消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法技术

本发明专利技术提供了一种消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法，包括：第一步骤：在硅片上形成多晶硅栅；第二步骤：在硅片上淀积前金属层以完全覆盖多晶硅栅；第三步骤：将前金属层研磨并减薄到多晶硅栅上方的预定厚度处；第四步骤：通过光刻和干法刻蚀工艺在将要进行钨通孔开孔的位置之间开通孔，其中所述通孔的宽度使所述通孔与将要开的钨通孔具有重叠；第五步骤：执行原子层淀积，以填满所述通孔；第六步骤：使得前金属层生长到钨通孔刻蚀的所需厚度；第七步骤：对生长后的前金属层进行钨通孔刻蚀；第八步骤：在钨通孔中进行钨填充工艺。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及半导体制造领域，更具体地说，本专利技术涉及一种消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法。
技术介绍
或非门闪存存储器存储单元区的前金属层填充工艺不能存在空洞缺陷或薄弱点，否则在读取或擦除时，会因为相邻漏极存在电压差而导致漏电、击穿或短路。现有填充工艺主要是高密度等离子体工艺(HDP，HighDensityPlasma)和高深宽比工艺(HARP，HighAspectRatioProcess)；从填充原理上看，这两种工艺都很容易在多晶硅栅(浮栅和控制栅)之间的沟槽中形成孔洞或者薄弱点。这种薄弱点在沟槽中是横向存在的；因此，在两边加电压时，即在漏极加电压时就会造成漏电、短路或击穿。对于填充难度较高的结构，单纯靠调节填充工艺尤其难于消除前金属层沟道中的薄弱点，并且因为存储单元区面积巨大，难于通过有效的方法对这种薄弱点进行工艺监控和检查，因此这种薄弱点会导致明显的良率损失。由此，希望能够提供一种能够消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在上述缺陷，提供一种能够消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法。为了实现上述技术目的，根据本专利技术，提供了一种消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法，包括：第一步骤：在硅片上形成多晶硅栅；第二步骤：在硅片上淀积前金属层以完全覆盖多晶硅栅；第三步骤：将前金属层研磨并减薄到多晶硅栅上方的预定厚度处；第四步骤：通过光刻和干法刻蚀工艺在将要进行钨通孔开孔的位置之间开通孔，其中所述通孔的宽度使所述通孔与将要开的钨通孔具有重叠；第五步骤：执行原子层淀积，以填满所述通孔；第六步骤：使得前金属层生长到钨通孔刻蚀的所需厚度；第七步骤：对生长后的前金属层进行钨通孔刻蚀；第八步骤：在钨通孔中进行钨填充工艺。优选地，在所述消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法中，在第一步骤，在硅片中形成浅沟槽隔离以便将硅片中的有源区隔开。优选地，在所述消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法中，第三步骤采用化学机械研磨工艺来将前金属层研磨并减薄。优选地，在所述消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法中，在第三步骤中，预定厚度介于500A～1000A之间。优选地，在所述消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法中，在第四步骤，所述通孔的宽度使所述通孔与将要开的钨通孔具有预定面积的重叠。优选地，在所述消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法中，在第四步骤中，利用蚀刻停止层来使蚀刻停止，使得蚀刻停止在蚀刻停止层。优选地，在所述消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法中，第六步骤采用采用PETEOS工艺使得前金属层生长到钨通孔刻蚀所需的厚度。优选地，在所述消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法中，在第六步骤，在使得前金属层生长到钨通孔刻蚀的所需厚度之后，利用化学机械研磨工艺对生长后的前金属层进行研磨。本专利技术通过应用原子层淀积的方法在钨通孔间的开孔内淀积薄膜，从而替代之前前金属层填充工艺产生的在多晶硅栅之间的具有横向薄弱点的介电材质，避免相邻的漏极钨通孔间在工作时的漏电、击穿或短路。附图说明结合附图，并通过参考下面的详细描述，将会更容易地对本专利技术有更完整的理解并且更容易地理解其伴随的优点和特征，其中：图1示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法的流程图。需要说明的是，附图用于说明本专利技术，而非限制本专利技术。注意，表示结构的附图可能并非按比例绘制。并且，附图中，相同或者类似的元件标有相同或者类似的标号。具体实施方式为了使本专利技术的内容更加清楚和易懂，下面结合具体实施例和附图对本专利技术的内容进行详细描述。在本专利技术中，在前金属层(PMD，Pre-MetalDielectric)填充工艺之后，用化学机械研磨(CMP，ChemicalMechanicalPolish)工艺将前金属层研磨并减薄到多晶硅上方500A～1000A，通过光刻和干法刻蚀工艺在将要进行钨通孔开孔的位置之间开通孔，蚀刻停止在蚀刻停止层(CESL，ContactEtchStopLayer)，保证这个通孔的宽度，使其与将要开的钨通孔有足够的重叠。在此通孔中淀积原子层淀积(ALD，AtomLayerDeposition)，使其填满通孔。原子层淀积工艺是各向同性保形生长的工艺，在通孔中生长时不会形成横向的缺陷或薄弱点。因而，原来存在横向薄弱点的介电层就被没有横向薄弱点的原子层淀积通孔替代掉。之后应用PETEOS(等离子体增强正硅酸乙酯)工艺将前金属层长到需要的高度(如果有必要再应用CMP工艺进行研磨)。在已经修复好的前金属层继续进行钨通孔和钨填充工艺。这样保证在钨通孔之间的材料都被无横向薄弱点的原子层淀积通孔替代。图1示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法的流程图。如图1所示，根据本专利技术优选实施例的消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法包括：第一步骤S1：在硅片上形成多晶硅栅；一般，还在硅片中形成浅沟槽隔离以便将硅片中的有源区隔开。第二步骤S2：在硅片上淀积前金属层以完全覆盖多晶硅栅；第三步骤S3：将前金属层研磨并减薄到多晶硅栅上方的预定厚度处；例如，第三步骤采用化学机械研磨工艺来将前金属层研磨并减薄。例如，在第三步骤中，预定厚度介于500A～1000A之间。第四步骤S4：通过光刻和干法刻蚀工艺在将要进行钨通孔开孔的位置之间开通孔，其中所述通孔的宽度使所述通孔与将要开的钨通孔具有重叠(优选地具有足够的重叠)；例如，所述通孔的宽度使所述通孔与将要开的钨通孔具有预定面积的重叠。例如，在第四步骤中，利用蚀刻停止层来使蚀刻停止，即蚀刻停止在蚀刻停止层。第五步骤S5：执行原子层淀积，以填满所述通孔；原子层淀积工艺是各向同性保形生长的工艺，在通孔中生长时不会形成横向的缺陷或薄弱点。因而，原来存在横向薄弱点的介电层就被没有横向薄弱点的原子层淀积通孔替代掉。第六步骤S6：使得前金属层生长到钨通孔刻蚀的所需厚度；例如，第六步骤采用采用PETEOS工艺使得前金属层生长到钨通孔刻蚀所需的厚度。优选地，在第六步骤，在使得前金属层生长到钨通孔刻蚀的所需厚度之后，利用化学机械研磨工艺对生长后的前金属层进行研磨。第七步骤S7：对生长后的前金属层进行钨通孔刻蚀；第八步骤S8：在钨通孔中进行钨填充工艺。这样保证在钨通孔之间的材料都被无横向薄弱点的原子层淀积通孔替代。由此，通过应用原子层淀积通孔替代原有的存在横向薄弱点的前金属层薄膜，可以使得在钨通孔填充后，钨通孔之间没有横向薄弱点，避免了钨与其粘附层横向扩散，从而避免了在漏极加压后造成的漏电，击穿或短路。保证了良率和可靠性。本专利技术将前金属层沟槽间存在横向的缺陷材质用原子层淀积薄膜代替，因而从根本上消除了横向的电介质薄弱点的缺陷，从而避免了存储单元区的漏极间在加压下的漏电，击穿或短路的现象，提高良率和可靠性。此外，需要说明的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。可以理解的是，虽然本专利技术已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本专利技术。对于任何熟悉本领域的技术人本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法，其特征在于包括：第一步骤：在硅片上形成多晶硅栅；第二步骤：在硅片上淀积前金属层以完全覆盖多晶硅栅；第三步骤：将前金属层研磨并减薄到多晶硅栅上方的预定厚度处；第四步骤：通过光刻和干法刻蚀工艺在将要进行钨通孔开孔的位置之间开通孔，其中所述通孔的宽度使所述通孔与将要开的钨通孔具有重叠；第五步骤：执行原子层淀积，以填满所述通孔；第六步骤：使得前金属层生长到钨通孔刻蚀的所需厚度；第七步骤：对生长后的前金属层进行钨通孔刻蚀；第八步骤：在钨通孔中进行钨填充工艺。

【技术特征摘要】
1.一种消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法，其特征在于包括：第一步骤：在硅片上形成多晶硅栅；第二步骤：在硅片上淀积前金属层以完全覆盖多晶硅栅；第三步骤：将前金属层研磨并减薄到多晶硅栅上方的预定厚度处；第四步骤：通过光刻和干法刻蚀工艺在将要进行钨通孔开孔的位置之间开通孔，其中所述通孔的宽度使所述通孔与将要开的钨通孔具有重叠；第五步骤：执行原子层淀积，以填满所述通孔；第六步骤：使得前金属层生长到钨通孔刻蚀的所需厚度；第七步骤：对生长后的前金属层进行钨通孔刻蚀；第八步骤：在钨通孔中进行钨填充工艺。2.根据权利要求1所述的消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法，其特征在于，在第一步骤，在硅片中形成浅沟槽隔离以便将硅片中的有源区隔开。3.根据权利要求1或2所述的消除前金属层内部缺陷导致的短路漏电的方法，其特征在于，第三步骤采用化学机械研磨工艺来将前金属层研磨并减薄。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志刚，
申请(专利权)人：上海华力微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31