浮栅的构造方法技术

本发明专利技术公开了一种构造浮栅的方法，包括如下步骤：在晶圆上表面依次沉积栅氧层、多晶硅层、氧化物层和氮化硅层；在氮化硅层之上涂布光刻胶；采用具有ｘ方向条纹状图案的光罩对光刻胶进行第一次曝光；采用具有ｙ方向条纹状图案的光罩对光刻胶进行第二次曝光并显影，在光刻胶上定义出ｘ方向和ｙ方向的条纹状图案；ｙ方向与ｘ方向垂直；以光刻胶为掩膜对晶圆的氮化硅层进行蚀刻，蚀刻完毕后去除晶圆表面的光刻胶。本发明专利技术方案由于只进行一次针对氮化硅层蚀刻，因此不会出现－多晶硅层厚度不均匀的情况。而且仍使用两道光罩，这样可以保证ＦＧ的外边角保持为直角，不会引起栅极性能损失。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体集成电路制造
，特别涉及浮栅(Floating Gate,FG)的 构造方法。
技术介绍
浮栅与控制栅的堆积栅结构(Stack-gate)被广泛应用于分离栅闪存 (Split-gate-flash)的存储单元制造过程中。其中浮栅的轮廓对器件电性的性能有着重要 的意义。图1为闪存表面区域的俯视图。其中每一个re相对于其周围的区域是凸起的。FG 的构造过程中的重要一步是定义出re的形状，包括光刻和蚀刻的过程在晶圆表面涂布光刻胶，用事先定义好图案的光罩对晶圆表面进行曝光，将光罩 上事先定义的图形转印到光刻胶上，然后以光刻胶为掩膜对晶圆进行蚀刻，消减re周围的 区域，从而形成如图ι所示的表面结构。随着闪存的尺寸不断缩小，对于re的形状要求也越加严格。如果re的构造过程 采用一次光刻工艺(一张光罩一次曝光并显影过程)定义出re的形状，则光刻胶容易在re 轮廓的直角处形状变圆导致蚀刻后re边角变圆，从而引起栅极性能损失。为了解决这个问 题，现有技术中采用两次光刻工艺(两张光罩两次曝光)的方法来定义re的形状。图3示 出了现有技术中构造re的流程，包括如下步骤步骤301 在晶圆上表面依次沉积栅氧层、多晶硅层、氧化物层和氮化硅层。步骤302 在氮化硅层之上第一次涂布底部抗反射涂层(Bottom Anti-Reflective Coating, BARC)和光刻胶。涂布之后晶圆截面示意图如图2所示，从下至上依次为硅基底 201、第一-栅氧层202、多晶硅层203、第二氧化物层204、氮化硅层205、BARC层206和光 刻胶207。步骤303 对光刻胶进行曝光，定义出χ方向的条纹状图案。步骤304 以光刻胶为掩膜对晶圆的氮化硅层进行第一次蚀刻，在晶圆表面的氮 化硅层形成X方向的沟槽。蚀刻完毕后去除晶圆表面的光刻胶。步骤305 在晶圆上第二次涂布底部抗反射涂层和光刻胶。步骤306 对光刻胶进行曝光，定义出y方向的条纹状图案。y方向与χ方向垂直。步骤307 以光刻胶为掩膜对晶圆的氮化硅层进行第二次蚀刻，在晶圆表面的氮 化硅层形成y方向的沟槽，蚀刻完毕后去除晶圆表面的光刻胶。该y方向的沟槽与步骤304中形成的χ方向的沟槽的叠加效果就是形成了凸起的 水平投影为矩形的氮化硅块，所述氮化硅块占用的空间在后续加工过程中将会形成re。步骤308 进行多晶硅层蚀刻以及后续步骤，最终构造出re。现有技术中采用的两次曝光两次蚀刻的方式，虽然能够得到理想的矩形形状的 re，但是在两次曝光的图形交叉区域经历了两次针对氮化硅层的蚀刻，使得该交叉区域中 的氮化硅不仅消耗完毕，而且进一步蚀刻到了多晶硅层。例如，设步骤302之后，氮化硅层205的厚度为1500埃，多晶硅层203的厚度为1800埃。则在经历两次蚀刻之后，交叉区域 已经没有氮化硅残留，并且多晶硅层的厚度也削减至约1000埃。这样在后续的多晶硅蚀刻 过程中，此处的多晶硅层因为偏薄于正常厚度的多晶硅层区域所以很快被提前消耗殆尽， 导致在全部时间的多晶硅蚀刻后下面的硅基底受到损伤，造成晶体管漏电从而影响器件性 能。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于，提出一种，可以避免出现因多晶硅 层过薄而导致的硅基底损伤的情况，从而改善器件性能。本专利技术实施例提出的一种构造浮栅的方法，包括如下步骤在晶圆上表面依次沉积栅氧层、多晶硅层、氧化物层和氮化硅层；在氮化硅层之上涂布光刻胶；采用具有χ方向条纹状图案的光罩对光刻胶进行第一次曝光；采用具有y方向条 纹状图案的光罩对光刻胶进行第二次曝光并显影，在光刻胶上定义出X方向和y方向的条 纹状图案；y方向与χ方向垂直；以光刻胶为掩膜对晶圆的氮化硅层进行蚀刻，蚀刻完毕后去除晶圆表面的光刻 胶。所述在晶圆表面沉积氮化硅层之后，且在涂布光刻胶之前，进一步包括在氮化硅 层之上涂布底部抗反射涂层。从以上技术方案可以看出，在同一层光刻胶进行连续地两次曝光，从而定义出相 互垂直的两组平行条纹图案；这两组条纹图案相叠加的效果就是定义出矩形形状的图案； 以光刻胶为掩膜进行一次蚀刻，矩形光刻胶图案覆盖区域的氮化硅得以保留，即可得到凸 起的矩形氮化硅块，以此为基础就可以进一步构造出水平投影为矩形的re。本专利技术方案由 于只进行一次针对氮化硅层蚀刻，因此不会出现-多晶硅层厚度不均勻的情况。而且仍使 用两道光罩，这样可以保证re的外边角保持为直角，不会引起栅极性能损失。此外，本专利技术 构造re的流程相对于现有技术更为简单，共省去一道涂胶、一道显影、一道蚀刻和一道去 胶过程，可以有效降低生产成本。附图说明图1为现有技术中闪存表面区域的俯视图；图2为光刻胶曝光之前晶圆截面示意图；图3为现有技术中构造浮栅的流程图；图4为本专利技术实施例的构造浮栅的流程图。具体实施例方式针对现有技术中存在的问题，本专利技术对re的构造过程加以改进，只涂布一次光刻 胶和防反射层，仍然采用两道光罩，相继两次曝光，之后一次性显影，但只用一次蚀刻过程， 这样可以避免出现部分区域的氮化硅被过度消耗引起多晶硅层提前被消耗的问题。为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步4的详细阐述。本专利技术实施例提出的构造浮栅的流程如图4所示，包括如下步骤步骤401 在晶圆上表面依次沉积栅氧层、多晶硅层、氧化物层和氮化硅层。步骤402 在氮化硅层之上涂布BARC层和光刻胶。涂布之后晶圆截面示意图如图 2所示，从下至上依次为硅基底201、第一氧化物层栅氧层202、多晶硅层203、第二氧化物层 204、氮化硅层205、BARC层206和光刻胶207。步骤403 采用具有χ方向条纹状图案的光罩对光刻胶进行第一次曝光；本步骤之 后不进行显影；步骤404 采用具有y方向条纹状图案的光罩对对光刻胶进行第二次曝光并 显影，在光刻胶上定义出χ方向和y方向的条纹状图案。y方向与χ方向垂直。步骤405 以光刻胶为掩膜对晶圆的氮化硅层进行蚀刻，蚀刻完毕后去除晶圆表 面的光刻胶。步骤406 进行多晶硅层蚀刻以及后续步骤，最终构造出TO。本专利技术流程中同样进行两次曝光，但这两次曝光是连续进行的，在同一层光刻胶 上_ 一次定义出相互垂直的两组平行条纹图案；这两组条纹图案相叠加的效果就是定义出 矩形形状的图案，因为仍然使用两道光罩，所以re形状可以得以保持外边角为直角，避免 边角变圆的问题；以光刻胶为掩膜进行一次氮化硅蚀刻，矩形光刻胶图案覆盖区域的氮化 硅得以保留，即可得到凸起的矩形氮化硅块，以此为基础后续的多晶硅层蚀刻就可以进一 步构造出水平投影为矩形的re。并且由于只进行一次针对氮化硅层蚀刻，因此不会出现部 分区域的氮化硅被过度消耗引起多晶硅层提前被消耗。此外，本专利技术构造re的流程相对于 现有技术更为简单，可以降低生产成本。以上所述仅为本专利技术的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术，凡在本专利技术的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.一种构造浮栅的方法，包括如下步骤在晶圆上表面依次沉积栅氧层、多晶硅层、氧化物层和氮化硅层； 在氮化硅层之上涂布光刻胶；采用具有X方向条纹状图案的光罩对光刻胶进行第一次曝光；采用具有y方向条纹状 图案的光罩对光刻胶进行第二次曝光并显影，在光刻胶上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构造浮栅的方法，包括如下步骤：在晶圆上表面依次沉积栅氧层、多晶硅层、氧化物层和氮化硅层；在氮化硅层之上涂布光刻胶；采用具有ｘ方向条纹状图案的光罩对光刻胶进行第一次曝光；采用具有ｙ方向条纹状图案的光罩对光刻胶进行第二次曝光并显影，在光刻胶上定义出ｘ方向和ｙ方向的条纹状图案；ｙ方向与ｘ方向垂直；以光刻胶为掩膜对晶圆的氮化硅层进行蚀刻，蚀刻完毕后去除晶圆表面的光刻胶。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王友臻，宋建鹏，
申请(专利权)人：中芯国际集成电路制造上海有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]