专利名称：一种氧化物-氮化物-氧化物和多晶体残余的移除方法
技术领域：
本发明涉及半导体制造中的蚀刻方法，特别是涉及一种用于堆叠式栅 极闪存工艺的氧化物-氮化物-氧化物和多晶体残余的移除方法。
背景技术：
在传统的堆叠式栅极闪存工艺中(如图1和图2所示)，堆叠式栅极 闪存的制造顺序是第一步，提供一衬底，该衬底上有沟槽；第二步，在 衬底上依次形成穿隧氧化层(tunnel oxide)、浮置栅极层(floating gate)P0、 栅间介电层例如阵列氧化物-氮化物-氧化物(ONO);第三步，形成导体 层，并对该导体层进行蚀刻，首先蚀刻闪存单元的单元栅极(cellgate)， 而后蚀刻逻辑栅极(logic gate)。由于PO的侧壁与顶部氧化物-氮化物-氧 化物厚度的差异，使得单元栅极蚀刻时P0侧壁上的氧化物-氮化物-氧化 物无法彻底蚀刻干净(残余的氧化物-氮化物-氧化物称之为氧化物-氮化物 -氧化物围篱(fence),如图2所示)，从而造成Pl或P0沿着氧化物-氮化 物-氧化物围篱底部也有残余，严重时PI或PO残余就会使单元栅极(cell gate,简称CG)12与单元栅极13之间或单元栅极12与选择栅极(sdect gate,简称SG)ll或单元栅极13与选择栅极14之间发生短路(bridge)。 电性上看，闪存装置无法正常编程或擦除；合格率测试时，会出现大量的 整体擦除(mass erase)或基板检测失败(check board fail)现象。
发明内容
针对以上传统工艺中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种氧化物-氮化物-氧化物和多晶体残余的移除方法，通过更改阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻光罩图形的定义及阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻方式，在不增加额外光罩层的条件下，将氧化物-氮化物-氧化物围篱及多晶体残余彻 底去除，从而显著改善合格率。
本发明的上述目的及其它目的是通过如下技术方案实现的: 一种氧化 物-氮化物-氧化物和多晶体残余的移除方法，包括
第一步，提供一衬底，该衬底上有沟槽；
第二步，在衬底上依次形成穿隧氧化层，浮置栅极层，氧化物-氮化 物-氧化物层；
第三步，形成导体层，并对该导体层进行蚀刻，利用光罩首先蚀刻单 元栅极，而后蚀刻逻辑栅极；
在第三步中，上述光罩的图形为在外围电路区域全部打开，并且闪存 单元中氧化物-氮化物-氧化物不起作用的部分也打开。
作为优选，把闪存单元中的单元栅极的光罩尺寸每边放大到预定尺寸。
作为优选，阵列氧化物-氮化物-氧化物的蚀刻方式为湿式蚀刻。
本发明与传统技术相比，优势如下
首先，传统的堆叠式栅极闪存工艺中，阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀
刻光罩会把闪存单元以外的外围电路(periphery circuit)区域全部打开(即 光罩上的periphery区域为clear),而闪存单元(flash cell)中的氧化物-氮化物-氧化物全部保留(即光罩上闪存单元区域为暗(dark))，实际上 闪存单元中氧化物-氮化物-氧化物只对CG装置才真正起作用，而SG装 置是只用P0作栅极的，氧化物-氮化物-氧化物对SG并不起作用。本发明 通过改变阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻光罩图形的定义，即阵列氧化物 -氮化物-氧化物蚀刻光罩除了把外围电路区域全部打开外，还会把闪存单 元中氧化物-氮化物-氧化物不起作用的部分也打开，打开的范围在蚀刻前 便已确定。同时，本发明还考虑到工艺漂移(process shift)的问题，把 闪存单元的单元栅极的光罩尺寸放大，这样以来，闪存单元中容易形成氧 化物-氮化物-氧化物围篱的氧化物-氮化物-氧化物在阵列一一氧化物-氮化物-氧化物蚀刻时就已经被蚀刻，在后续的工艺中就不会再有氧化物-氮化物-氧化物围篱的出现。
其次，在传统的堆叠式栅极闪存工艺中，阵列氧化物-氮化物-氧化物的蚀刻方式都是干蚀刻，如果按照前面所述更改阵列氧化物-氮化物-氧化
物蚀刻光罩图形的定义之后，为了把P0侧壁上氧化物-氮化物-氧化物都彻底蚀刻，就必须增加阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻的过度蚀刻(overetch，简称OE)时间，从而影响到阵列氧化物-氮化物-氧化物物蚀刻后剩余氧化层的厚度。但是阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻后剩余氧化层的厚度对后续外围电路(peripherycircuit)的植入影响是非常关键的，本发明把阵列氧化物-氮化物-氧化物的蚀刻方式改为湿式蚀刻，由于湿式蚀刻中磷酸对氮化硅(SiN)和二氧化硅(Si02)的选择比非常高，因此，利用湿式蚀刻既可以彻底去除氧化物-氮化物-氧化物，又能很好的控制剩余氧化层的厚度。
下面结合附图，对本发明的具体实施方式
作进一步的详细说明。对于所属技术领域的技术人员而言，从对本发明的详细说明中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。
图1为传统的堆叠式栅极闪存工艺示意图2为图1中沿虚线切开的剖面图3为本发明的一个优选实施例示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明一种氧化物-氮化物-氧化物和多晶体残余的移除方法作进一步详细的说明。
本发明提供一种氧化物-氮化物-氧化物和多晶体残余的移除方法，通过更改阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻光罩图形的定义来去除氧化物-氮化物-氧化物围篱。首先在衬底上形成沟槽，可以利用浅沟道隔离法(STI)形成上述沟槽，定义出有源区，而后在衬底上形成穿隧氧化层(tunndoxide)、浮置栅极层(floating gate)、栅间介电层，该栅间介电层可以是氧化物-氮化物-氧化物层，而后形成导体层，并对该导体层进行蚀刻，首先蚀刻单元栅极，而后蚀刻逻辑栅极，其中的阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻光罩除了把外围电路区域全部打开外，还把闪存单元中氧化物-氮化物-氧化物不起作用的部分也打开。考虑到工艺漂移的问题，因此把CGline的光罩尺寸放大，例如CG line每边放大0.04Pm，该尺寸在蚀刻前便已确定。如图3所示，单元栅极32和33的双层轮廓中，外轮廓所限定的范围较大的区域为放大后的闪存单元中的单元栅极的光罩尺寸。这样，闪存单元中容易形成氧化物-氮化物-氧化物围篱的区域在阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻时就被同时蚀刻，因而避免了氧化物-氮化物-氧化物围篱的形成，在后续的工艺中就不会再有氧化物-氮化物-氧化物围篱的出现，多晶体残留的现象便不会发生，不会使单元栅极32与单元栅极33之间或单元栅极32与选择栅极31或单元栅极33与选择栅极34之间发生短路，从而提高合格率。
本发明还通过更改阵列氧化物-氮化物-氧化物的蚀刻方式进一步达到发明目的，即把氧化物-氮化物-氧化物的蚀刻方式改为湿式蚀刻。本发明的优势显而易见传统的堆叠式栅极闪存工艺中，阵列氧化物-氮化物-氧化物的蚀刻方式都是干蚀刻，如果按照前述更改阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻光罩图形的定义后，为了把PO侧壁上的氧化物-氮化物-氧化物都彻底蚀刻，就得增加阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻的过度蚀刻(OE)时间，从而影响到阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻后剩余氧化物-氮化物-氧化物厚度。鉴于阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻后剩余氧化层的厚度对后续的外围电路的植入影响非常关键，因此，本发明把阵列氧化物-氮化物-氧化物的蚀刻方式改为湿式蚀刻后，由于湿式蚀刻中磷酸对氮化硅和二氧化硅的选择比非常高，所以，利用湿式蚀刻既可以彻底去除氧化物-氮化物-氧化物，又可以很好的控制剩余氧化层的厚度。
当然，本发明还可有其他实施例，在不背离本发明之精神及实质的情况下，所属技术领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。
权利要求
1. 一种氧化物-氮化物-氧化物和多晶体残余的移除方法，包括第一步，提供一衬底，该衬底上有沟槽；第二步，在衬底上依次形成穿隧氧化层，浮置栅极层，氧化物-氮化物-氧化物层；第三步，形成导体层，并对该导体层进行蚀刻，利用光罩首先蚀刻单元栅极，而后蚀刻逻辑栅极；其特征在于，在第三步中，上述光罩的图形为在外围电路区域全部打开，并且在闪存单元中氧化物-氮化物-氧化物不起作用的部分也打开。
2. 根据权利要求1所述的一种氧化物-氮化物-氧化物和多晶体残余的移除方法，其特征在于，把闪存单元中的单元栅极的光罩尺寸每边放大到预定尺寸。
3. 根据权利要求1或2所述的一种氧化物-氮化物-氧化物和多晶体残余的移除方法，其特征在于，阵列氧化物-氮化物-氧化物的蚀刻方式为湿式蚀刻。
全文摘要
本发明涉及一种氧化物-氮化物-氧化物和多晶体残余的移除方法，包括第一步，提供一衬底，该衬底上有沟槽；第二步，在衬底上依次形成穿隧氧化层，浮置栅极层，氧化物-氮化物-氧化物层；第三步，形成导体层，并对该导体层进行蚀刻，利用光罩首先蚀刻单元栅极，而后蚀刻逻辑栅极；在第三步中，上述光罩的图形为在外围电路区域全部打开，并且在闪存单元中氧化物-氮化物-氧化物不起作用的部分也打开。本发明通过更改阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻光罩图形的定义及阵列氧化物-氮化物-氧化物蚀刻方式，在不增加额外光罩层的条件下，将氧化物-氮化物-氧化物围篱及多晶体残余彻底去除，从而显著改善合格率。
文档编号H01L21/8247GK101459143SQ200710198540
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月11日 优先权日2007年12月11日
发明者荣 何, 海 曾, 曾令旭, 李秋德 申请人:和舰科技(苏州)有限公司