一種同時(shí)改善STI和FG Poly填充孔洞工藝窗口的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及半導(dǎo)體領(lǐng)域，尤其涉及一種同時(shí)改善STI和FG Poly填充孔洞工藝窗口的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在65nm及以下節(jié)點(diǎn)的自對(duì)準(zhǔn)浮柵工藝閃存產(chǎn)品開發(fā)中，由于涉及規(guī)格要求，閃存陣列STI和AA (Active Area:有源區(qū))的尺寸較小，STI尺寸較小會(huì)使淺槽隔離氧化硅的填充產(chǎn)生空洞，但是同時(shí)，STI尺寸加大進(jìn)而是AA尺寸較小也容易產(chǎn)生浮柵多晶硅填充的空洞，這就決定了要在兩者之間尋找平衡的工藝窗口具有相當(dāng)?shù)膹?fù)雜性和難度，目前在工藝研發(fā)過程中常規(guī)使用的監(jiān)測(cè)調(diào)試方法時(shí)通過單步調(diào)試然后進(jìn)行電鏡缺陷掃描和物理切片的方法來判定工藝窗口，如圖1和圖2所示，調(diào)試周期很長。
[0003]中國專利(CN102364689A)記載了一種閃存器件的浮柵結(jié)構(gòu)及其制備方法，屬于超大規(guī)模集成電路制造技術(shù)中的非易失存儲(chǔ)器技術(shù)領(lǐng)域，通過在標(biāo)準(zhǔn)閃存工藝中改變浮柵的制作方式，加入三步淀積，兩步刻蝕和一步CMP，形成“工”字形浮柵。
[0004]中國專利(CN101202243)記載了一種嵌入式閃存器件中懸浮式刻蝕阻擋層接觸孔的刻蝕方法，包括如下步驟:第一步:頂層氮氧化硅的刻蝕；第二步:氧化膜主刻蝕之快速刻蝕；第三步:氧化膜主刻蝕之慢速刻蝕:該步氧化硅對(duì)氮化硅的選擇比大于20:1，而刻蝕速率相對(duì)慢一些；第四步:去除由前三步刻蝕帶來的殘留于接觸孔底部的聚合物;第五步:去除懸浮式氮化硅刻蝕阻擋層；第六步:底部氧化膜刻蝕。
[0005]上述兩個(gè)專利均未記載有關(guān)通過光刻尺寸EM組合AA和氮化硅形貌調(diào)整，并搭配FG CMP后濕法化學(xué)溶劑刻蝕，最后用掃描鏡來快速有效地調(diào)試和觀測(cè)STI和FG填充空洞工藝窗口的技術(shù)特征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]鑒于上述問題，本發(fā)明提供一種改進(jìn)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的方法。
[0007]本發(fā)明解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為:
[0008]一種同時(shí)改善STI和FG Poly填充空洞工藝窗口的方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0009]步驟S1,設(shè)計(jì)閃存器件；
[0010]步驟S2，采用有源區(qū)光刻工藝EM的方式，按順序定義出從小到大的有源區(qū)尺寸；
[0011]步驟S3，調(diào)整隔離淺槽開口形貌和氮化硅阻擋層厚度，并將調(diào)整后的結(jié)果與所述步驟S1中的有源區(qū)尺寸進(jìn)行組合；
[0012]步驟S4，將組合的晶圓流片進(jìn)行浮柵的平坦化工藝，并對(duì)所述組合的晶圓流片表面進(jìn)行濕法刻蝕；
[0013]步驟S5，用過掃描電鏡觀測(cè)和調(diào)試尋找最適合的STI和FG填充空洞工藝窗口。
[0014]上述的方法，其中，所述步驟S4平坦化工藝采用化學(xué)機(jī)械研磨。
[0015]上述的方法，其中，所述步驟S3中的隔離淺槽的開口形貌呈錐形。
[0016]上述的方法，其中，所述步驟S3中通過調(diào)整隔離淺槽的開口形貌來調(diào)整STI填充空洞，通過調(diào)整氮化硅厚度來調(diào)整FG Poly填充空洞。
[0017]上述的方法，其中，所述有源區(qū)尺寸越大，所述FG填充空洞越少。
[0018]上述的方法，其中，所述有源區(qū)尺寸越小，所述STI填充空洞越少。
[0019]上述的方法，其中，所述步驟S2中有源區(qū)尺寸由左向右依次定義。
[0020]上述的方法，其中，自對(duì)準(zhǔn)浮柵工藝中釜山的厚度由氮化硅阻擋層的厚度直接決定。
[0021]上述技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn)或有益效果:
[0022]本發(fā)明通過光刻尺寸EM組合有源區(qū)和氮化硅形貌調(diào)整，并搭配FG CMP后濕法化學(xué)溶劑刻蝕，然后用掃描電鏡來快速有效地調(diào)試和觀測(cè)STI和FG填充空洞工藝窗口，相比單步傳統(tǒng)方式大大縮減了成本和調(diào)試周期。
【附圖說明】
[0023]參考所附附圖，以更加充分的描述本發(fā)明的實(shí)施例。然而，所附附圖僅用于說明和闡述，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明范圍的限制。
[0024]圖1是物理切片和電鏡掃描觀測(cè)STI填充空洞示意圖；
[0025]圖2是電鏡掃描觀測(cè)FG Poly填充空洞示意圖；
[0026]圖3是有源區(qū)光刻EM晶圓實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]本發(fā)明提供一種同時(shí)改善STI和FG Poly填充空洞工藝窗口的方法，可應(yīng)用于半導(dǎo)體生產(chǎn)領(lǐng)域，優(yōu)選的可應(yīng)用于65/55nm和45/40nm等技術(shù)節(jié)點(diǎn)的工藝中，并運(yùn)用于MemoryFlash eFlash等技術(shù)平臺(tái)和PIE的技術(shù)模組中，當(dāng)使用該方法后，能夠通過光刻尺寸EM組合有源區(qū)和氮化硅形貌調(diào)整，并搭配FG CMP后濕法化學(xué)溶劑刻蝕，然后用掃描電鏡來快速有效地調(diào)試和觀測(cè)STI和FG填充空洞工藝窗口，相比單步傳統(tǒng)方式大大縮減了成本和調(diào)試周期。
[0028]本發(fā)明的核心思想是先通過采用有源區(qū)光刻工藝EM的方式，從左到右依次定義出從小到大的有源區(qū)尺寸，然后組合STI開口形貌和氮化硅阻擋層厚度的調(diào)整，將組合的晶圓流片至FG CMP步驟之后進(jìn)行一定量的濕法化學(xué)溶劑刻蝕STI和FG Poly表面，這樣就可以在同一片晶圓上用掃描電鏡觀測(cè)不同的組合工藝條件配合不同STI和有源區(qū)尺寸對(duì)工藝窗口的影響從而尋找最適合的工藝窗口。
[0029]65nm閃存普遍采用自對(duì)準(zhǔn)浮柵工藝方式來制作存儲(chǔ)器件，該工藝流程的特殊性在于STI的尺寸大小決定了 AA的尺寸大小，STI尺寸越大填充能力越好但相對(duì)的AA尺寸變小從而使FG Poly填充能力變差；反之STI填充能力變差而FG Poly填充能力變好。
[0030]在工藝開發(fā)過程中，我們通過定義晶圓不同的STI和AA尺寸，來進(jìn)行物理切片和電鏡掃描從而觀測(cè)填充空洞，來尋找工藝窗口 ；同時(shí)由于STI刻蝕形貌的開口大小直接影響STI填充能力，所以可以通過調(diào)整STI開口形貌來增加STI填充工藝窗口，但STI開口變大的另一個(gè)直接的影響就是氮化硅去除后給FG Poly填充的開口形貌變小，這樣會(huì)造成FGPoly填充空洞；還有在自對(duì)準(zhǔn)浮柵工藝中浮柵的厚度是由氮化硅阻擋層的厚度直接決定的，厚度的調(diào)整也直接影響兩者的工藝窗口。
[0031]所以，在自對(duì)準(zhǔn)浮柵工藝中STI尺寸，形貌和氮化硅阻擋層都會(huì)影響到STI和FGPoly填充的工藝窗口，用但不調(diào)試的方法就會(huì)面臨非常復(fù)雜和困難的問題，調(diào)試周期也會(huì)非常漫長。
[0032]本發(fā)明涉及到一種同時(shí)改善STI和FG Poly填充空洞工藝窗口的方法，首先涉及一閃存器件，然后采用有源區(qū)光刻工藝EM的方式，如圖3所示，按有左向右的順序定義出從小到大的有源區(qū)尺寸，調(diào)整隔離淺槽開口形貌和氮化硅阻擋厚度，并將調(diào)整后的結(jié)果與有源區(qū)尺寸進(jìn)行組合，將組合的晶圓進(jìn)行浮柵的平坦化工藝，然后對(duì)組合的晶圓表面進(jìn)行濕法刻蝕，用掃描電鏡觀測(cè)和調(diào)試尋找最適合的STI和FG填充空洞工藝窗口。在平坦化工藝中采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝，隔離淺槽的開口外貌呈錐形，通過調(diào)整隔離淺槽的開口形貌來調(diào)整STI填充空洞，通過調(diào)整氮化硅厚度來調(diào)整FG Poly填充空洞。
[0033]通過說明和附圖，給出了【具體實(shí)施方式】的特定結(jié)構(gòu)的典型實(shí)施例，基于本發(fā)明精神，還可作其他的轉(zhuǎn)換。盡管上述發(fā)明提出了現(xiàn)有的較佳實(shí)施例，然而，這些內(nèi)容并不作為局限。
[0034]對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，閱讀上述說明后，各種變化和修正無疑將顯而易見。因此，所附的權(quán)利要求書應(yīng)看作是涵蓋本發(fā)明的真實(shí)意圖和范圍的全部變化和修正。在權(quán)利要求書范圍內(nèi)任何和所有等價(jià)的范圍與內(nèi)容，都應(yīng)認(rèn)為仍屬本發(fā)明的意圖和范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種同時(shí)改善STI和FG Poly填充空洞工藝窗口的方法，其特征在于，包括以下步驟: 步驟SI，設(shè)計(jì)閃存器件； 步驟S2，采用有源區(qū)光刻工藝EM的方式，按順序定義出從小到大的有源區(qū)尺寸； 步驟S3，調(diào)整隔離淺槽開口形貌和氮化硅阻擋層厚度，并將調(diào)整后的結(jié)果與所述步驟S2中的有源區(qū)尺寸進(jìn)行組合； 步驟S4，將組合的晶圓進(jìn)行浮柵的平坦化工藝，然后對(duì)所述組合的晶圓表面進(jìn)行濕法刻蝕; 步驟S5，用過掃描電鏡觀測(cè)和調(diào)試尋找最適合的STI和FG填充空洞工藝窗口。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4平坦化工藝采用化學(xué)機(jī)械研磨。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3中的隔離淺槽的開口形貌呈錐形。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3中通過調(diào)整隔離淺槽的開口形貌來調(diào)整STI填充空洞，通過調(diào)整氮化硅厚度來調(diào)整FG Poly填充空洞。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有源區(qū)尺寸越大，所述FG填充空洞越少。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述有源區(qū)尺寸越小，所述STI填充空洞越少。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2中有源區(qū)尺寸由左向右依次定義。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，自對(duì)準(zhǔn)浮柵工藝中浮柵的厚度由氮化硅阻擋層的厚度直接決定。
【專利摘要】一種同時(shí)改善STI和FG？Poly填充空洞工藝窗口的方法，首先涉及一閃存器件，然后采用有源區(qū)光刻工藝EM的方式，按由左向右的順序定義出從小到大的有源區(qū)尺寸，調(diào)整隔離淺槽開口形貌和氮化硅阻擋厚度，并將調(diào)整后的結(jié)果與有源區(qū)尺寸進(jìn)行組合，將組合的晶圓進(jìn)行浮柵的平坦化工藝，然后對(duì)組合的晶圓表面進(jìn)行濕法刻蝕，用掃描電鏡觀測(cè)和調(diào)試尋找最適合的STI和FG填充空洞工藝窗口。在平坦化工藝中采用化學(xué)機(jī)械研磨工藝，隔離淺槽的開口外貌呈錐形，通過調(diào)整隔離淺槽的開口形貌來調(diào)整STI填充空洞，通過調(diào)整氮化硅厚度來調(diào)整FG？Poly填充空洞。
【IPC分類】H01L21/8247, H01L21/66, H01L21/762, H01L21/28
【公開號(hào)】CN105336696
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410273931
【發(fā)明人】殷冠華, 陳廣龍
【申請(qǐng)人】上海華力微電子有限公司
【公開日】2016年2月17日
【申請(qǐng)日】2014年6月18日