[發(fā)明專利]制備ONO結(jié)構(gòu)的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200810043277.7
• 申請(qǐng)日: 2008-04-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101567312A
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊華;呂煜坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海華虹NEC電子有限公司
• 主分類號(hào): H01L21/28
• 分類號(hào): H01L21/28;H01L21/311;H01L21/336
• 代理公司: 上海浦一知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 周 赤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的制備方法，具體涉及一種半導(dǎo)體SONOS產(chǎn)品中制備ONO(氧化膜-氮氧化膜-氧化膜)結(jié)構(gòu)的方法。

背景技術(shù)

在SONOS產(chǎn)品中需要在特定的區(qū)域制備ONO結(jié)構(gòu)。圖1所示是普通ONO工藝獲得ONO結(jié)構(gòu)示意圖。在此結(jié)構(gòu)中，尺寸5代表了ONO有效尺寸在ONO工藝中的減小量。為了增加后續(xù)工藝流程和器件的工作窗口或者增加ONO結(jié)構(gòu)密度，要求尺寸5越小越好。

工業(yè)常用的ONO結(jié)構(gòu)形成方法包括光刻、等離子刻蝕和化學(xué)濕法工藝。第一步利用光刻定義光刻膠圖形，并對(duì)其后工藝中ONO線條尺寸變化進(jìn)行補(bǔ)償。第二步，采用等離子刻蝕工藝依次將光刻膠圖形轉(zhuǎn)移到抗反射涂層、上層氧化膜和中間氮化膜，并停留在下層氧化膜上。第三步，利用化學(xué)濕法工藝打開(kāi)下層氧化膜，并借助于化學(xué)濕法對(duì)氧化膜和硅基板的良好選擇性，能夠很好的停止于硅基體表面。最后，去除殘余的光刻膠和抗反射涂層，即獲得ONO結(jié)構(gòu)。

第三步化學(xué)濕法工藝會(huì)對(duì)上層氧化膜和下層氧化膜斷面造成側(cè)向侵蝕，獲得ONO結(jié)構(gòu)如圖1所示。可見(jiàn)，尺寸5的大小主要受到化學(xué)濕法工藝的影響。為了減小尺寸5，必需控制化學(xué)濕法工藝對(duì)上層氧化膜的側(cè)向侵蝕。

現(xiàn)有的技術(shù)在用化學(xué)濕法打開(kāi)下面氧化膜時(shí)采用的是光刻膠掩膜，處理藥液的種類和數(shù)量都有很大限制，如果處理時(shí)間過(guò)長(zhǎng)容易造成光刻膠剝離問(wèn)題，使用的藥液氧化膜刻蝕速率太快又容易造成刻蝕均勻性差的問(wèn)題，特別是上層氧化膜側(cè)向刻蝕過(guò)大會(huì)嚴(yán)重增大尺寸5。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種制備ONO結(jié)構(gòu)的方法，它可以消除光刻膠剝離問(wèn)題，保證刻蝕的均勻性，有效控制側(cè)向刻蝕。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種制備ONO結(jié)構(gòu)的方法，包括如下步驟：

(1)在硅基板上依次淀積下層氧化膜、中間層氮氧化膜和上層氧化膜，形成ONO薄膜，在形成的ONO薄膜上再淀積氮化膜；

(2)在氮化膜上涂敷抗反射涂層和光刻膠，然后利用光刻工藝曝出需刻蝕的位置；

(3)在需刻蝕的位置上進(jìn)行等離子刻蝕，并停止于的下層氧化膜上；

(4)去除殘余光刻膠和抗反射涂層；

(5)進(jìn)一步用濕法腐蝕工藝刻蝕下層氧化膜；

(6)用濕法腐蝕工藝去除剩余的氮化膜，形成ONO結(jié)構(gòu)。

因?yàn)楸景l(fā)明用增加氮化膜的方法，可以消除光刻膠剝離問(wèn)題，同時(shí)使用速率較慢的BOE可以保證刻蝕均勻性，有效控制側(cè)向刻蝕，提高了ONO工藝制程的窗口，提高了結(jié)構(gòu)的電學(xué)和可靠性等性能。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是現(xiàn)有工藝獲得的ONO結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的流程圖；

圖3是本發(fā)明進(jìn)行等離子刻蝕后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明去除殘余光刻膠和抗反射涂層后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明用濕法腐蝕下層氧化膜后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明去除氮化膜后的ONO結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了避免光刻膠的剝離，本發(fā)明在最后一步氧化膜刻蝕時(shí)，采用氮化膜充當(dāng)硬質(zhì)掩膜層，在圖形全部定義完畢后，再剝?nèi)サ樱纬蒓NO結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的工藝流程如圖2所示。

第一步，在硅基板1上依次生長(zhǎng)下層氧化膜2、中間層氮氧化膜層3，上層氧化膜4和氮化膜6。在NONO生長(zhǎng)時(shí)，氮化膜6的厚度應(yīng)當(dāng)小于200埃，減少膜間應(yīng)力，也可縮短最后氮化膜去除時(shí)間。

第二步，利用光刻將光罩上的圖形轉(zhuǎn)移到光刻膠8中。為了彌補(bǔ)其后刻蝕工藝和化學(xué)濕法工藝造成對(duì)尺寸5的損失，光刻時(shí)會(huì)對(duì)線條尺寸進(jìn)行補(bǔ)償。曝光后確定需要刻蝕的位置。此步刻蝕希望能夠有較好的方向性。例如，利用雙射頻電源刻蝕機(jī)，源功率為200-600W，偏轉(zhuǎn)功率為30W-300W，氣體壓力為2-20mT，Cl2流量為0-100SCCM，CF4流量為0-150SCCM，O2流量為0-50SCCM，Ar流量為0-180SCCM，CHF3等其它含C/F氣體流量為0-100SCCM，總氣體流量50-250SCCM。