專利名稱：浮柵的構(gòu)造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及半導體集成電路制造技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及浮柵(Floating Gate,FG)的 構(gòu)造方法。
背景技術(shù)：
浮柵與控制柵的堆積柵結(jié)構(gòu)(Stack-gate)被廣泛應用于分離柵閃存 (Split-gate-flash)的存儲單元制造過程中。其中浮柵的輪廓對器件電性的性能有著重要 的意義。圖1為閃存表面區(qū)域的俯視圖。其中每一個re相對于其周圍的區(qū)域是凸起的。FG 的構(gòu)造過程中的重要一步是定義出re的形狀，包括光刻和蝕刻的過程在晶圓表面涂布光刻膠，用事先定義好圖案的光罩對晶圓表面進行曝光，將光罩 上事先定義的圖形轉(zhuǎn)印到光刻膠上，然后以光刻膠為掩膜對晶圓進行蝕刻，消減re周圍的 區(qū)域，從而形成如圖ι所示的表面結(jié)構(gòu)。隨著閃存的尺寸不斷縮小，對于re的形狀要求也越加嚴格。如果re的構(gòu)造過程 采用一次光刻工藝(一張光罩一次曝光并顯影過程)定義出re的形狀，則光刻膠容易在re 輪廓的直角處形狀變圓導致蝕刻后re邊角變圓，從而引起柵極性能損失。為了解決這個問 題，現(xiàn)有技術(shù)中采用兩次光刻工藝(兩張光罩兩次曝光)的方法來定義re的形狀。圖3示 出了現(xiàn)有技術(shù)中構(gòu)造re的流程，包括如下步驟步驟301 在晶圓上表面依次沉積柵氧層、多晶硅層、氧化物層和氮化硅層。步驟302 在氮化硅層之上第一次涂布底部抗反射涂層(Bottom Anti-Reflective Coating, BARC)和光刻膠。涂布之后晶圓截面示意圖如圖2所示，從下至上依次為硅基底 201、第一-柵氧層202、多晶硅層203、第二氧化物層204、氮化硅層205、BARC層206和光 刻膠207。步驟303 對光刻膠進行曝光，定義出χ方向的條紋狀圖案。步驟304 以光刻膠為掩膜對晶圓的氮化硅層進行第一次蝕刻，在晶圓表面的氮 化硅層形成X方向的溝槽。蝕刻完畢后去除晶圓表面的光刻膠。步驟305 在晶圓上第二次涂布底部抗反射涂層和光刻膠。步驟306 對光刻膠進行曝光，定義出y方向的條紋狀圖案。y方向與χ方向垂直。步驟307 以光刻膠為掩膜對晶圓的氮化硅層進行第二次蝕刻，在晶圓表面的氮 化硅層形成y方向的溝槽，蝕刻完畢后去除晶圓表面的光刻膠。該y方向的溝槽與步驟304中形成的χ方向的溝槽的疊加效果就是形成了凸起的 水平投影為矩形的氮化硅塊，所述氮化硅塊占用的空間在后續(xù)加工過程中將會形成re。步驟308 進行多晶硅層蝕刻以及后續(xù)步驟，最終構(gòu)造出re?，F(xiàn)有技術(shù)中采用的兩次曝光兩次蝕刻的方式，雖然能夠得到理想的矩形形狀的 re，但是在兩次曝光的圖形交叉區(qū)域經(jīng)歷了兩次針對氮化硅層的蝕刻，使得該交叉區(qū)域中 的氮化硅不僅消耗完畢，而且進一步蝕刻到了多晶硅層。例如，設(shè)步驟302之后，氮化硅層205的厚度為1500埃，多晶硅層203的厚度為1800埃。則在經(jīng)歷兩次蝕刻之后，交叉區(qū)域 已經(jīng)沒有氮化硅殘留，并且多晶硅層的厚度也削減至約1000埃。這樣在后續(xù)的多晶硅蝕刻 過程中，此處的多晶硅層因為偏薄于正常厚度的多晶硅層區(qū)域所以很快被提前消耗殆盡， 導致在全部時間的多晶硅蝕刻后下面的硅基底受到損傷，造成晶體管漏電從而影響器件性 能。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于，提出一種浮柵的構(gòu)造方法，可以避免出現(xiàn)因多晶硅 層過薄而導致的硅基底損傷的情況，從而改善器件性能。本發(fā)明實施例提出的一種構(gòu)造浮柵的方法，包括如下步驟在晶圓上表面依次沉積柵氧層、多晶硅層、氧化物層和氮化硅層；在氮化硅層之上涂布光刻膠；采用具有χ方向條紋狀圖案的光罩對光刻膠進行第一次曝光；采用具有y方向條 紋狀圖案的光罩對光刻膠進行第二次曝光并顯影，在光刻膠上定義出X方向和y方向的條 紋狀圖案；y方向與χ方向垂直；以光刻膠為掩膜對晶圓的氮化硅層進行蝕刻，蝕刻完畢后去除晶圓表面的光刻 膠。所述在晶圓表面沉積氮化硅層之后，且在涂布光刻膠之前，進一步包括在氮化硅 層之上涂布底部抗反射涂層。從以上技術(shù)方案可以看出，在同一層光刻膠進行連續(xù)地兩次曝光，從而定義出相 互垂直的兩組平行條紋圖案；這兩組條紋圖案相疊加的效果就是定義出矩形形狀的圖案； 以光刻膠為掩膜進行一次蝕刻，矩形光刻膠圖案覆蓋區(qū)域的氮化硅得以保留，即可得到凸 起的矩形氮化硅塊，以此為基礎(chǔ)就可以進一步構(gòu)造出水平投影為矩形的re。本發(fā)明方案由 于只進行一次針對氮化硅層蝕刻，因此不會出現(xiàn)-多晶硅層厚度不均勻的情況。而且仍使 用兩道光罩，這樣可以保證re的外邊角保持為直角，不會引起柵極性能損失。此外，本發(fā)明 構(gòu)造re的流程相對于現(xiàn)有技術(shù)更為簡單，共省去一道涂膠、一道顯影、一道蝕刻和一道去 膠過程，可以有效降低生產(chǎn)成本。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)中閃存表面區(qū)域的俯視圖；圖2為光刻膠曝光之前晶圓截面示意圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)中構(gòu)造浮柵的流程圖；圖4為本發(fā)明實施例的構(gòu)造浮柵的流程圖。
具體實施例方式針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明對re的構(gòu)造過程加以改進，只涂布一次光刻 膠和防反射層，仍然采用兩道光罩，相繼兩次曝光，之后一次性顯影，但只用一次蝕刻過程， 這樣可以避免出現(xiàn)部分區(qū)域的氮化硅被過度消耗引起多晶硅層提前被消耗的問題。為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步
4的詳細闡述。本發(fā)明實施例提出的構(gòu)造浮柵的流程如圖4所示，包括如下步驟步驟401 在晶圓上表面依次沉積柵氧層、多晶硅層、氧化物層和氮化硅層。步驟402 在氮化硅層之上涂布BARC層和光刻膠。涂布之后晶圓截面示意圖如圖 2所示，從下至上依次為硅基底201、第一氧化物層柵氧層202、多晶硅層203、第二氧化物層 204、氮化硅層205、BARC層206和光刻膠207。步驟403 采用具有χ方向條紋狀圖案的光罩對光刻膠進行第一次曝光；本步驟之 后不進行顯影；步驟404 采用具有y方向條紋狀圖案的光罩對對光刻膠進行第二次曝光并 顯影，在光刻膠上定義出χ方向和y方向的條紋狀圖案。y方向與χ方向垂直。步驟405 以光刻膠為掩膜對晶圓的氮化硅層進行蝕刻，蝕刻完畢后去除晶圓表 面的光刻膠。步驟406 進行多晶硅層蝕刻以及后續(xù)步驟，最終構(gòu)造出TO。本發(fā)明流程中同樣進行兩次曝光，但這兩次曝光是連續(xù)進行的，在同一層光刻膠 上_ 一次定義出相互垂直的兩組平行條紋圖案；這兩組條紋圖案相疊加的效果就是定義出 矩形形狀的圖案，因為仍然使用兩道光罩，所以re形狀可以得以保持外邊角為直角，避免 邊角變圓的問題；以光刻膠為掩膜進行一次氮化硅蝕刻，矩形光刻膠圖案覆蓋區(qū)域的氮化 硅得以保留，即可得到凸起的矩形氮化硅塊，以此為基礎(chǔ)后續(xù)的多晶硅層蝕刻就可以進一 步構(gòu)造出水平投影為矩形的re。并且由于只進行一次針對氮化硅層蝕刻，因此不會出現(xiàn)部 分區(qū)域的氮化硅被過度消耗引起多晶硅層提前被消耗。此外，本發(fā)明構(gòu)造re的流程相對于 現(xiàn)有技術(shù)更為簡單，可以降低生產(chǎn)成本。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，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、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種構(gòu)造浮柵的方法，包括如下步驟在晶圓上表面依次沉積柵氧層、多晶硅層、氧化物層和氮化硅層； 在氮化硅層之上涂布光刻膠；采用具有X方向條紋狀圖案的光罩對光刻膠進行第一次曝光；采用具有y方向條紋狀 圖案的光罩對光刻膠進行第二次曝光并顯影，在光刻膠上定義出χ方向和y方向的條紋狀 圖案；y方向與χ方向垂直；以光刻膠為掩膜對晶圓的氮化硅層進行蝕刻，蝕刻完畢后去除晶圓表面的光刻膠。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述在晶圓表面沉積氮化硅層之后，且在 涂布光刻膠之前，進一步包括在氮化硅層之上涂布底部抗反射涂層。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種構(gòu)造浮柵的方法，包括如下步驟在晶圓上表面依次沉積柵氧層、多晶硅層、氧化物層和氮化硅層；在氮化硅層之上涂布光刻膠；采用具有x方向條紋狀圖案的光罩對光刻膠進行第一次曝光；采用具有y方向條紋狀圖案的光罩對光刻膠進行第二次曝光并顯影，在光刻膠上定義出x方向和y方向的條紋狀圖案；y方向與x方向垂直；以光刻膠為掩膜對晶圓的氮化硅層進行蝕刻，蝕刻完畢后去除晶圓表面的光刻膠。本發(fā)明方案由于只進行一次針對氮化硅層蝕刻，因此不會出現(xiàn)-多晶硅層厚度不均勻的情況。而且仍使用兩道光罩，這樣可以保證FG的外邊角保持為直角，不會引起柵極性能損失。
文檔編號H01L21/28GK102005374SQ20091019495
公開日2011年4月6日 申請日期2009年9月1日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月1日
發(fā)明者宋建鵬, 王友臻 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司