專利名稱：制造快閃存儲(chǔ)器件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造快閃存儲(chǔ)器件的方法。更特別地，本發(fā)明涉及一種制造NAND型快閃存儲(chǔ)器件的方法，其中依據(jù)圖案密度分開(kāi)實(shí)施溝槽形成工藝及壁氧化物膜形成工藝，并以不同厚度形成壁氧化物膜，以此方式防止了壁氧化工藝中因隧道氧化物膜的微笑現(xiàn)象(smiling phenomenon)造成的壁氧化物膜厚度的增加。
背景技術(shù)：
0.07微米以下的NAND型快閃存儲(chǔ)器件中的隔離膜的形成工藝中所要考慮的最重要因素可包括倚靠浮置柵的隧道氧化物膜的膜品質(zhì)的確保及對(duì)準(zhǔn)方法?；诖四康模诂F(xiàn)有技術(shù)中，首先使用多晶硅膜來(lái)確保下柵極輪廓，然后實(shí)施一元件隔離工藝以確保該隧道氧化物膜的膜品質(zhì)。以自對(duì)準(zhǔn)方式形成隔離膜及浮置柵。
將在下面簡(jiǎn)略描述制造快閃存儲(chǔ)器件的此方法。在一半導(dǎo)體襯底上依序形成一隧道氧化物膜、一多晶硅膜及一硬掩模膜。使用利用隔離掩模的光刻工藝及蝕刻工藝來(lái)圖案化該硬掩模膜。接下來(lái)，使用該圖案化的硬掩模膜作為掩模來(lái)蝕刻該多晶硅膜及該隧道氧化物膜，然后以一給定深度來(lái)蝕刻該半導(dǎo)體襯底，因而形成一溝槽。當(dāng)在該溝槽中形成壁氧化物膜及襯墊氧化物膜之后，使用氧化物膜來(lái)掩埋該溝槽，因而形成一隔離膜。之后，在去除該硬掩模膜后，形成及然后圖案化多晶硅膜，從而形成浮置柵。
在上述工藝中，該溝槽形成工藝及該壁氧化物膜形成工藝同時(shí)在單元區(qū)域及周邊電路區(qū)域中實(shí)施，而不管圖案密度如何。再者，該壁氧化工藝是一必須適當(dāng)?shù)丶俺浞值貙?shí)施的工藝，以改善ISB故障及圓丘特性(humpcharacteristics)并去除用以形成該溝槽的干蝕刻中該半導(dǎo)體襯底的表面損害所造成的漏電電流。因此，壁氧化物膜必須根據(jù)該圖案密度為粗略(coarse)的區(qū)域以充分厚度來(lái)形成。然而，如果該壁氧化物膜根據(jù)該圖案密度為粗略的區(qū)域(特別是具有大柵極尺寸的周邊電路區(qū)域)來(lái)形成，則在圖案密度緊密的區(qū)域(特別是該柵極的尺寸變小的單元區(qū)域)中該壁氧化工藝會(huì)產(chǎn)生該隧道氧化物膜的側(cè)面微笑現(xiàn)象(side smiling phenomenon)。因此，會(huì)有該隧道氧化物膜的厚度增加且該隧道氧化物膜的膜品質(zhì)下降的問(wèn)題。在藉由后續(xù)工藝形成介電膜之后，此問(wèn)題在退火工藝及再氧化工藝中會(huì)變得更嚴(yán)重。隧道氧化物膜的厚度的增加會(huì)造成讀取及寫入操作的失敗，讀取及寫入操作是NAND型快閃存儲(chǔ)器件的最基本的器件特性。
熱處理造成的隧道氧化物膜的厚度的增加對(duì)具有較小柵極尺寸的器件具有較大影響。再者，如果該浮置柵的尺寸小于該有源區(qū)的尺寸，則隨著隧道效應(yīng)并入該微笑效應(yīng)，該隧道氧化物膜的厚度會(huì)進(jìn)一步增加。

發(fā)明內(nèi)容
因此，鑒于上述問(wèn)題提出本發(fā)明，且本發(fā)明的一目的在于提供一種制造快閃存儲(chǔ)器件的方法，其中可防止壁氧化工藝造成的隧道氧化物膜的厚度的增加，從而提高器件的可靠度。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種制造快閃存儲(chǔ)器件的方法，其中依據(jù)圖案密度分開(kāi)實(shí)施溝槽形成工藝及壁氧化物膜形成工藝并以不同厚度形成壁氧化物膜，以此方式可防止壁氧化工藝造成的隧道氧化物膜的厚度的增加，從而提高該器件的可靠度。
為了達(dá)成上述目的，依據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，提供一種制造快閃存儲(chǔ)器件的方法，其包括步驟依序在一半導(dǎo)體襯底上形成一隧道氧化物膜、一多晶硅膜及一硬掩模膜，其中在該半導(dǎo)體襯底中界定有一第一區(qū)域及一第二區(qū)域；蝕刻在該第二區(qū)域中的該硬掩模膜、該多晶硅膜及該隧道氧化物膜的一預(yù)定區(qū)域，然后以一給定深度蝕刻該半導(dǎo)體襯底以形成第一溝槽；在該第一溝槽上形成第一壁氧化物膜；在整個(gè)表面上形成第一絕緣膜，以便掩埋該第一溝槽；蝕刻在該第一區(qū)域中的該硬掩模膜、該多晶硅膜及該隧道氧化物膜的一預(yù)定區(qū)域，然后以一給定深度蝕刻該半導(dǎo)體襯底以形成第二溝槽；在該第二溝槽上形成第二壁氧化物膜；在整個(gè)表面上形成第二絕緣膜，以便掩埋該第二溝槽；以及拋光該第一及第二絕緣膜，然后去除該硬掩模膜。
該第一區(qū)域是圖案密度緊密的區(qū)域，該第二區(qū)域是圖案密度為粗略的區(qū)域。
該第一區(qū)域是單元區(qū)域，該第二區(qū)域是周邊電路區(qū)域。
該第一區(qū)域是柵極尺寸小的區(qū)域，該第二區(qū)域是柵極尺寸大的區(qū)域。
該第一壁氧化物膜形成來(lái)比該第二壁氧化物膜厚。
該第一壁氧化物膜形成為30-60厚，該第二壁氧化物膜形成為10-30厚。
該第一及第二壁氧化物膜在750-850℃的溫度，通過(guò)干式氧化工藝形成。
該第一及第二絕緣膜包括高密度等離子體(HDP)氧化物膜。
依據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種制造快閃存儲(chǔ)器件的方法，其中在一半導(dǎo)體襯底上的一預(yù)定區(qū)域中形成溝槽；在溝槽上形成壁氧化物膜；以及以絕緣膜來(lái)掩埋溝槽，其中，溝槽依據(jù)圖案密度通過(guò)不同工序形成，且壁氧化物膜以不同厚度形成。
在圖案密度為粗略的區(qū)域中所形成的壁氧化物膜比在該圖案密度為緊密的區(qū)域中所形成的壁氧化物膜厚。


圖1A至1F是剖面圖，依序顯示用以實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的制造快閃存儲(chǔ)器件的方法的工藝步驟。
附圖標(biāo)記說(shuō)明11 半導(dǎo)體襯底12 隧道氧化物膜13 多晶硅膜 14 硬掩模膜15 第一光致抗蝕劑膜 16 第一壁氧化物膜17 第一絕緣膜18 第二光致抗蝕劑膜19 第二壁氧化物膜20 第二絕緣膜具體實(shí)施方式
現(xiàn)在，將配合附圖來(lái)描述依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1A至1F是剖面圖，依序顯示用以實(shí)施依據(jù)本發(fā)明的制造快閃存儲(chǔ)器件的方法的工藝步驟。
參考圖1A，在一半導(dǎo)體襯底11上依序形成隧道氧化物膜12、多晶硅膜13及硬掩模膜14，該半導(dǎo)體襯底中界定有圖案密度緊密的區(qū)域A及圖案密度粗略的區(qū)域B。然后，形成第一光致抗蝕劑膜15。此時(shí)，圖案密度緊密的區(qū)域A是柵極尺寸小的單元區(qū)域，圖案密度粗略的區(qū)域B是柵極尺寸大的周邊電路區(qū)域。接下來(lái)，圖案化圖案密度粗略的區(qū)域B中的第一光致抗蝕劑膜15。
參考圖1B，使用圖案密度粗略的區(qū)域B中的圖案化的第一光致抗蝕劑膜15作為掩模來(lái)蝕刻該硬掩模膜14、該多晶硅膜13及該隧道氧化物膜12，因而暴露該半導(dǎo)體襯底11。然后，以一給定深度藉由一蝕刻工藝來(lái)蝕刻該半導(dǎo)體襯底11，因而形成第一溝槽。在去除該第一光致抗蝕劑膜15之后，藉由氧化工藝在該第一溝槽上形成第一壁氧化物膜16，然后形成一襯墊氧化物膜(未顯示)。
此時(shí)，該第一壁氧化物膜16在750至850℃的一溫度藉由一干式氧化工藝形成至30-60厚。之后，形成第一絕緣膜17，例如HDP(高密度等離子體)氧化物膜，從而掩埋該第一溝槽。此時(shí)，即使藉由壁氧化工藝，也不會(huì)在圖案密度粗略的區(qū)域B中產(chǎn)生隧道氧化物膜12的微笑現(xiàn)象(smilingphenomenon)。因此，不會(huì)增加隧道氧化物膜12的厚度。同時(shí)，當(dāng)形成該第一絕緣膜17，從而掩埋圖案密度粗略的區(qū)域B中的第一溝槽時(shí)，會(huì)以一給定厚度在圖案密度緊密的區(qū)域A中的硬掩模膜14上形成該第一絕緣膜17。
參考圖1C，在第二光致抗蝕劑膜18形成在整個(gè)表面上之后，圖案化區(qū)域A中的第二光致抗蝕劑膜18，在區(qū)域A中圖案密度緊密且柵極尺寸小。
參考圖1D，使用圖案化的第二光致抗蝕劑膜18作為掩模，蝕刻圖案密度緊密的區(qū)域A中的該第一絕緣膜17、該硬掩模膜14、該多晶硅膜13及該隧道氧化物膜12，從而暴露該半導(dǎo)體襯底11。然后，通過(guò)蝕刻工藝以一給定深度蝕刻該半導(dǎo)體襯底11，因而形成一第二溝槽。在去除該第二光致抗蝕劑膜18之后，借助一氧化工藝在圖案密度緊密的區(qū)域A中的第二溝槽上形成第二壁氧化物膜19，然后形成襯墊氧化物膜(未顯示)。此時(shí)，優(yōu)選的是，圖案密度緊密的區(qū)域A中的第二溝槽上形成的第二壁氧化物膜19具有比圖案密度粗略的區(qū)域B中的第一溝槽上形成的第一壁氧化物膜16薄的厚度。例如，該第二壁氧化物膜19在750至850℃的一溫度藉由一干式氧化工藝形成至10-30厚。再者，形成一第二絕緣膜20，例如HDP氧化物膜，從而掩埋該第二溝槽。
參考圖1E，通過(guò)CMP(化學(xué)機(jī)械拋光)來(lái)拋光該第一絕緣膜17及該第二絕緣膜20，然后通過(guò)使用磷酸(H3PO4)溶液的濕式蝕刻工藝來(lái)去除該硬掩模膜14。
參考圖1F，蝕刻該第一及第二絕緣膜17和20至不暴露該隧道氧化物膜12的厚度，因而形成一隔離膜。
如上所述，依據(jù)本發(fā)明，根據(jù)圖案密度分開(kāi)實(shí)施溝槽形成工藝及壁氧化物膜形成工藝，并以不同厚度形成壁氧化物膜。因此，可防止壁氧化工藝所造成的隧道氧化物膜的微笑現(xiàn)象導(dǎo)致的壁氧化物膜厚度的增加，因而可改善器件的可靠度。
雖然已經(jīng)參照優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了上述說(shuō)明，但是可了解的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明及所附權(quán)利要求的精神及范圍的情況下可實(shí)施對(duì)本發(fā)明的變更及修改。
權(quán)利要求
1.一種制造快閃存儲(chǔ)器件的方法，包括步驟在半導(dǎo)體襯底上順序形成隧道氧化物膜、多晶硅膜及硬掩模膜，其中在該半導(dǎo)體襯底中界定有第一區(qū)域和第二區(qū)域；蝕刻該第二區(qū)域中的該硬掩模膜、該多晶硅膜及該隧道氧化物膜的一預(yù)定區(qū)域，然后以一給定深度蝕刻該半導(dǎo)體襯底，從而形成第一溝槽；在該第一溝槽上形成第一壁氧化物膜；在整個(gè)表面上形成第一絕緣膜，從而掩埋該第一溝槽；蝕刻該第一區(qū)域中的該硬掩模膜、該多晶硅膜及該隧道氧化物膜的一預(yù)定區(qū)域，然后以一給定深度蝕刻該半導(dǎo)體襯底，從而形成第二溝槽；在該第二溝槽上形成第二壁氧化物膜；在整個(gè)表面上形成第二絕緣膜，從而掩埋該第二溝槽；以及拋光該第一和第二絕緣膜，然后去除該硬掩模膜。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一區(qū)域是圖案密度緊密的區(qū)域，該第二區(qū)域是圖案密度粗略的區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一區(qū)域是單元區(qū)域，該第二區(qū)域是周邊電路區(qū)域。
4.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一區(qū)域是柵極尺寸小的區(qū)域，該第二區(qū)域是柵極尺寸大的區(qū)域。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一壁氧化物膜形成為比該第二壁氧化物膜厚。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一壁氧化物膜形成至30-60厚，該第二壁氧化物膜形成至10-30厚。
7.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一和第二壁氧化物膜在750至850℃范圍內(nèi)的一溫度通過(guò)干式氧化工藝所形成。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其中該第一和第二絕緣膜包括高密度等離子體氧化物膜。
9.一種制造快閃存儲(chǔ)器件的方法，其中在半導(dǎo)體襯底上的預(yù)定區(qū)域中形成溝槽，在所述溝槽上形成壁氧化物膜，以及以絕緣膜來(lái)掩埋所述溝槽，其中，所述溝槽根據(jù)圖案密度通過(guò)不同工序形成，且所述壁氧化物膜以不同厚度形成。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中所述壁氧化物膜在圖案密度粗略的區(qū)域中比在圖案密度緊密的區(qū)域中形成得更厚。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造快閃存儲(chǔ)器件的方法。依據(jù)本發(fā)明，根據(jù)圖案密度分開(kāi)實(shí)施溝槽形成工藝及壁氧化物膜形成工藝，并以不同厚度形成壁氧化物膜。因此，可防止壁氧化工藝中因隧道氧化物膜的微笑現(xiàn)象所造成的壁氧化物膜的厚度的增加，并因而可改善器件的可靠度。
文檔編號(hào)H01L21/8246GK1770428SQ200510072680
公開(kāi)日2006年5月10日 申請(qǐng)日期2005年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年10月25日
發(fā)明者楊麟權(quán) 申請(qǐng)人:海力士半導(dǎo)體有限公司