專利名稱：在sonos技術(shù)中提升自對準(zhǔn)孔模塊工藝窗口的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體集成電路制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前比較先進(jìn)SONOS(硅氮氧化物硅)自對準(zhǔn)空模塊的膜層結(jié)構(gòu)通常由未攙雜氧化膜，磷酸玻璃組成(圖2)。其優(yōu)點在于通過引入磷酸玻璃這種特殊的金屬前介電質(zhì)和特殊的干法刻蝕工藝，使其具有磷酸玻璃對未攙雜氧化膜的高選擇比，省略掉了傳統(tǒng)工藝中所必須的氮化物刻蝕阻擋層，從而進(jìn)一步的縮小了芯片面積，提高了產(chǎn)品的集成度。但是這種結(jié)構(gòu)所帶來的"花苞狀外殼"給整個工藝模塊帶來了極大的挑戰(zhàn)。為了滿足需求必須對其他的重要工藝步驟如金屬柵尺寸，側(cè)墻介質(zhì)膜厚，金屬前介電質(zhì)厚度，自對準(zhǔn)空尺寸等進(jìn)行非?？量痰墓に嚳刂?。顯然要提高整個模塊的工藝窗口是非常具有挑戰(zhàn)性的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)和方法，避免由于磷酸玻璃作為PMD層間膜介質(zhì)時所引入的"花苞狀外殼"(f lower pattern)所帶來的一系列工藝難點，從而大大提升整個模塊的工藝窗口。 為了解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種在SONOS技術(shù)中提升自對準(zhǔn)孔模塊工藝窗口的結(jié)構(gòu)，包括淺溝道隔離和自對準(zhǔn)孔刻蝕(SACE)兩個模塊的膜層結(jié)構(gòu)，采用未攙雜氧化膜作為層間膜介質(zhì)，采用磷酸玻璃作為場區(qū)隔離介質(zhì)。 因為本發(fā)明采用未攙雜氧化膜作為PMD層間膜介質(zhì)，采用磷酸玻璃作為場區(qū)隔離介質(zhì)，引入氧化膜加上氮化膜來消除磷酸玻璃中的P元素外擴(kuò)散對器件的影響，同時利用特殊的刻蝕工藝使得在進(jìn)行自對準(zhǔn)孔刻蝕時具有未攙雜氧化膜對磷酸玻璃的高選擇比。這樣一來可以避免由于磷酸玻璃作為PMD層間膜介質(zhì)時所引入的"花苞狀外殼"(flowerpattern)所帶來的一系列工藝難點，從而大大提升整個模塊的工藝窗口 。


下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。圖1是本發(fā)明實施例第一步的示意圖；圖2是本發(fā)明實施例第二步的示意圖；圖3是本發(fā)明實施例第三步的示意圖；圖4是本發(fā)明實施例第四步的示意圖；圖5是本發(fā)明實施例第五步的示意圖；圖6是本發(fā)明實施例第六步的示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的核心步驟為采用未攙雜氧化膜作為金屬前介電質(zhì)層間膜介質(zhì)，采用磷酸
3玻璃作為場區(qū)隔離介質(zhì)，引入氧化膜加氮化膜來消除磷酸玻璃中P元素外擴(kuò)散對器件的影響，同時利用特殊的刻蝕工藝使得在進(jìn)行自對準(zhǔn)孔刻蝕時具有未攙雜氧化膜對淺溝道隔離STI磷酸玻璃的高選擇比。這樣一來可以避免由于磷酸玻璃作為金屬前介電質(zhì)層間膜介質(zhì)時所引入的花苞狀外殼(flower pattern)所帶來的一系列工藝難點，從而大大提升整個模塊的工藝窗口。 本發(fā)明的主要工藝流程(膜層結(jié)構(gòu)和干法刻蝕工藝)包括第一步，在傳統(tǒng)淺溝道隔離工藝長完第一層氧化物膜之后再生長一層氮化膜，作為防止后續(xù)磷酸玻璃的P元素擴(kuò)散阻擋層；第二步，采用磷酸玻璃作為高密度等離子體化學(xué)氣相沉積的材料，形成磷酸玻璃場區(qū)隔離；第三步，在前道工藝完成之后在硅片上淀積一層未攙雜氧化膜作為層間膜介質(zhì)；第四步，進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光，到達(dá)一定的厚度；第五步，利用光刻做出接觸孔的圖形；第六步，利用特殊的干法工藝刻蝕自對準(zhǔn)孔(具有未攙雜氧化膜對磷酸玻璃高選擇比)。
所述未攙雜氧化膜層間膜介質(zhì)，可以通過腔體淀積或是擴(kuò)散爐生成獲得的未攙雜氧化膜。所述磷酸玻璃可以通過薄膜淀積方法獲得。所述干法刻蝕工藝關(guān)鍵特征主刻蝕具有磷酸玻璃對未攙雜氧化膜的高選擇比，其主要工藝參數(shù)為
(1)上部電源功率0 2000w ;
(2)偏轉(zhuǎn)功率:0 2000w ;
(3)壓力:0 200mT ;
(4)氬氣0 500sccm ;
(5)氧氣0 500sccm ; (6)具有高選擇比的碳氟系氣體0 500sccm ;
(7)具有高選擇比的碳氟氫系氣體0 500sccm
(8)靜電吸附盤(ESC)背部氦氣壓力0 20T。 所述高選擇比的碳氟系氣體可以包括C4F8或C4F6或C5F8。所述具有高選擇比的
碳氟氫系氣體可以包括F135。所述氧化膜加氮化膜可以通過薄膜淀積方法獲得。 采用本發(fā)明中的新型工藝流程，使磷酸玻璃和未攙雜氧化膜的角色互換，采用未
攙雜氧化膜作為金屬前介電質(zhì)，磷酸玻璃作為場區(qū)隔離介質(zhì)，同時引入具有未攙雜氧化膜
對磷酸玻璃高選擇比的刻蝕工藝。為了防止磷酸玻璃作為場區(qū)隔離介質(zhì)是P元素的擴(kuò)散析
出，再淺溝道隔離STI模塊引入氧化膜加氮化膜工藝，即采用氧化膜加上氮化膜，從而進(jìn)行
有效的隔離。新工藝的優(yōu)點在于，一)使用未攙雜氧化膜作為金屬前介電質(zhì)材料則完全規(guī)
避了磷酸玻璃引入的花苞狀外殼現(xiàn)象，從而在根本上解決了由花苞狀外殼帶來的模塊工藝
難點，大大提升了整個模塊的工藝窗口。 二)新工藝的金屬前介電質(zhì)結(jié)構(gòu)更加簡單，提高工
藝產(chǎn)能。
權(quán)利要求
一種在SONOS技術(shù)中提升自對準(zhǔn)孔模塊工藝窗口的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟一、在淺溝道隔離工藝長完第一層氧化物膜之后再生長一層氮化膜，作為防止后續(xù)磷酸玻璃的磷元素擴(kuò)散阻擋層，淀積一層磷酸玻璃后進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光；步驟二、采用磷酸玻璃作為高密度等離子體化學(xué)氣相沉積的材料，形成磷酸玻璃場區(qū)隔離利用光刻做出接觸孔的圖形；步驟三、在前道工藝完成之后在硅片上淀積一未攙雜氧化膜作為層間膜介質(zhì)；步驟四、進(jìn)行化學(xué)機(jī)械拋光；步驟五、利用光刻做出接觸孔的圖形；步驟六、利用具有未攙雜氧化膜對磷酸玻璃高選擇比的干法工藝刻蝕自對準(zhǔn)孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在S0N0S技術(shù)中提升自對準(zhǔn)孔模塊工藝窗口的方法，其特征 在于，所述未攙雜氧化膜層間膜介質(zhì)，通過腔體淀積或是擴(kuò)散爐生成獲得的未攙雜氧化膜。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在S0N0S技術(shù)中提升自對準(zhǔn)孔模塊工藝窗口的方法，其特征 在于，所述磷酸玻璃通過薄膜淀積方法獲得。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在S0N0S技術(shù)中提升自對準(zhǔn)孔模塊工藝窗口的方法，其特征 在于，所述干法刻蝕工藝關(guān)鍵特征主刻蝕具有磷酸玻璃對未攙雜氧化膜的高選擇比，其主 要工藝參數(shù)為(1) 上部電源功率0 2000W ;(2) 偏轉(zhuǎn)功率:0 2000w ;(3) 壓力:0 200mT ;(4) 氬氣0 500sccm ;(5) 氧氣0 500sccm ;(6) 具有高選擇比的碳氟系氣體0 500sccm ;(7) 具有高選擇比的碳氟氫系氣體0 500sccm;(8) 靜電吸附盤背部氦氣壓力0 20T。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在S0N0S技術(shù)中提升自對準(zhǔn)孔模塊工藝窗口的方法，其特征 在于，所述高選擇比的碳氟系氣體包括C4F8或C4F6或C5F8。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在SONOS技術(shù)中提升自對準(zhǔn)孔模塊工藝窗口的方法，其特征 在于，所述具有高選擇比的碳氟氫系氣體包括F135。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的在SONOS技術(shù)中提升自對準(zhǔn)孔模塊工藝窗口的方法，其特征 在于，所述氧化膜加氮化膜通過薄膜淀積方法獲得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種在SONOS技術(shù)中提升自對準(zhǔn)孔模塊工藝窗口的結(jié)構(gòu)及其制作方法，其特征在于，包括淺溝道隔離和自對準(zhǔn)孔刻蝕(SACE)兩個模塊的膜層結(jié)構(gòu)，采用未攙雜氧化膜作為層間膜介質(zhì)，采用磷酸玻璃作為場區(qū)隔離介質(zhì)。本發(fā)明可以避免由于磷酸玻璃作為PMD層間膜介質(zhì)時所引入的“花苞狀外殼”(flower pattern)所帶來的一系列工藝難點，從而大大提升整個模塊的工藝窗口。
文檔編號H01L21/768GK101740464SQ200810043938
公開日2010年6月16日 申請日期2008年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者王函 申請人:上海華虹Nec電子有限公司