[發明專利]避免控制柵形成中刻蝕返工導致無定型碳膜剝落的方法

有效

• 申請號: 201711242834.3
• 申請日: 2017-11-30
• 公開（公告）號: CN107993922B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 徐靈芝;張志剛
• 申請（專利權）人: 上海華力微電子有限公司
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 俞滌炯

本發明公開了避免控制柵形成中刻蝕返工導致無定型碳膜剝落的方法，包括：S1：提供一已形成單元區域和邏輯區域的晶圓；S2：在晶圓的上表面淀積具有填充能力的氧化物薄膜；S3：平整化氧化物薄膜；S4：去除單元區域的氧化物薄膜；S5：在單元區域的上表面以及邏輯區域的氧化物薄膜的上表面淀積無定形碳薄膜和介質抗反射薄膜；S6：進行單元區域的控制柵的形成；S7：去除邏輯區域的無定形碳薄膜和氧化物薄膜。本發明通過具有填充能力的氧化物填充邏輯區域的圖形，能夠避免無定形碳薄膜填充后造成空洞的問題，從而避免在控制柵形成的刻蝕返工工藝中出現無定形碳薄膜剝落的問題。

技術領域

本發明涉及半導體制造的技術領域，尤其涉及一種控制柵形成工藝。

背景技術

P-flash項目中先刻蝕邏輯區域的多晶硅，再進行單元區域(Cell區域)的控制柵(CG)后刻蝕的方法。由于在工藝中單元區域的尺寸較小，需要在控制柵區域采用無定形碳薄膜(APF)和無氮介質抗反射薄膜(NFDARC)作為光罩(HM)。因此在作為控制柵光罩的無定形碳薄膜需要在已形成圖形的邏輯區域中生長，此過程中由于有圖形的存在，將給無定形碳薄膜工藝帶來一定的難度。在控制柵形成過程(CG loop)進行刻蝕返工(rework)時發現無定形碳薄膜的填充有一些空洞，在無氮介質抗反射薄膜淀積之后在晶圓(wafer)一些位置形成了薄弱點(weak point)的位置，在后續刻蝕返工經過硫酸(SPM)清洗過程中，硫酸通過薄弱點將下面無定形碳薄膜腐蝕掉，導致無定形碳薄膜的剝落(請參見圖1所示)。

此外業內為了消除控制柵刻蝕返工時出現的無定形碳薄膜剝落的問題采用增加無定形碳薄膜的厚度來消除無定形碳在邏輯區圖形上的形成的空洞問題，雖然可以消除無定形碳薄膜的剝落問題，但是無定形碳薄膜的厚度增加同時也會工藝(process)本身以及后續制程帶來一系列的問題，例如后續的刻蝕工藝的要求。

發明內容

為了無定形碳薄膜不具有填充能力導致剝落的問題，本發明的目的在于提供一種避免控制柵形成中刻蝕返工導致無定型碳膜剝落的方法，在無定形碳薄膜之前增加了一道具有填充能力的氧化物淀積工藝。適用的技術節點包括：≥130nm、90nm、65/55nm、45/40nm、32/28nm。

為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為：

避免控制柵形成中刻蝕返工導致無定型碳膜剝落的方法，其中，包括：

步驟S1：提供一已形成單元區域和邏輯區域的晶圓；

步驟S2：在所述晶圓的上表面淀積具有填充能力的氧化物薄膜；

步驟S3：平整化所述氧化物薄膜；

步驟S4：去除所述單元區域的所述氧化物薄膜；

步驟S5：在所述單元區域的上表面以及所述邏輯區域的氧化物薄膜的上表面淀積無定形碳薄膜和介質抗反射薄膜；

步驟S6：進行所述單元區域的控制柵的形成；

步驟S7：去除所述邏輯區域的所述無定形碳薄膜和所述氧化物薄膜。

上述的避免控制柵形成中刻蝕返工導致無定型碳膜剝落的方法，其中，在所述步驟S2中，所述氧化物薄膜填充所述單元區域的上表面和所述邏輯區域的上表面。

上述的避免控制柵形成中刻蝕返工導致無定型碳膜剝落的方法，其中，在所述步驟S2中，通過高深寬比工藝在所述晶圓上淀積所述氧化物薄膜。

上述的避免控制柵形成中刻蝕返工導致無定型碳膜剝落的方法，其中，在所述步驟S3中，通過化學機械研磨將所述氧化物薄膜磨平。

上述的避免控制柵形成中刻蝕返工導致無定型碳膜剝落的方法，其中，在所述步驟S3中，化學機械研磨停止在所述邏輯區域的多晶硅上方。