專利名稱：制作存儲(chǔ)器的字線方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造技術(shù)，特別涉及一種制作存儲(chǔ)器的字線(WL，WOrd line)方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體技術(shù)工藝中，有一種制作存儲(chǔ)器字線的工藝。在制作存儲(chǔ)器的字線時(shí)，需 要遵循設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。例如，對(duì)于容量為8G的N型只讀存儲(chǔ)器，其字線被要求寬90納米，字線 與字線之間的距離為90納米，也就是90納米尺寸的存儲(chǔ)器的字線。為了達(dá)到這個(gè)設(shè)計(jì)標(biāo) 準(zhǔn)，通常采用193納米長(zhǎng)的深紫外光(DUV)在晶圓襯底的光刻膠層上曝光后，光刻膠層顯影 后得到字線圖形，最后，以具有字線圖形的光刻膠層為掩膜，刻蝕晶圓襯底的多晶硅層，得 到字線。在這個(gè)過(guò)程中，由于光刻膠層在上述深紫外光曝光過(guò)程中的焦深在0. 3微米左右， 為了可以在光刻膠層顯影得到字線圖形，所以要保證光刻膠層不能太厚，一般為2500埃左 右ο參照?qǐng)DIa 圖Ie所示的現(xiàn)有技術(shù)制作存儲(chǔ)器的字線剖面示意圖，對(duì)現(xiàn)有技術(shù)提 供的在存儲(chǔ)器上制作字線的方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明步驟1、在晶圓襯底101上依次氧氮氧(ONO)層102、多晶硅層103及氮化硅(SiN) 層104，如圖Ia所示；在該步驟中，ONO層102作為刻蝕終止層，比較??；多晶硅層103的厚度為1700埃， SiN層104作為硬掩膜層，厚度為300埃左右；步驟2，在圖Ia所示的結(jié)構(gòu)上，旋涂光刻膠層105后，對(duì)該光刻膠層105進(jìn)行曝光 后，顯影得到字線圖形，如圖Ib所示；在該步驟中，光刻膠層105的厚度為2500埃；步驟3，以具有字線圖形的光刻膠層105為掩膜，刻蝕SiN層104至開(kāi)口處，如圖 Ic所示；在該步驟中，在刻蝕SiN層104的同時(shí)，也會(huì)刻蝕光刻膠層105上表面，從而使得 光刻膠層104的厚度變?yōu)?900埃；步驟4，以具有字線圖形的光刻膠層105為掩膜，刻蝕多晶硅層103，如圖Id所示；在該步驟中，在刻蝕過(guò)程中，光刻膠層105被刻蝕完全，SiN層104的上表面也被 刻蝕；步驟5，按照步驟4的過(guò)程繼續(xù)刻蝕，直到SiN層104被刻蝕光，如圖Ie所示；在該步驟中，當(dāng)SiN層104被刻蝕完全時(shí)，多晶硅層103還沒(méi)有按照字線圖形被完 全開(kāi)口，即沒(méi)有刻蝕到ONO層102，多晶硅層103上的字線圖形距離開(kāi)口處還有150埃的厚度?？梢钥闯?，造成在多晶硅層103未完全形成字線的原因就是光刻膠層105太薄，如 果要在多晶硅層103完全形成字線，也就是在多晶硅層按照字線圖形被完全開(kāi)口，而不損 傷多晶硅層103上表面，需要至少300埃左右的光刻膠層105，用于在后續(xù)刻蝕時(shí)消耗。但是，如果增厚光刻膠層105，又會(huì)使得無(wú)法將字線圖形完整光刻在光刻膠層105，這就造成 了在存儲(chǔ)器上無(wú)法制造字線。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種制作存儲(chǔ)器的字線方法，該方法能夠在制作90納米以 下的存儲(chǔ)器的字線過(guò)程中，當(dāng)光刻膠層厚度比較薄的情況時(shí)，通過(guò)改變硬掩膜層的結(jié)構(gòu)而 提高多晶硅層相對(duì)硬掩膜層的刻蝕比，制作存儲(chǔ)器的字線。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案具體是這樣實(shí)現(xiàn)的一種制作存儲(chǔ)器的字線方法，該方法包括在晶圓襯底依次沉積氧氮氧層、多晶硅層、和作為硬掩膜層的氮化硅層及氧化硅 層；在所述氧化硅層上旋涂光刻膠層后光刻，在光刻膠層形成字線圖形；以具有字線圖形的光刻膠層為掩膜，依次刻蝕氧化硅層、氮化硅層及多晶硅層，直 到在多晶硅層形成字線，光刻膠層和氧化硅層被刻蝕完；去除多晶硅層上刻蝕剩余的氮化硅層。所述硬掩膜層的氮化硅層的厚度及氧化硅層的厚度滿足2 (T。x+TSiN) <= 2500,0 <=1700-1/2[2500-2 (T。x+TSiN) ]-3T。X <= 2 (Tsffl-IOO)要求，其中，Τ。χ 為氧化硅層的厚度，
TSiN為SiN層的厚度。在所述多晶硅層的厚度為1700埃時(shí)，所述沉積的氮化硅層為300埃，沉積的氧化 硅層為200埃 300埃。所述氧化硅層采用低壓化學(xué)氣相淀積LP-CVD通過(guò)正硅酸乙脂TEOS-臭氧的方法 沉積得到。所述去除多晶硅層上刻蝕剩余的氮化硅層采用熱磷酸Η3Ρ04。由上述技術(shù)方案可見(jiàn)，本發(fā)明在制作存儲(chǔ)器的字線時(shí)，在SiN層和光刻膠層之間 沉積一層氧化硅層，形成雙層硬掩膜層結(jié)構(gòu)，在多晶硅層刻蝕字線圖形時(shí)，該氧化硅層和 SiN層一樣也作為硬掩膜層被刻蝕，由于相比于SiN層，該氧化硅層的刻蝕選擇比大，在刻 蝕字線圖形過(guò)程中可以提高相對(duì)多晶硅層相對(duì)硬掩膜層的刻蝕比，從而保證當(dāng)將字線圖形 刻蝕到多晶硅層的開(kāi)口處時(shí)，SiN層沒(méi)有被完全刻蝕掉。因此，該方法可以制作存儲(chǔ)器的字 線，可以在制作90納米以下的存儲(chǔ)器的字線過(guò)程中，在光阻厚度比較薄的情況下，通過(guò)改 變硬掩膜層的結(jié)構(gòu)而提高多晶硅層相對(duì)硬掩膜層的刻蝕比。


圖Ia 圖Ie為現(xiàn)有技術(shù)提供的制作存儲(chǔ)器的字線剖面示意圖；圖2a 圖2e為本發(fā)明提供的制作存儲(chǔ)器的字線剖面實(shí)施例一示意圖；圖3a 圖3g為本發(fā)明提供的制作存儲(chǔ)器的字線剖面實(shí)施例二示意圖；圖4為本發(fā)明提供的存儲(chǔ)器上制作字線的方法流程圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉實(shí)施例進(jìn)
4行對(duì)比，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本發(fā)明在存儲(chǔ)器制作字線時(shí)，仍然以容量為8G的N型只讀存儲(chǔ)器進(jìn)行舉例說(shuō)明， 但是本發(fā)明提供的方法并不限于此。對(duì)于存儲(chǔ)器制作字線的標(biāo)準(zhǔn)是將字線圖形刻蝕貫穿多晶硅層，直到ONO層停止； 在刻蝕完成后，在多晶硅層上方至少剩余SiN層的厚度為100埃，以保證不損傷多晶硅層上 表面。在刻蝕完成后，剩余的SiN層可以采用熱磷酸(H3PO4)去除。在現(xiàn)有技術(shù)中，得出由于光刻膠層太薄使得字線圖形在多晶硅層刻蝕不完全，而 導(dǎo)致在存儲(chǔ)器上制作字線不成功；但是增加光刻膠層的厚度，又會(huì)使得無(wú)法將字線圖形完 整光刻在光刻膠層105上，還是導(dǎo)致在存儲(chǔ)器上制作字線不成功。因此，為了使得在存儲(chǔ)器 上制作字線成功，就需要增加硬掩膜的厚度，從而當(dāng)字線圖形完成刻蝕穿透多晶硅層時(shí)，停 留在ONO層時(shí)，在多晶硅層上還具有硬掩膜層，該硬掩膜層的厚度保證不損傷多晶硅層上 表面，比如100埃左右。因此，最簡(jiǎn)單的方法就是增加作為硬掩膜的SiN層厚度，在增加厚度時(shí)，也不能無(wú) 限制地增加，這是因?yàn)?，如果無(wú)限制增加，在將字線圖形轉(zhuǎn)移到SiN層的過(guò)程中，還沒(méi)有將 字線圖形穿透SiN層時(shí)，光刻膠層就被刻蝕完全，而開(kāi)始刻蝕SiN層的上表面。這樣，在將 字線圖形轉(zhuǎn)移到多晶硅層之前，就已經(jīng)使得SiN層厚度變薄，無(wú)法起到刻蝕穿透多晶硅層 而不損傷多晶硅層上表面的目的。因此，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè)知，將SiN層厚度設(shè)置為500埃的效果 最好。參照?qǐng)D2a 圖2e所示的本發(fā)明制作存儲(chǔ)器的字線剖面示意圖，對(duì)本發(fā)明提供的 方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明步驟1、在晶圓襯底101上依次ONO層102、多晶硅層103及SiN層104，如圖2a所 示；在該步驟中，ONO層102作為刻蝕終止層，多晶硅層103的厚度為1700埃，SiN層 104作為硬掩膜層，厚度為500埃左右；步驟2，在圖2a所示的結(jié)構(gòu)上，旋涂光刻膠層105后，對(duì)該光刻膠層105進(jìn)行曝光 后，顯影得到字線圖形，如圖2b所示；在該步驟中，光刻膠層105的厚度為2500埃；步驟3，以具有字線圖形的光刻膠層105為掩膜，刻蝕SiN層104至開(kāi)口處，如圖 2c所示；在該步驟中，在刻蝕SiN層104的同時(shí)，也會(huì)刻蝕光刻膠層105上表面，從而使得 光刻膠層104的厚度變?yōu)?500埃；步驟4，以具有字線圖形的光刻膠層105為掩膜，繼續(xù)刻蝕多晶硅層103，如圖2d 所示；在該步驟中，光刻膠層105會(huì)被刻蝕完，開(kāi)始刻蝕SiN層104，這時(shí)在多晶硅層103 上的字線圖形距離開(kāi)口處還有950埃；步驟5，按照步驟4的過(guò)程繼續(xù)刻蝕，將多晶硅層103的字線圖形刻蝕到開(kāi)口處，即 ONO層102為止，如圖2e所示；在該步驟中，SiN層104在刻蝕過(guò)程中還沒(méi)有被消耗完，在多晶硅層103表面留下的SiN層104厚度為50埃左右；步驟6，采用熱H3PO4去除未消耗完的SiN層104。從上述方法可以看出，雖然在多晶硅層刻蝕完字線后，在多晶硅層上表面還覆蓋 有SiN層，但是厚度不能滿足設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(50埃小于設(shè)定的100埃)，由于覆蓋的SiN層太薄， 仍然會(huì)損傷多晶硅層上表面(比如在SiN層厚度不均勻時(shí)，有些地方的多晶硅層上表面仍 然會(huì)裸露)。因此，本發(fā)明在SiN層和光刻膠層之間沉積一層氧化硅層，用該氧化硅層和SiN層 共同作為存儲(chǔ)器制作字線所采用的硬掩膜層，也就是形成雙層硬掩膜層結(jié)構(gòu)。由于氧化硅 層的刻蝕選擇比為3. 15，而SiN層的刻蝕選擇比為2. 14，所以在刻蝕字線圖形過(guò)程中提高 多晶硅層相對(duì)硬掩膜層的刻蝕比，從而保證當(dāng)將字線圖形刻蝕到多晶硅層的開(kāi)口處時(shí)，SiN 層沒(méi)有被完全刻蝕掉，厚度還可以達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。這樣，在制作90納米以下的存儲(chǔ)器的字 線過(guò)程中，在光阻厚度比較薄的情況下，通過(guò)改變硬掩膜層的結(jié)構(gòu)而提高多晶硅層相對(duì)硬 掩膜層的刻蝕比。在本發(fā)明中，氧化硅層的沉積厚度需要保證公式(1)成立2 (T0X+TSiN) < = 25000 <= 1700-1/2[2500-2 (T。x+TSiN) ]_3T。X < = 2 (Tsffl-IOO)公式(1)其中，在公式⑴中，Τ。χ為氧化硅層的厚度，TSiN為SiN層的厚度。因此，根據(jù)公式 (1)，在本發(fā)明中，氧化硅的厚度為200埃 300埃，SiN層的厚度為300埃。參照?qǐng)D3a 圖3e所示的本發(fā)明制作存儲(chǔ)器的字線剖面示意圖，對(duì)本發(fā)明圖4提 供的存儲(chǔ)器上制作字線的方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明步驟401、在晶圓襯底101上依次沉積ONO層102、多晶硅層103、SiN層104及氧 化硅層104，，如圖3a所示；在該步驟中，ONO層102作為刻蝕終止層，多晶硅層103的厚度為1700埃，SiN層 104作為硬掩膜層的一部分，厚度為500埃左右；氧化硅層104’作為硬掩膜層的另一部分， 厚度為200埃 300埃，以下采用厚度為200埃說(shuō)明；在該步驟中，可以采用低壓化學(xué)氣相淀積(LP-CVD)通過(guò)正硅酸乙脂(TEOS)-臭氧 的方法沉積得到氧化硅層104’ ；步驟402，在圖3a所示的結(jié)構(gòu)上，旋涂光刻膠層105后，對(duì)該光刻膠層105進(jìn)行曝 光后，顯影得到字線圖形，如圖3b所示；在該步驟中，光刻膠層105的厚度為2500埃；步驟403，以具有字線圖形的光刻膠層105為掩膜，刻蝕氧化硅層104’至開(kāi)口處， 如圖3c所示；在該步驟中，在刻蝕氧化硅層104’的同時(shí)，也會(huì)刻蝕光刻膠層105上表面，從而使 得光刻膠層104的厚度變?yōu)?100埃；步驟404，以具有字線圖形的光刻膠層105為掩膜，刻蝕SiN層104至開(kāi)口處，如圖 3d所示；在該步驟中，在刻蝕SiN層104的同時(shí)，也會(huì)繼續(xù)刻蝕光刻膠層105上表面，但是 由于氧化硅層104’的刻蝕選擇比較高且厚度比較薄，所以刻蝕SiN層104至開(kāi)口處時(shí)，仍 然留有光刻膠層105的厚度為1500埃；
步驟405、以具有字線圖形的光刻膠層105為掩膜，刻蝕多晶硅層103，如圖3e所 示；在該步驟中，刻蝕完光刻膠層105后，開(kāi)始刻蝕氧化硅層104’時(shí)，多晶硅層103上 未形成字線圖形的厚度為950埃；步驟406、在圖3e所示的結(jié)構(gòu)上，繼續(xù)刻蝕，將氧化硅層104，刻蝕完全，如圖3f ；在該步驟中，多晶硅層103上未形成字線圖形的厚度為350埃；步驟407、在圖3f所示的結(jié)構(gòu)上，繼續(xù)刻蝕，直到多晶硅層103的字線圖形被刻蝕 到開(kāi)口處，也就是ONO層102停止，如圖3g所示；在該步驟中，在刻蝕多晶硅層103的同時(shí)，也會(huì)繼續(xù)刻蝕SiN層104上表面，當(dāng)將 字線圖形刻蝕到多晶硅層103的開(kāi)口處時(shí)，SiN層104剩余125埃，符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，不會(huì)損 傷多晶硅層上表面，也就是不會(huì)損傷所制作的字線；步驟408、采用熱H3PO4去除剩余的SiN層104，完成存儲(chǔ)器的字線制作。以上舉較佳實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，所 應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的 精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之 內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種制作存儲(chǔ)器的字線方法，該方法包括在晶圓襯底依次沉積氧氮氧層、多晶硅層、和作為硬掩膜層的氮化硅層及氧化硅層；在所述氧化硅層上旋涂光刻膠層后光刻，在光刻膠層形成字線圖形；以具有字線圖形的光刻膠層為掩膜，依次刻蝕氧化硅層、氮化硅層及多晶硅層，直到在 多晶硅層形成字線，光刻膠層和氧化硅層被刻蝕完；去除多晶硅層上刻蝕剩余的氮化硅層。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述硬掩膜層的氮化硅層的厚度及氧 化硅層的厚度滿足 2(T。x+TSiN) < = 2500，0 < = 1700-1/2 [2500-2 (T。x+TSiN)]-3T。x < = 2(TSiN-100)要求，其中，Tox為氧化硅層的厚度，TSiN為氮化硅層的厚度。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，在所述多晶硅層的厚度為1700埃時(shí)，所述沉 積的氮化硅層為300埃，沉積的氧化硅層為200埃 300埃。
4.如權(quán)利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，所述氧化硅層采用低壓化學(xué)氣相淀積 LP-CVD通過(guò)正硅酸乙脂TEOS-臭氧的方法沉積得到。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述去除多晶硅層上刻蝕剩余的氮化硅層 采用熱磷酸H3PO4。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種制作存儲(chǔ)器的字線方法，該方法包括在晶圓襯底依次沉積氧氮氧層、多晶硅層、和作為硬掩膜層的氮化硅層及氧化硅層；在所述氧化硅層上旋涂光刻膠層后光刻，在光刻膠層形成字線圖形；以具有字線圖形的光刻膠層為掩膜，依次刻蝕氧化硅層、氮化硅層及多晶硅層，直到在多晶硅層形成字線，光刻膠層和氧化硅層被刻蝕完；去除多晶硅層上刻蝕剩余的氮化硅層。本發(fā)明提供的方法可以制作存儲(chǔ)器的字線，在制作90納米以下的存儲(chǔ)器的字線過(guò)程中，在光刻膠層厚度比較薄的情況下，通過(guò)改變硬掩膜層的結(jié)構(gòu)而提高多晶硅層相對(duì)硬掩膜層的刻蝕比。
文檔編號(hào)H01L21/768GK101996938SQ20091019456
公開(kāi)日2011年3月30日 申請(qǐng)日期2009年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月25日
發(fā)明者李志國(guó), 蒙飛 申請(qǐng)人:中芯國(guó)際集成電路制造(上海)有限公司