[发明专利]改善快闪存储器制作工艺中光刻胶涂布缺陷的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制作领域，尤其涉及改善快闪存储器制作工艺中光刻胶涂布缺陷的方法。

背景技术

快闪存储器是一类非易失性存储器，即使在供电电源关闭后仍能保持片内信息；在存储器电可擦除和可重复编程，而不需要特殊的高电压；快闪存储器具有成本低、密度大的特点。

快闪存储器，一般是被设计成具有堆栈式栅极(Stack-Gate)结构，此结构包括栅氧化层、用来储存电荷的多晶硅浮置栅极、栅间介质层以及用来控制数据存取的多晶硅控制栅极。

现有快闪存储器的制作过程中光刻胶层的涂布如图1至图4所示。参考图1，半导体衬底100上形成栅氧化层102。传统形成栅氧化层102的工艺是热氧化法，在高温环境下，将半导体衬底100暴露在含氧环境中，所述工艺通常在炉管中实现；通常形成的栅氧化层102的厚度都在几十埃左右。

在栅氧化层102上形成第一导电层104，所述第一导电层104的材质例如是多晶硅，其形成的方法例如是低压化学气相沉积法(LPCVD)；在第一导电层104上形成栅间介质层106，因为快闪存储器要求与浮置栅极接触的栅间介质层106须具备良好的电性，以避免在正常电压下，用来储存电荷的浮置栅极发生漏电或是过早电崩溃的问题。

在栅间介质层106上旋涂第一光刻胶层107，经过曝光、显影工艺，在第一光刻胶层107上沿位线方向形成第一开口图形，所述第一光刻胶层107上第一开口图形的位置与半导体衬底100内需要形成源极和漏极的位置相对应。

如图2所示，以第一光刻胶层为掩膜，蚀刻栅间介质层106、第一导电层104和栅氧化层102至露出半导体衬底100，形成浮置栅极104a。灰化法去除第一光刻胶层；接着再用硫酸和双氧水混合溶液或氨水和双氧水混合溶液进一步去除残留的第一光刻胶层，清洗工艺后会产生亲水性的硅烷醇105。以浮置栅极104a为掩膜，在半导体衬底100中进行离子注入，形成源极/漏极101。

如图3所示，用化学气相沉积法在栅间介质层106及半导体衬底100之上形成第二导电层，第二导电层的材质例如是掺杂复晶硅与金属硅化物；用化学气相沉积法在第二导电层上形成顶盖层110，所述顶盖层110的材料为氮化硅；在顶盖层110上形成第二光刻胶层(未示出)，经过曝光、显影工艺，定义控制栅极图形，由于沉积的第二导电层是不平坦的，因此第二光刻胶层也不平坦，进而使硅烷醇105容易产生在第二光刻胶层内，硅烷醇性质并不稳定，第二光刻胶内在经过软烤后会发生硅烷醇脱水，进而产生空洞；以第二光刻胶层为掩膜，蚀刻顶盖层110和第二导电层至露出半导体衬底100，形成控制栅极108a；由顶盖层110、控制栅极108a、栅间介质层106、浮置栅极104a及栅氧化层102构成堆栈栅极结构。

请参照图4，灰化法去除第二光刻胶层；接着再用硫酸和双氧水混合溶液或氨水和双氧水混合溶液进一步去除残留的第二光刻胶层，清洗工艺后会产生亲水性的硅烷醇。然后，于半导体衬底100和堆栈栅极结构上形成氮化硅层116；在氮化硅层116上形成第三光刻胶层114，在去除第二光刻胶层时产生的硅烷醇由于具有亲水性，易挥发至第三光刻胶层114中，导致第三光刻胶层114内产生空洞114a。

接着，经过曝光显影工艺后，在第三光刻胶层上定义出侧墙图形；以第三光刻胶层为掩膜，刻蚀氮化硅层，在堆栈栅极结构两侧形成侧墙；最后进行后续金属连线过程，形成快闪存储器。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：由于清洗工艺中在半导体衬底或其它膜层上会产生硅烷醇，硅烷醇具有亲水性，在后续于半导体衬底或其它膜层上涂覆光刻胶层的过程中，易吸附在微观的堆栈图形结构中，硅烷醇又易在光刻胶层中发生挥发脱水，导致光刻胶层内产生空洞，影响半导体器件的性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种改善快闪存储器制作工艺中光刻胶涂布缺陷的，防止光刻胶层内产生空洞，影响半导体器件的性能。