[發明專利]在多晶硅膜層中形成窄溝槽結構的制備方法

無效

• 申請號: 200910055509.5
• 申請日: 2009-07-28
• 公開（公告）號: CN101625967A
• 公開（公告）日: 2010-01-13
• 發明（設計）人: 徐愛斌;李榮林;李棟;董耀旗;宗登剛
• 申請（專利權）人: 上海宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H01L21/8247
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所
• 代理人: 鄭 瑋

技術領域

本發明涉及一種半導體器件制造工藝，具體涉及一種窄溝槽(寬度小于等于0.10um)的制備方法。

背景技術

某些半導體器件(例如閃存)需要在多晶硅膜層中形成一種窄溝槽結構，而且隨著半導體器件的特征尺寸(例如臨界尺寸)的持續減小，該窄溝槽的寬度尺寸將降低到＜＝0.10um，如圖1和圖2為窄溝槽的結構示意圖。

而制造窄溝槽結構，需要在光刻中采用精度更高的昂貴設備或者更加復雜的工藝技術來實現，因此，在現有的光刻設備和工藝條件下能夠形成窄溝槽結構是有待研究的技術課題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種在多晶硅膜層中形成窄溝槽結構的制備方法，它可以在多晶硅膜層中制備寬度小于等于0.10um的窄溝槽結構，且不需要改進現有的光刻設備。

為了解決以上技術問題，本發明提供了一種在多晶硅膜層中形成窄溝槽結構的制備方法，包括如下步驟：

(1)在所述多晶硅膜層上淀積第一層氮化硅膜層；

(2)在所述的第一層氮化硅膜層上涂布光刻膠，并光刻定義溝槽區域；

(3)刻蝕曝光露出的所述第一層氮化硅膜層，并去除剩余的光刻膠；

(4)在刻蝕后的第一層氮化硅膜層上淀積與其材質相同的第二層氮化硅膜層；

(5)干法刻蝕所述第二層氮化硅膜層，并在所述第一層氮化硅膜層中形成側墻和隔離區；

(6)用刻蝕后剩余的氮化硅膜層作為硬掩膜層，刻蝕所述的多晶硅膜層，在所述多晶硅膜層內形成窄溝槽結構；

(7)去除剩余的氮化硅膜層。

本發明不需要改進現有的光刻設備即可在多晶硅膜層中制備寬度小于等于0.10um的窄溝槽結構，工藝簡單，且窄溝槽的寬度可以通過改變第二層氮化硅膜層的厚度控制。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細說明。

圖1是窄溝槽結構的頂面示意圖；

圖2是窄溝槽結構的橫截面示意圖；

圖3是本發明步驟多晶硅膜層淀積第一層氮化硅膜層后的示意圖；

圖4是本發明在第一層氮化硅膜層上涂布光刻膠和光刻定義溝槽區域后的示意圖；

圖5是本發明刻蝕第一層氮化硅膜層并去除光刻膠后的示意圖；

圖6是本發明淀積第二層氮化硅膜層后的示意圖；

圖7是本發明干法刻蝕第二層氮化硅膜層后的示意圖；

圖8是本發明刻蝕多晶硅膜層形成窄溝槽的示意圖；

圖9是本發明去除剩余氮化硅膜層形成最終多晶硅窄溝槽的示意圖。

其中的附圖標記為：1、多晶硅膜層；2、窄溝槽3、第一層氮化硅膜層；4、光刻膠5、第二層氮化硅膜層6、側墻7、隔離區；S、溝槽寬度；P、節距。

具體實施方式

如圖1和圖2所示，本發明利用現有的光刻設備和工藝條件，在多晶硅膜層1中制備窄溝槽2結構(例如：溝槽寬度S＜＝0.1um，節距P＞＝0.32um)的詳細步驟如下：

(1)在多晶硅膜層1上淀積第一層氮化硅膜層3(參見圖3)。

(2)在第一層氮化硅膜層3上涂布光刻膠4，并光刻定義溝槽區域(參見圖4)。

光刻定義的溝槽圖形為普通的溝槽圖形，溝槽寬度較大(0.16～0.20um)。

(3)刻蝕曝光露出的第一層氮化硅膜層3，并去除剩余的光刻膠4(參見圖5)。

(4)在刻蝕后的第一層氮化硅膜層3上淀積第二層氮化硅膜層5(參見圖6)。

(5)干法腐蝕第二層氮化硅膜層5，并在第一層氮化硅膜層3中形成側墻6和隔離區7(參見圖7)。

(6)用刻蝕后剩余的第一層氮化硅膜層3和第二層氮化硅膜層5(即側墻6)作為硬掩膜(hard?mask)層，刻蝕多晶硅膜層1，在多晶硅膜層1內形成窄溝槽2結構(參見圖8)。

(7)去除剩余的第一層氮化硅膜層3和第二層氮化硅膜層5(參見圖9)，從而在多晶硅膜層1中形成最終的窄溝槽2。

上述制作窄溝槽的過程中，可以增加第二層氮化硅膜層5的厚度減小窄溝槽2的寬度S，工藝簡單，容易實現。