一种浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法

摘要

本发明公开了一种浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，通过增加SiN硬掩膜的厚度，扩大多晶硅平坦化的工艺窗口；通过引入可产生高分子聚合物的刻蚀气体，实现大斜度的SiN硬掩膜倾角，以增强沟槽氧化物填充的工艺能力；通过分2次进行湿法刻蚀去除SiN硬掩膜，使晶圆经过氢氟酸槽两次，利用各向同性刻蚀特性使沟槽氧化物顶部圆滑化，有利于浮栅极多晶硅的填充。本发明应用于0.18μm及以下闪存器件的自对准浮栅极多晶硅填充工艺中，可同时消除自对准浮栅极多晶硅填充工艺中浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的产生，进一步完善了现有工艺。

主权项

一种浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，应用于0.18μm及以下闪存器件的自对准浮栅极多晶硅填充工艺中，其特征在于，包括提供具有垫氧层和增厚的SiN硬掩膜表层的晶圆衬底，先使用浸润式光刻方法进行曝光和显影，以在晶圆上形成浅沟槽隔离图案，之后，依次进行以下步骤：步骤一：进行浅沟槽隔离刻蚀，在SiN硬掩膜刻蚀过程中，通过增加刻蚀气体的C/F比来增加SiN硬掩膜刻蚀过程中的聚合物生成，以形成侧壁具有大斜度倾角的梯形SiN硬掩膜形貌；步骤二：采用高深宽比填充工艺的热化学沉积法进行沟槽氧化物的填充，然后使用化学机械研磨法做沟槽氧化物的平坦化处理；步骤三：以氢氟酸为刻蚀剂，按照工艺要求的SiN硬掩膜去除的湿刻总量，分二次湿法刻蚀以去除SiN硬掩膜，其中，第一次先去除部分厚度的SiN硬掩膜，第二次再去除剩余厚度的SiN硬掩膜，使晶圆经过氢氟酸槽两次，利用氢氟酸对晶圆的各向同性刻蚀特性，使在步骤二中填充的沟槽氧化物的顶部侧壁被部分刻蚀去除，形成顶部的圆滑化形貌；步骤四：使用化学清洗法去除垫氧层，再通过炉管工艺在原位生长一层隧道氧化层；步骤五：在被去除的SiN硬掩膜处通过炉管工艺生长一层浮栅极多晶硅层，然后使用化学机械研磨法做浮栅极多晶硅的平坦化处理，并保证有足够的过度研磨量来去除浅沟槽隔离上端的浮栅极多晶硅；步骤六：对沟槽氧化物依次进行湿法刻蚀和干法刻蚀，以去除部分厚度的沟槽氧化物，并利用刻蚀中的各向同性刻蚀特性，使浮栅极多晶硅的侧壁被部分刻蚀去除，来形成侧壁具有大斜度倾角的梯形浮栅极多晶硅形貌。