盐(methylsilsesquioxane，msq)、多孔聚芳醚(porous polyarylether，pae)、多孔silk(porous silk)或多孔氧化硅(porous sio2)，而可分解成孔剂材料包含一成孔剂有机化合物(porogen organic compound)，其是可提供孔隙率给原本被在接下来的制程的所述能量可移除图案305所占用的空间。
247.在一些实施例中，所述能量可移除图案305借由一沉积制程与一图案化制程所形成。沉积制程包括cvd、pvd、ald、旋转涂布或其他适合的制程，而用于形成所述能量可移除图案305的图案化制程可包括一微影(photolithography)制程以及一蚀刻制程。微影制程可包括光阻涂布(例如旋转涂布)、软烘烤(soft baking)、遮罩对准(mask aligning)、曝光、曝光后烘烤(post-exposure baking)、光阻显影、冲洗(rinsing)及干燥(drying)(例如：硬烘烤(hard baking))。蚀刻制程可包括一干蚀刻制程或一湿蚀刻制程。
248.在一些实施例中，目标材料203包含一热可分解材料、一光可分解材料、一电子束可分解材料或其他可应用的能量可分解材料。应当理解，依据一些实施例，目标材料203与所述能量可移除图案305包含相同材料或类似材料。
249.如图18所示，依据一些实施例，在所述能量可移除图案305形成之后，一间隙子材料307共形沉积在所述能量可移除图案305的各上表面与各侧壁表面上以及在目标材料303的上表面上。
250.在一些实施例中，间隙子材料307由氮化硼所制，而用于形成间隙子材料307的沉积制程包括cvd、pvd、ald、旋转涂布或其他适合的制程；较佳者，使用ald及/或peald技术。在一些实施例中，间隙子材料307的材料不同于所述能量可移除图案305的材料。应当理解，相对于间隙子材料307的材料，所述能量可移除图案305的材料具有一高蚀刻选择性。
251.接着，如图19所示，依据一些实施例，蚀刻间隙子材料307以形成间隙子307a、307b、307c、307d在所述能量可移除图案305的各侧壁表面上。其个别的步骤阐明在如图7所示的制备方法30的步骤s35中。在一些实施例中，蚀刻制程为一非等向性蚀刻制程，其是垂直地移除间隙子材料307在所有位置的相同数量，并余留下间隙子307a、307b、307c、307d在所述能量可移除图案305的各侧壁表面上。在一些实施例中，蚀刻制程为一干蚀刻制程。
252.在一些实施例中，该元件是置放在一反应腔室中，较佳者，其是加热到一温度，该
温度是介于100℃到500℃之间，且一腔室压力是介于0.5torr到10torr之间。更佳者，该温度是介于300℃到400℃之间，且该腔室压力是介于0.5torr到3torr之间。
253.在一些实施例中，一硼前驱气体或是以一惰性气体稀释的一前驱气体是脉冲进入腔室，该硼前驱气体是例如以下其中一或多个：三氯化硼(boron trichloride，bcl3)、三甲基硼(trimethylboron，b(ch3)3)、乙硼烷(diborane，b2h6)、三溴化硼(boron tribromide，bbr3)，而惰性气体是例如氦(he)或氩(ar)，其是允许形成一单层(monolayer)或小于一单层在元件的各暴露表面(意即栅极堆叠、硬遮罩、半导体本体以及若存在的话，包括衬垫层的各表面)。在一些实施例中，将硼前驱物脉冲一段时间，是介于2秒到30秒，而其一流量是从每分钟50标准立方公分(standard cubic centimeter，sccm)到每分钟1000sccm。在一些实施例中，硼前驱物脉冲进入腔室中的流量是介于每分钟100sccm到每分钟500sccm。
254.在一些实施例中，在硼前驱物脉冲进入腔室中之后，以一惰性气体净化腔室，例如氮气(n2)、氩气(ar)或氦气(he)，需要一定的时间(例如30秒)从腔室中移除副产物和所有未反应的物质。
255.在一些实施例中，然后，一含氮反应气体是脉冲进入沉积腔室，以与第一层反应，并形成氮化硼的一单层，而含氮反应气体是例如氮、氨水(ammonia，nh3)，或是氮与氢(h2)的一混合物。在一些实施例中，含氮气体是脉冲进入腔室一段时间，介于1秒到10秒之间，且在一流量介于每分钟50sccm到每分钟1000sccm之间。在一些实施例中，在含氮气体脉冲的流量是介于每分钟100sccm到每分钟300sccm之间。
256.在一些实施例中，当提供含氮反应气体到腔室时，亦可使用peald技术，从而通过使用等离子体离解反应气体来辅助形成硼-氮键的反应。在一些实施例中，在使用peald的情况下，是在一功率产生等离子体情况(plasma condition)，功率是介于50w到500w之间，更佳者，功率在100w到200w之间。
257.在一些实施例中，在脉冲含氮反应气体之后，再次将腔室净化一段适当时间，且重复循环直到氮化硼层的沉积已发生到所欲的厚度为止。
258.如图20所示，依据一些实施例，间隙子307a、307b、307c、307d形成之后，形成一介电层309以围绕所述能量可移除图案305以及间隙子307a、307b、307c、307d。其个别的步骤阐明在如图7所示的制备方法30的步骤s37中。
259.在一些实施例中，介电层309包括下列材料：氧化硅、碳化硅、氮化硅、氮氧化硅、一或多个适合的介电材料或其组合。在一些实施例中，介电层309的材料不同于间隙子307a、307b、307c、307d的材料。应当理解，相对于间隙子307a、307b、307c、307d的材料，介电层309的材料具有一高蚀刻选择性。
260.在一些实施例中，介电层309包含一热可分解材料、一光可分解材料、一电子束可分解材料或其他可应用的能量可分解材料。应当理解，依据一些实施例，介电层309与所述能量可移除图案305包含相同材料或类似材料。
261.在一些实施例中，介电层309借由一沉积制程与一接续的平坦化制程所形成。沉积制程可为cvd、pvd、ald、旋转涂布或其他可应用的制程，而平坦化制程可为一化学机械研磨(cmp)制程。
262.接着，如图21所示，依据一些实施例，所述能量可移除图案305、介电层309与目标材料303使用氮化硼间隙子307a、307b、307c、307d当作一遮罩进行蚀刻。其个别的步骤阐明
在如图7所示的制备方法30的步骤s39中。在一些实施例中，蚀刻制程为一干蚀刻制程。在一些实施例中，请参考图21，氮化硼间隙子307a’与氮化硼间隙子307b’大致以位在氮化硼间隙子307a’与氮化硼间隙子307b’之间的中间线ml而对称设置。
263.在一些实施例中，请参考图21，在剖视图中，氮化硼间隙子307a’与氮化硼间隙子307b’分别在最高点tp1与最高点tp2具有一圆凸(rounding)上表面。在一些实施例中，请参考图21，氮化硼间隙子307a’具有一内表面308i以及一外表面308o，在剖视图中，内表面308i面向中间线ml，外表面308o面向相对侧，内表面308i大致为一非弯曲(non-curved)表面，外表面308o大致为一弯曲表面，内表面308i的曲率(curvature)是较小于外表面308o的曲率。
264.在一些实施例中，请参考图21，目标结构303a具有一上表面304a，其是具有一第一上宽度，氮化硼间隙子307a’具有下表面308b1，其是具有一第一下宽度，上表面304a接触下表面308b1，且第一上宽度大致相同于第一下宽度。在一些实施例中，请参考图21，目标结构303b具有一上表面304b，其是具有一第二上宽度，氮化硼间隙子307b’具有下表面308b2，其是具有一第二下宽度，上表面304b接触下表面308b2，且第二上宽度大致相同于第二下宽度。
265.在一些实施例中，请参考图21，所述开口310具有相同的宽度w1，且目标结构303a、303b、303c、303d具有相同宽度w2。在一些实施例中，宽度w1被设计相同于宽度w2，例如相同空间与图案。在一些实施例中，半导体元件结构300具有一膜结构(在图式中未示)，位在半导体基底301上。在一些实施例中，目标结构303a、303b、303c、303d形成在膜结构上，当成是多个微图案，其是可被用来当作在接下来的制造流程中的一硬遮罩，而接下来的制造流程是用以图案化在膜结构中的所述对应微图案。
266.在一些实施例中，依据一些实施例，是完全移除所述能量可移除图案305，且目标结构303a、303b、303c、303d可借由蚀刻穿过目标材料303而形成。此外，是稍微蚀刻间隙子307a、307b、307c、307d，以形成氮化硼间隙子307a’、307b’、307c’、307d’。应当理解，在蚀刻期间，相对于间隙子307a、307b、307c、307d的材料(例如间隙子元件307a’、307b’、307c’、307d’的材料)，所述能量可移除图案305的材料具有一高蚀刻选择性。
267.相对于间隙子307a、307b、307c、307d的材料，所述能量可移除图案305的材料具有一第一蚀刻选择性；相对于间隙子307a、307b、307c、307d的材料，介电层309的材料具有一第二蚀刻选择性；且相对于间隙子307a、307b、307c、307d的材料，目标材料303的材料具有一第三蚀刻选择性。在一些实施例中，第一蚀刻选择性、第二蚀刻选择性以及第三蚀刻选择性是相互类似。
268.由于相对于间隙子307a、307b、307c、307d，所述能量可移除图案305、介电层309以及目标材料303在用于形成氮化硼间隙子307a’、307b’、307c’、307d’的蚀刻制程中具有一高蚀刻选择性，所以蚀刻制程可以一直进行到半导体基底301的上表面301t，同时避免氮化硼间隙子307a’、307b’、307c’、307d’的塌陷。
269.本公开的一实施例提供一种半导体元件结构。该半导体元件结构具有一第一内间隙子元件，设置在一半导体基底的一上表面上。该第一内间隙子元件具有一第一部分、一第二部分以及一第三部分，而该第三部分位在该第一部分与该第二部分之间。该第一部分的一高度与该第二部分的一高度是较小于该第三部分的一高度，而该第一部分的一宽度是随
着该第一部分朝向该半导体基底的该上表面延伸而连续增加。该半导体元件结构亦具有氮化硼的一第一外间隙子元件，设置在该第一内间隙子元件的该第二部分上。
270.在一些实施例中，该第一内间隙子元件的该第一部分具有一第一侧、一第二侧以及一外表面，该第一侧邻接该第三部分的一第一侧壁表面的一下部，该第二侧邻接该半导体基底的该上表面，该外表面连接到该第一侧与该第二侧。该外表面具有一凸形形状。在一些实施例中，该第一外间隙子元件邻接该第三部分的一第二侧壁表面，而该第一外间隙子元件与该半导体基底的该上表面是借由该第二部分而分开设置。在一些实施例中，该第一内间隙子元件为一应力压缩膜(stress-compression film)。在一些实施例中，该第一内间隙子元件为一应力压缩膜，而该第一外间隙子元件为一应力延伸膜(stress-extension film)。在一些实施例中，该半导体元件结构还具有一第二内间隙子元件以及氮化硼的一第二外间隙子元件。该第二内间隙子元件设置在该半导体基底的该上表面上，而该第二内间隙子元件具有一第四部分、一第五部分以及一第六部分，该第六部分位在该第四部分与该第五部分之间。该第四部分的一宽度随着该第四部分朝向该半导体基底的该上表面延伸而连续增加，而该第四部分是位在该第六部分与该第一内间隙子元件的该第一部分之间。该第二外间隙子元件设置在该第二内间隙子元件的该第五部分上。在一些实施例中，该第二内间隙子元件的该第四部分与该第一内间隙子元件的该第一部分分开设置。
271.本公开的另一实施例提供一种半导体元件结构。该半导体元件结构包括一目标层，设置在一半导体基底上；以及一第一目标结构，设置在该目标层上。该第一目标结构具有一第一部分、一第二部分以及一第三部分，该第三部分是连接到该第一部分与该第二部分。该第一部分的一高度与该第二部分的一高度是较大于该第三部分的一高度。该半导体元件结构亦具有一第一氮化硼间隙子，设置在该第一目标结构的该第一部分上；以及一第二氮化硼间隙子，设置在该第一目标结构的该第二部分上。
272.在一些实施例中，该第一目标结构与该目标层是由相同材料所制，而该第一氮化硼间隙子与该第二氮化硼间隙子是由相同材料所制。在一些实施例中，在剖视图中，该第一氮化硼间隙子的一最高点是位在该第一部分的一中心线与该第二部分的一中心线之间。在一些实施例中，在剖视图中，该第二氮化硼间隙子的一最高点是位在该第一部分的该中心线与该第二部分的该中心线之间。在一些实施例中，该半导体元件结构还包括一第二目标结构、一第三氮化硼间隙子以及一第四氮化硼间隙子。该第二目标结构设置在该目标层上。该第二目标结构具有一第四部分、一第五部分以及一第六部分，而该第六部分连接到该第四部分与该第五部分，且该第四部分、该第五部分与该第六部分形成一u形结构。该第三氮化硼间隙子设置在该第二目标结构的该第四部分上，而该第四氮化硼间隙子设置在该第二目标结构的该第五部分上。在一些实施例中，在剖视图中，该第三氮化硼间隙子位在该第二氮化硼间隙子与该第四氮化硼间隙子之间，而该第三氮化硼间隙子的一最高点位在该第四部分的一中心线与该第五部分的一中心线之间。在一些实施例中，位在该第二氮化硼间隙子与该第三氮化硼间隙子之间的唷第一开口，是较深于位在该第一氮化硼间隙子与该第二氮化硼间隙子之间的一第二开口。在一些实施例中，该半导体元件结构还包括一硬遮罩结构，形成在该第一氮化硼间隙子与该第一目标结构的该第一部分之间，而相对于该第一氮化硼间隙子，该硬遮罩具有一高蚀刻选择性。
273.本公开的一实施例提供一种半导体元件结构。该半导体元件结构包括一第一目标
结构以及一第二目标结构，设置在一半导体基底上。该半导体元件结构亦具有一第一氮化硼间隙子，设置在该第一目标结构上，其中在剖视图中，该第一氮化硼间隙子的一最高点位在该第一目标结构的一中心线与该第二目标结构的一中心线之间。
274.在一些实施例中，该半导体元件结构还包括一第二氮化硼间隙子，设置在该第二目标结构上，其中在剖视图中，该第二氮化硼间隙子的一最高点位在该第一目标结构的该中心线与该第二目标结构的该中心线之间。在一些实施例中，相对于该第一氮化硼间隙子，该第一目标结构具有一高蚀刻选择性。在一些实施例中，该第一目标结构与该第二目标结构是由一热可分解材料、一光可分解材料或一电子束可分解材料所制。在一些实施例中，该半导体基底的一上表面是暴露在该第一目标结构与该第二目标结构之间。
275.提供有一半导体元件结构及其制备方法的一些实施例。该半导体元件的制备方法可包括底切一光阻图案在一半导体基底上，以及形成一内间隙子元件在该光阻图案的一侧壁表面上。该内间隙子元件具有延伸进入该光阻图案的一凹陷(例如该底切区)的一部分，以形成一基脚(footing)，且该内间隙子元件的该部分的一宽度是随着该部分向该半导体基底的延伸而连续增加。因此，该内间隙子元件可避免在该光阻图案移除之后的塌陷。
276.虽然已详述本公开及其优点，然而应理解可进行各种变化、取代与替代而不脱离权利要求所定义的本公开的精神与范围。例如，可用不同的方法实施上述的许多制程，并且以其他制程或其组合替代上述的许多制程。
277.再者，本技术案的范围并不受限于说明书中所述的制程、机械、制造、物质组成物、手段、方法与步骤的特定实施例。该技艺的技术人士可自本公开的揭示内容理解可根据本公开而使用与本文所述的对应实施例具有相同功能或是达到实质上相同结果的现存或是未来发展的制程、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤。据此，此等制程、机械、制造、物质组成物、手段、方法、或步骤是包含于本技术案的权利要求内。