縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，包括：第一步驟：在晶圓中形成控制柵接觸窗區(qū)域、閃存單元區(qū)域和外圍區(qū)域；第二步驟：在控制柵接觸窗區(qū)域、閃存單元區(qū)域和外圍區(qū)域上執(zhí)行控制柵多晶硅層的沉積；第三步驟：在控制柵多晶硅層上形成硬掩膜層；第四步驟：在硬掩膜層涂覆光刻膠并進行光刻以定義出需要打開的區(qū)域，其中在控制柵接觸窗區(qū)域形成控制柵連接窗口；第五步驟：在硬掩膜層的控制柵連接窗口側(cè)壁上形成側(cè)壁結(jié)構(gòu)；第六步驟：利用未被刻蝕掉的硬掩膜層以及側(cè)壁結(jié)構(gòu)，對控制柵多晶硅層進行刻蝕，從而在控制柵接觸窗區(qū)域的控制柵多晶硅層中形成控制柵接觸窗凹槽。
【專利說明】
縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體制造領(lǐng)域，更具體地說，本發(fā)明涉及一種縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]閃存以其便捷，存儲密度高，可靠性好等優(yōu)點成為非揮發(fā)性存儲器中研究的熱點。從二十世紀八十年代第一個閃存產(chǎn)品問世以來，隨著技術(shù)的發(fā)展和各類電子產(chǎn)品對存儲的需求，閃存被廣泛用于手機，筆記本，掌上電腦和U盤等移動和通訊設(shè)備中。
[0003]閃存為一種非易變性存儲器，其運作原理是通過改變晶體管或存儲單元的臨界電壓來控制門極通道的開關(guān)以達到存儲數(shù)據(jù)的目的，使存儲在存儲器中的數(shù)據(jù)不會因電源中斷而消失，而閃存為電可擦除且可編程的只讀存儲器的一種特殊結(jié)構(gòu)。如今閃存已經(jīng)占據(jù)了非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器的大部分市場份額，成為發(fā)展最快的非揮發(fā)性半導(dǎo)體存儲器。
[0004]在制造閃存器件的工藝中，需要形成控制柵接觸窗。在現(xiàn)有技術(shù)的形成控制柵接觸窗的工藝中，在執(zhí)行用于將相鄰控制柵接觸窗進行刻蝕分離的工藝之后，控制柵接觸窗區(qū)域尺寸很難控制得很小。
[0005]在現(xiàn)有技術(shù)中，用于將相鄰控制柵接觸窗進行刻蝕分離的工藝的關(guān)鍵尺寸一般例如是0.12um，使用的光刻膠(PR，PhotoresiSt)的厚度一般已經(jīng)到達例如3800A，該厚度已經(jīng)達到了三倍于上述關(guān)鍵尺寸(0.12um)，光刻膠已經(jīng)不適于做得更厚了。在該厚度的光刻膠的情況下，已經(jīng)很難進一步縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸。
[0006]因此，希望能夠提供一種能夠縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種能夠縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法。
[0008]為了實現(xiàn)上述技術(shù)目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，包括:
[0009]第一步驟:在晶圓中形成控制柵接觸窗區(qū)域、閃存單元區(qū)域和外圍區(qū)域；
[0010]第二步驟:在控制柵接觸窗區(qū)域、閃存單元區(qū)域和外圍區(qū)域上執(zhí)行控制柵多晶硅層的沉積；
[0011]第三步驟:在控制柵多晶硅層上形成硬掩膜層；
[0012]第四步驟:在硬掩膜層涂覆光刻膠并進行光刻以定義出需要打開的區(qū)域，其中在控制柵接觸窗區(qū)域形成控制柵連接窗口；
[0013]第五步驟:在硬掩膜層的控制柵連接窗口側(cè)壁上形成側(cè)壁結(jié)構(gòu)；
[0014]第六步驟:利用未被刻蝕掉的硬掩膜層以及側(cè)壁結(jié)構(gòu)，對控制柵多晶硅層進行刻蝕，從而在控制柵接觸窗區(qū)域的控制柵多晶硅層中形成控制柵接觸窗凹槽。
[0015]優(yōu)選地，所述硬掩膜層是LPTEOS硬掩膜層。
[0016]優(yōu)選地，LPTEOS硬掩膜層的厚度介于300A?500A之間。
[0017]優(yōu)選地，在第一步驟中，在控制柵接觸窗區(qū)域和閃存單元區(qū)域中，硅片上形成有浮柵層;在外圍區(qū)域中，硅片上依次形成浮柵層、氮化硅層和LPTEOS介質(zhì)層。
[0018]優(yōu)選地，在第一步驟中，晶圓中閃存單元區(qū)域的有源區(qū)中形成有ONO結(jié)構(gòu)。
[0019]優(yōu)選地，ONO結(jié)構(gòu)的厚度介于600A-800A之間。
[0020]優(yōu)選地，通過低壓熱解正硅酸乙酯生成LPTEOS硬掩膜層，其中淀積溫度介于650-750攝氏度之間，反應(yīng)壓力控制在400Pa(3T)以下。
[0021]優(yōu)選地，第六步驟中，保留了閃存單元區(qū)域的控制柵多晶硅層。
[0022]優(yōu)選地，在第四步驟中，外圍區(qū)域上的硬掩膜層蝕掉。
[0023]優(yōu)選地，第六步驟中，完全去除了外圍區(qū)域的控制柵多晶硅層。
【附圖說明】
[0024]結(jié)合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發(fā)明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優(yōu)點和特征，其中:
[0025]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的流程圖。
[0026]圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第一步驟之后的控制柵接觸窗區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0027]圖3示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第一步驟之后的閃存單元區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0028]圖4示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第一步驟之后的外圍區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0029]圖5示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第二步驟之后的控制柵接觸窗區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0030]圖6示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第二步驟之后的閃存單元區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0031]圖7示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第二步驟之后的外圍區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0032]圖8示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第三步驟之后的控制柵接觸窗區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0033]圖9示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第三步驟之后的閃存單元區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0034]圖10示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第三步驟之后的外圍區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0035]圖11示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第四步驟之后的控制柵接觸窗區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0036]圖12示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第四步驟之后的閃存單元區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0037]圖13示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第四步驟之后的外圍區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0038]圖14示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第五步驟之后的控制柵接觸窗區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0039]圖15示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第六步驟之后的控制柵接觸窗區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0040]圖16示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第六步驟之后的閃存單元區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0041]圖17示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的第六步驟之后的外圍區(qū)域的截面結(jié)構(gòu)。
[0042]需要說明的是，附圖用于說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明。注意，表示結(jié)構(gòu)的附圖可能并非按比例繪制。并且，附圖中，相同或者類似的元件標(biāo)有相同或者類似的標(biāo)號。
【具體實施方式】
[0043]為了使本發(fā)明的內(nèi)容更加清楚和易懂，下面結(jié)合具體實施例和附圖對本發(fā)明的內(nèi)容進行詳細描述。
[0044]為了更好地解釋本發(fā)明的原理，首先簡要介紹現(xiàn)有技術(shù)中與控制柵接觸窗區(qū)域形貌相關(guān)的工藝流程。
[0045]在現(xiàn)有技術(shù)中，與控制柵接觸窗區(qū)域形貌相關(guān)的工藝流程一般是:先形成有源區(qū)，隨后進行控制柵多晶硅層的沉積，此后涂覆光刻膠并進行光刻以定義出需要打開的區(qū)域(控制柵連接區(qū)域以及外圍區(qū)域被打開)，此后進行控制柵晶硅層的刻蝕，在控制柵晶硅層刻蝕后去除光刻膠，最后利用氫氟酸進行殘留物的清除。
[0046]圖1示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法的流程圖。
[0047]如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法包括:
[0048]第一步驟S1:在晶圓中形成控制柵接觸窗區(qū)域100、閃存單元區(qū)域200和外圍區(qū)域300;在控制柵接觸窗區(qū)域100和閃存單元區(qū)域200中，硅片上形成有浮柵層10(如圖2和圖3所示)；在外圍區(qū)域300中，硅片上依次形成浮柵層10氮化硅層40和LPTEOS介質(zhì)層50(如圖4所示)；
[0049]其中，例如，晶圓中閃存單元區(qū)域的有源區(qū)中形成有ONO(Oxide-Nitride-Oxide，二氧化硅/氮化硅/二氧化硅)結(jié)構(gòu)，作為存儲器的存儲結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，ONO結(jié)構(gòu)的厚度介于600A-800A之間。
[0050]第二步驟S2:在控制柵接觸窗區(qū)域100、閃存單元區(qū)域200和外圍區(qū)域300上執(zhí)行控制柵多晶硅層20的沉積(如圖5、圖6和圖7所示)；同樣的，此步驟可以采用現(xiàn)有技術(shù)中的任何適當(dāng)技術(shù)來實現(xiàn)。
[0051 ]第三步驟S3:在控制柵多晶硅層20上形成硬掩膜層30(如圖8、圖9和圖10所示)；具體地，所述硬掩膜層由LPTEOS形成，即是LPTEOS硬掩膜層。
[0052]LPTE0S，即低壓正硅酸乙酯(TEOS)，是通過低壓熱解正硅酸乙酯生成的，淀積溫度介于650-750攝氏度之間，反應(yīng)壓力控制在400Pa(3T)以下；而在實際的工藝中，例如，反應(yīng)壓力優(yōu)選地控制在67Pa(500mT)以下。
[0053]優(yōu)選地，LPTEOS硬掩膜層的厚度介于300A?500A之間。
[0054]第四步驟S4:在硬掩膜層涂覆光刻膠并進行光刻以定義出需要打開的區(qū)域，其中在控制柵接觸窗區(qū)域100形成控制柵連接窗口 101，并且外圍區(qū)域上的硬掩膜層30蝕掉(如圖11、圖12和圖13所示)，隨后去除光刻膠；
[0055]第五步驟S5:在硬掩膜層30的控制柵連接窗口 101側(cè)壁上形成側(cè)壁結(jié)構(gòu)102，如圖14所示；
[0056]第六步驟S6:利用未被刻蝕掉的硬掩膜層30以及側(cè)壁結(jié)構(gòu)102，對控制柵多晶硅層20進行刻蝕，從而在控制柵接觸窗區(qū)域100的控制柵多晶硅層20中形成控制柵接觸窗凹槽(如圖15所示)，保留閃存單元區(qū)域200的控制柵多晶硅層20(如圖16所示)，并且完全去除外圍區(qū)域300的控制柵多晶硅層20(如圖17所示)。
[0057]可以看出，在根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選實施例的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法中，通過增加側(cè)壁結(jié)構(gòu)，有效地縮小了控制柵接觸窗區(qū)域尺寸。
[0058]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區(qū)分說明書中的各個組件、元素、步驟等，而不是用于表示各個組件、元素、步驟之間的邏輯關(guān)系或者順序關(guān)系等。
[0059]可以理解的是，雖然本發(fā)明已以較佳實施例披露如上，然而上述實施例并非用以限定本發(fā)明。對于任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容對本發(fā)明技術(shù)方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，其特征在于包括: 第一步驟:在晶圓中形成控制柵接觸窗區(qū)域、閃存單元區(qū)域和外圍區(qū)域； 第二步驟:在控制柵接觸窗區(qū)域、閃存單元區(qū)域和外圍區(qū)域上執(zhí)行控制柵多晶硅層的沉積； 第三步驟:在控制柵多晶硅層上形成硬掩膜層； 第四步驟:在硬掩膜層涂覆光刻膠并進行光刻以定義出需要打開的區(qū)域，其中在控制柵接觸窗區(qū)域形成控制柵連接窗口； 第五步驟:在硬掩膜層的控制柵連接窗口側(cè)壁上形成側(cè)壁結(jié)構(gòu)； 第六步驟:利用未被刻蝕掉的硬掩膜層以及側(cè)壁結(jié)構(gòu)，對控制柵多晶硅層進行刻蝕，從而在控制柵接觸窗區(qū)域的控制柵多晶硅層中形成控制柵接觸窗凹槽。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，其特征在于，所述硬掩膜層是LPTEOS硬掩膜層。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，其特征在于，LPTEOS硬掩膜層的厚度介于300A?500A之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，其特征在于，在第一步驟中，在控制柵接觸窗區(qū)域和閃存單元區(qū)域中，硅片上形成有浮柵層;在外圍區(qū)域中，硅片上依次形成浮柵層、氮化娃層和LPTEOS介質(zhì)層。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，其特征在于，在第一步驟中，晶圓中閃存單元區(qū)域的有源區(qū)中形成有ONO結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，其特征在于，ONO結(jié)構(gòu)的厚度介于600A-800A之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，其特征在于，通過低壓熱解正硅酸乙酯生成LPTEOS硬掩膜層，其中淀積溫度介于650-750攝氏度之間，反應(yīng)壓力控制在400Pa(3T)以下。8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，其特征在于，第六步驟中，保留了閃存單元區(qū)域的控制柵多晶硅層。9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，其特征在于，在第四步驟中，外圍區(qū)域上的硬掩膜層蝕掉。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的縮小控制柵接觸窗區(qū)域尺寸的方法，其特征在于，第六步驟中，完全去除了外圍區(qū)域的控制柵多晶硅層。
【文檔編號】H01L21/28GK106024590SQ201610596121
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月27日
【發(fā)明人】張怡, 劉憲周
【申請人】上海華虹宏力半導(dǎo)體制造有限公司