一種電可擦除存儲器隧穿氧化層的形成方法
2023-10-11 14:01:19 4
專利名稱：一種電可擦除存儲器隧穿氧化層的形成方法
技術領域：
本發明涉及一種半導體製造工藝，特別涉及一種電可擦除存儲器隧穿 氧化層的形成方法。
背景技術：
目前隨著半導體製造技術的日益發展，集成電路設計的競爭日趨激 烈，尤其在存儲器單元的設計方面，為了提高競爭力，需要盡最大可能縮 小單元面積，簡化製作工藝。具體到先進的不揮發性存儲器電可擦除存儲
器(EEPR0M)上，其實現擦寫功能是Fowler-Nordheim遂穿機理，通過電子 隧穿氧化層(Tunnel Window oxide)實現擦和寫的功能，所以Tunnel Window oxide的質量，決定了 EEPR0M的可靠性和Endurance (擦寫次數)； 而Tunnel Window的CD (線寬)大小決定了器件尺寸減小的能力。在傳統 EEPROM的工藝中，通常是利用溼法刻蝕氧化膜開出遂穿窗口。雖然溼法 刻蝕氧化膜對矽基板的選擇比較高，能完全去除氧化膜並對矽基板沒有損 傷，但是溼法刻蝕是各項同性刻蝕，橫向刻蝕不利於線寬控制，因此完全 用溼法刻蝕得不到較小線寬的Tunnel Window (隧穿)。如採用等離子幹 法刻蝕，能得到較好的線寬控制，但是無法避免等離子物理轟擊對矽基板 的損傷，完全用幹法刻蝕的方法也是不能接受的。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種電可擦除存儲器隧穿氧化層的 形成方法，可以減小Tunnel window的線寬尺寸，從而實現了小尺寸的
EEP隨。
為解決上述技術問題，本發明方法，包括如下順序步驟步驟一、 生長一層氧化層；步驟二、在步驟一氧化層上塗布一層BARC (有機抗反 射塗層)；步驟三、再塗布一層光刻膠；步驟四、進行曝光和顯影；步驟 五、採用等離子幹法刻蝕BARC，再刻蝕一定厚度的所述氧化層；步驟六、 以一定濃度的氫氟酸刻蝕掉步驟五過刻蝕後剩餘的氧化層；步驟七、進行 溼法去膠，並測量寸法；步驟八、生長一層隧道氧化物。
本發明方法由於在工藝中結合了幹加溼的氧化膜刻蝕方法，可以得到 較小的Tunnel window線寬。
圖l是本發明方法步驟四的示意圖，即曝光開出Tunnel Window; 圖2是本發明方法步驟五的示意圖，即用等離子幹法刻MARC並過刻蝕 柵氧化層；
圖3是本發明方法步驟六的示意圖，即用溼法刻蝕剩餘氧化層； 圖4是本發明方法步驟七的示意圖，即生長隧穿氧化層，澱積多晶矽柵; 圖1一圖4中標識說明l為光刻膠，2為有機抗反射塗層，3為柵氧化層， 4為矽襯底，5為多晶矽柵，6為隧穿氧化層； 圖5是本發明方法流程示意圖。
具體實施例方式
本發明方法的目的是提出一種實現Tunnel Window線寬減小的方法， 其原理包括溼法氧化膜刻蝕大多用氫氟酸(HF)，較高濃度的HF能快速 刻蝕氧化膜，稀釋型氫氟酸(DHF)刻蝕時間雖然較長，但相對而言，能比
較精確地控制CD;本發明即利用低濃度的氫氟酸刻蝕氧化膜，雖然時間 比高濃度氫氟酸長，但線寬控制更精確。因為相同濃度的氫氟酸藥液，刻
蝕時間越短，橫向刻蝕就越少，刻蝕線寬也就越小；所以在保證能完全刻 蝕氧化膜的前提下，利用較低濃度的HF在短時間內刻蝕完氧化膜，能得 到較小的隧穿窗口。本發明方法還利用幹法刻蝕清除一部分氧化膜以減少 溼法刻蝕時間，具體方法是 一.在Bare Open (打開抗反射層)的時候， 要停在氧化膜上且沒有氧化膜的損失，這樣才能做到下一步的氧化膜刻蝕 量的精確估計。二.對下面的氧化膜刻蝕精確到剩餘50埃左右，同時保 持圖形垂直。另外針對光刻膠在長時間的酸藥液中容易漂膠的問題，本發 明在光刻膠和氧化層間增加一層有機抗反射塗層(BARC)，由於BARC —般 用於防止襯底在曝光時反射形成的駐波，它和光刻膠以及襯底都有良好的 黏附性，並和光刻膠的性質相近，容易去膠，因此本發明還利用BARC與 光刻膠和氧化膜良好的黏附性，解決了光刻膠的漂膠現象。 下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細的說明。 本發明方法如圖5所示，包括如下步驟步驟一、生長一層氧化層；步 驟二、在步驟一氧化層上塗布一層抗反射塗層；步驟三、再塗布一層光刻 膠；步驟四、進行曝光和顯影；步驟五、採用等離子幹法刻蝕BARC，過刻 蝕一定厚度的氧化層；步驟六、以一定濃度的氫氟酸刻蝕掉步驟五過刻蝕 後剩餘的氧化層；步驟七、進行溼法去膠，並測量寸法；步驟八、生長一 層隧道氧化物。圖1一圖4是上述步驟的部分示意圖，其中圖l是步驟四，即 曝光開出Tunnel Window;圖2是步驟五，即用等離子幹法刻蝕BARC並過刻 蝕柵氧化層；圖3是步驟六，即用溼法刻蝕剩餘氧化層；圖4步驟七的示意
圖，即生長隧穿氧化層，澱積多晶矽柵； 實施例
本實施例是在O. 18umEEPR0M工藝中，根據設計規則，Tunnel Window 的大小為0.24*0.24咖2， Tu匿l的0xide厚度為83埃，柵(Cell)的柵氧 厚度為300埃，光刻CD為0.22um。其具體實現方式如下(1)生長260埃到 300埃的氧化層；(2)塗布600埃的抗反射塗層AR3; (3)塗布4700埃的光刻 膠UV1102; (4)曝光，顯影；(5)等離子幹法刻蝕BARC，再通過CF4氣體精 確刻蝕到剩餘50埃左右的氧化膜；(6) 200:1的氫氟酸(DHF)刻蝕掉剩餘 氧化膜，DHF時間少於5分鐘；(7)溼法去膠，測量寸法；(8)生長83埃的 Tunnel Oxide。實際刻蝕後的CD為O. 25*0. 25um。
為說明本發明方法效果，可以用下列的傳統刻蝕方法效果作對比
一、 用4.6W的HF 2分鐘，刻蝕後的Tunnel Window CD為O. 35*0. 35um;
二、 用200:1的DHF 30分鐘，刻蝕後CD為O. 30*0. 30um。 將以上數據與本發明方法的效果對比可見，本發明採用幹加溼的刻蝕
方法能得到較小的Tunnel Window CD。
綜上所述，本發明為防止光刻膠在酸漕漂膠，利用帶抗反射塗層的光 刻阻擋層增加光刻阻擋層與氧化層的黏附性；為得到較小的隧穿氧化層線 寬，利用幹法刻蝕的過刻蝕結合溼法刻蝕去除氧化層；為了得到較小的隧 穿氧化層線寬，溼法刻蝕利用低濃度的稀釋氫氟酸。最終實現了小尺寸的 EEPROM。
權利要求
1、一種電可擦除存儲器隧穿氧化層的形成方法，其特徵在於，包括如下順序步驟步驟一、生長一層氧化層；步驟二、在步驟一所述氧化層上塗布一層BARC；步驟三、再塗布一層光刻膠；步驟四、進行曝光和顯影；步驟五、採用等離子幹法刻蝕BARC，再刻蝕一定厚度的所述氧化層；步驟六、以一定濃度的氫氟酸刻蝕掉步驟五刻蝕後剩餘的氧化層；步驟七、進行溼法去膠，並測量寸法；步驟八、生長一層隧道氧化物。
2、 根據權利要求l所述電可擦除存儲器隧穿氧化層的形成方法，其特 徵在於，步驟一中氧化層厚度為260埃到300埃；步驟二中抗反射塗層為AR3， 其厚度為600埃；步驟三中光刻膠厚度為4700埃；步驟五中進行Barc Open 時應保持氧化膜無損失且氧化膜刻蝕剩餘50埃，同時保持圖形垂直；步驟 六中一定濃度為200:1 ，刻蝕時間少於5分鐘；步驟八中隧道氧化物厚度為 83埃。
全文摘要
本發明公開了一種電可擦除存儲器隧穿氧化層的形成方法，包括如下順序步驟步驟一、生長一層氧化層；步驟二、在步驟一氧化層上塗布一層BARC；步驟三、再塗布一層光刻膠；步驟四、進行曝光和顯影；步驟五、採用等離子幹法刻蝕BARC，再刻蝕一定厚度的所述氧化層；步驟六、以一定濃度的氫氟酸刻蝕掉步驟五過刻蝕後剩餘的氧化層；步驟七、進行溼法去膠，並測量寸法；步驟八、生長一層隧道氧化物。本發明方法由於在工藝中結合了幹加溼的氧化膜刻蝕方法，可以得到較小的Tunnel window線寬，從而實現了小尺寸的EEPROM。
文檔編號H01L21/02GK101192521SQ200610118548
公開日2008年6月4日 申請日期2006年11月21日 優先權日2006年11月21日
發明者呂煜坤, 華 楊, 遲玉山, 陳昊瑜, 龔新軍 申請人:上海華虹Nec電子有限公司