防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法
【專利摘要】本發明提供了一種防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，包括：在存儲單元區域在襯底上形成浮柵層和存儲單元控制柵極層，而且在外圍區域在襯底上形成柵極多晶硅層，隨后在襯底上淀積高級圖形化薄膜；在高級圖形化薄膜上形成間隙填充材料層，以填充高級圖形化薄膜的凹凸部位；采用平坦化回處理工藝將高級圖形化薄膜形貌平整化；淀積抗反射涂層薄膜；涂覆光刻膠并且形成光刻膠圖案；利用光刻膠圖案執行刻蝕處理以便對浮柵層和存儲單元控制柵極層進行刻蝕。
【專利說明】
防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法
技術領域
[0001]本發明涉及半導體制造領域，更具體地說，本發明涉及一種防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法。
【背景技術】
[0002]在閃存工藝中由于閃存區及外圍區形貌形成要求，通常存儲單元控制柵極和外圍柵極多晶硅工藝是分兩步進行的。
[0003]在設計規格線寬尺寸較大的情況下傳統光刻工藝如KrF可以采用厚光阻方案來保證足夠的光阻阻擋層。
[0004]但在線寬低于一定規格時，需采用浸沒式光刻方案，常規工藝流程是:先用高級圖形化薄膜填充，然后進行抗反射涂層(BARC)填充，接著進行光刻工藝(浸沒式光刻方案光阻厚度通常較薄為滿足小線寬精度要求)。
[0005]然而，按照這一常規流程如圖所示:先進行柵極多晶硅處理再控制柵極處理的工藝，由于已經形成的外圍柵極多晶硅區域存在高低落差，致使該區域抗反射涂層厚度遠薄于存儲單元區域，在刻蝕過程中就非常容易發生由于柵極多晶硅區域高級圖形化薄膜阻擋不足而發生的刻蝕損傷。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術中存在上述缺陷，提供一種能夠防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法。
[0007]為了實現上述技術目的，根據本發明，提供了一種防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，包括:
[0008]第一步驟:在存儲單元區域在襯底上形成浮柵層和存儲單元控制柵極層，而且在外圍區域在襯底上形成柵極多晶硅層，隨后在襯底上淀積高級圖形化薄膜；
[0009]第二步驟:在高級圖形化薄膜上形成間隙填充材料層，以填充高級圖形化薄膜的凹凸部位。
[0010]第三步驟:采用平坦化回處理工藝將高級圖形化薄膜形貌平整化；
[0011 ]第四步驟:淀積抗反射涂層薄膜；
[0012]第五步驟:涂覆光刻膠并且形成光刻膠圖案；
[0013]第六步驟:利用光刻膠圖案執行刻蝕處理以便對浮柵層和存儲單元控制柵極層進行刻蝕。
[0014]優選地，在第一步驟中利用雙層高級圖形化薄膜工藝淀積高級圖形化薄膜。
[0015]優選地，襯底是硅襯底。
[0016]優選地，在第一步驟中，淀積的高級圖形化薄膜表面形成有凹凸部位。
[0017]優選地，在第一步中，根據控制柵極刻蝕時高級圖形化薄膜的耗量來計算出高級圖形化薄膜的最低厚度。
[0018]優選地，第三步驟的平坦化回處理工藝選用的刻蝕工藝刻蝕間隙填充材料的速率低于刻蝕高級圖形化薄膜的速率。
[0019]優選地，在第五步驟中，光刻膠圖案覆蓋外圍區域上形成的柵極多晶硅層。
[0020]優選地，在第六步驟中未刻蝕外圍區域上形成的柵極多晶硅層。
[0021]優選地，間隙填充材料的流動性大于高級圖形化薄膜的流動性。
[0022]優選地，間隙填充材料的物理性能近似于高級圖形化薄膜的物理性能。
[0023]在本發明中，通過間隙填充材料將晶圓表面形貌填充平整，接著進行平坦化回處理工藝以實現高級圖形化薄膜表面平整化，再進行光刻及刻蝕工藝，從而解決晶圓表面圖形由于高低落差造成的刻蝕損傷。
[0024]此外，在本發明中，由于柵極多晶硅區域有足夠厚的高級圖形化薄膜及抗反射涂層，控制柵極刻蝕的時候就有足夠的阻擋層保護住柵極多晶硅區域;而且，在本發明中，由于該方案薄膜疊層保持不變，也保證了光學修正的原始模型也適用，省去了重新建模的時間和成本。
【附圖說明】
[0025]結合附圖，并通過參考下面的詳細描述，將會更容易地對本發明有更完整的理解并且更容易地理解其伴隨的優點和特征，其中:
[0026]圖1示意性地示出了根據本發明優選實施例的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法的第一步驟。
[0027]圖2示意性地示出了根據本發明優選實施例的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法的第二步驟。
[0028]圖3示意性地示出了根據本發明優選實施例的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法的第三步驟。
[0029]圖4示意性地示出了根據本發明優選實施例的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法的第四步驟。
[0030]圖5示意性地示出了根據本發明優選實施例的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法的第五步驟。
[0031]圖6示意性地示出了根據本發明優選實施例的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法的第六步驟。
[0032]需要說明的是，附圖用于說明本發明，而非限制本發明。注意，表示結構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有相同或者類似的標號。
【具體實施方式】
[0033]為了使本發明的內容更加清楚和易懂，下面結合具體實施例和附圖對本發明的內容進行詳細描述。
[0034]本發明采用創新的高級圖形化薄膜平坦化回處理工藝來解決有形貌晶圓表面經常發生的刻蝕損傷問題。在本發明中，通過間隙填充材料將晶圓表面形貌填充平整，接著進行平坦化回處理工藝以實現高級圖形化薄膜表面平整化，再進行光刻及刻蝕工藝，從而解決晶圓表面圖形由于高低落差造成的刻蝕損傷。
[0035]下面將結合附圖來描述本發明的具體優選實施例。
[0036]圖1至圖6示意性地示出了根據本發明優選實施例的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法的各個步驟。
[0037]如圖1至圖6所示，根據本發明優選實施例的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法包括:
[0038]第一步驟:在存儲單元區域在襯底100上形成浮柵層10和存儲單元控制柵極層20，而且在外圍區域在襯底100上形成柵極多晶硅層30，隨后在襯底上淀積高級圖形化薄膜40;
[0039]具體地，優選地，在第一步驟中利用雙層高級圖形化薄膜工藝淀積高級圖形化薄膜40。
[0040]例如，襯底是硅襯底。
[0041]其中，在第一步驟中，淀積的高級圖形化薄膜40表面形成有凹凸部位(間隙)41。
[0042]第一步驟進行雙層高級圖形化薄膜工藝保證足夠的高級圖形化薄膜阻擋層厚度。
[0043]其中，在第一步驟高級圖形化薄膜薄膜加厚淀積時，根據控制柵極刻蝕時高級圖形化薄膜的耗量來計算出高級圖形化薄膜最低厚度，保證外圍需要保護區域高級圖形化薄膜刻蝕阻擋厚度足夠是該解決方案的前提。
[0044]第二步驟:在高級圖形化薄膜40上形成間隙填充材料層，以填充高級圖形化薄膜40的凹凸部位。
[0045]S卩，第二步驟采用流動性較好的間隙填充材料50將高級圖形化薄膜表面填平整。
[0046]其中，在第二步驟中，間隙填充選用和高級圖形化薄膜材質近似且流動性較好的材料，保證填充完晶圓表面的平整性，且不會造成后續平坦化回處理工藝出現間隙填充與高級圖形化薄膜較高的選擇比影響高級圖形化薄膜最終平整度。
[0047]具體地，優選地，間隙填充材料的流動性大于高級圖形化薄膜的流動性。而且優選地，間隙填充材料的物理性能近似于高級圖形化薄膜的物理性能。
[0048]第三步驟:采用平坦化回處理工藝將高級圖形化薄膜40形貌平整化；
[0049]其中，平坦化回處理工藝選用的刻蝕工藝具有間隙填充材料比高級圖形化薄膜的低選擇比(平坦化回處理工藝選用的刻蝕工藝刻蝕間隙填充材料的速率低于刻蝕高級圖形化薄膜的速率)，防止影響高級圖形化薄膜最終平整度，且控制平坦化回處理工藝后閃存單元區高級圖形化薄膜厚度與常規流程方案相同，這樣就能保證光學修正的原始模型也適用，不需要重新基于膜厚來建立新的模型。
[0050]第四步驟:淀積抗反射涂層薄膜60;
[0051]第五步驟:涂覆光刻膠并且形成光刻膠圖案;其中，光刻膠圖案覆蓋外圍區域上形成的柵極多晶硅層30。
[0052]第六步驟:利用光刻膠圖案執行刻蝕處理以便對浮柵層10和存儲單元控制柵極層20進行刻蝕。從圖6的虛線區域可以看出，在第六步驟中未刻蝕外圍區域上形成的柵極多晶娃層30。
[0053]由此，在本發明中，通過間隙填充材料將晶圓表面形貌填充平整，接著進行平坦化回處理工藝以實現高級圖形化薄膜表面平整化，再進行光刻及刻蝕工藝，從而解決晶圓表面圖形由于高低落差造成的刻蝕損傷。
[0054]此外，在本發明中，由于柵極多晶硅區域有足夠厚的高級圖形化薄膜及抗反射涂層，控制柵極刻蝕的時候就有足夠的阻擋層保護住柵極多晶硅區域;而且，在本發明中，由于該方案薄膜疊層保持不變，也保證了光學修正的原始模型也適用，省去了重新建模的時間和成本。
[0055]此外，需要說明的是，除非特別說明或者指出，否則說明書中的術語“第一”、“第二”、“第三”等描述僅僅用于區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、步驟之間的邏輯關系或者順序關系等。
[0056]可以理解的是，雖然本發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明。對于任何熟悉本領域的技術人員而言，在不脫離本發明技術方案范圍情況下，都可利用上述揭示的技術內容對本發明技術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，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【主權項】
1.一種防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，其特征在于包括: 第一步驟:在存儲單元區域在襯底上形成浮柵層和存儲單元控制柵極層，而且在外圍區域在襯底上形成柵極多晶硅層，隨后在襯底上淀積高級圖形化薄膜； 第二步驟:在高級圖形化薄膜上形成間隙填充材料層，以填充高級圖形化薄膜的凹凸部位。 第三步驟:采用平坦化回處理工藝將高級圖形化薄膜形貌平整化； 第四步驟:淀積抗反射涂層薄膜； 第五步驟:涂覆光刻膠并且形成光刻膠圖案； 第六步驟:利用光刻膠圖案執行刻蝕處理以便對浮柵層和存儲單元控制柵極層進行刻蝕。2.根據權利要求1所述的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，其特征在于，在第一步驟中利用雙層高級圖形化薄膜工藝淀積高級圖形化薄膜。3.根據權利要求1或2所述的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，其特征在于，襯底是娃襯底。4.根據權利要求1或2所述的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，其特征在于，在第一步驟中，淀積的高級圖形化薄膜表面形成有凹凸部位。5.根據權利要求1或2所述的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，其特征在于，在第一步中，根據控制柵極刻蝕時高級圖形化薄膜的耗量來計算出高級圖形化薄膜的最低厚度。6.根據權利要求1或2所述的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，其特征在于，第三步驟的平坦化回處理工藝選用的刻蝕工藝刻蝕間隙填充材料的速率低于刻蝕高級圖形化薄膜的速率。7.根據權利要求1或2所述的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，其特征在于，在第五步驟中，光刻膠圖案覆蓋外圍區域上形成的柵極多晶硅層。8.根據權利要求1或2所述的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，其特征在于，在第六步驟中未刻蝕外圍區域上形成的柵極多晶硅層。9.根據權利要求1或2所述的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，其特征在于，間隙填充材料的流動性大于高級圖形化薄膜的流動性。10.根據權利要求1或2所述的防止有形貌晶圓表面刻蝕損傷的光刻刻蝕方法，其特征在于，間隙填充材料的物理性能近似于高級圖形化薄膜的物理性能。
【文檔編號】H01L21/311GK105845564SQ201610357141
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】殷冠華, 陳昊瑜, 顧珍
【申請人】上海華力微電子有限公司