防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法技术

本发明专利技术提供了一种防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法，包括：在存储单元区域在衬底上形成浮栅层和存储单元控制栅极层，而且在外围区域在衬底上形成栅极多晶硅层，随后在衬底上淀积高级图形化薄膜；在高级图形化薄膜上形成间隙填充材料层，以填充高级图形化薄膜的凹凸部位；采用平坦化回处理工艺将高级图形化薄膜形貌平整化；淀积抗反射涂层薄膜；涂覆光刻胶并且形成光刻胶图案；利用光刻胶图案执行刻蚀处理以便对浮栅层和存储单元控制栅极层进行刻蚀。

【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防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法。
技术介绍
在闪存工艺中由于闪存区及外围区形貌形成要求，通常存储单元控制栅极和外围栅极多晶硅工艺是分两步进行的。在设计规格线宽尺寸较大的情况下传统光刻工艺如KrF可以采用厚光阻方案来保证足够的光阻阻挡层。但在线宽低于一定规格时，需采用浸没式光刻方案，常规工艺流程是：先用高级图形化薄膜填充，然后进行抗反射涂层(BARC)填充，接着进行光刻工艺(浸没式光刻方案光阻厚度通常较薄为满足小线宽精度要求)。然而，按照这一常规流程如图所示：先进行栅极多晶硅处理再控制栅极处理的工艺，由于已经形成的外围栅极多晶硅区域存在高低落差，致使该区域抗反射涂层厚度远薄于存储单元区域，在刻蚀过程中就非常容易发生由于栅极多晶硅区域高级图形化薄膜阻挡不足而发生的刻蚀损伤。
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，提供一种能够防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法。为了实现上述技术目的，根据本专利技术，提供了一种防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法，包括：第一步骤：在存储单元区域在衬底上形成浮栅层和存储单元控制栅极层，而且在外围区域在衬底上形成栅极多晶硅层，随后在衬底上淀积高级图形化薄膜；第二步骤：在高级图形化薄膜上形成间隙填充材料层，以填充高级图形化薄膜的凹凸部位。第三步骤：采用平坦化回处理工艺将高级图形化薄膜形貌平整化；第四步骤：淀积抗反射涂层薄膜；第五步骤：涂覆光刻胶并且形成光刻胶图案；第六步骤：利用光刻胶图案执行刻蚀处理以便对浮栅层和存储单元控制栅极层进行刻蚀。优选地，在第一步骤中利用双层高级图形化薄膜工艺淀积高级图形化薄膜。优选地，衬底是硅衬底。优选地，在第一步骤中，淀积的高级图形化薄膜表面形成有凹凸部位。优选地，在第一步中，根据控制栅极刻蚀时高级图形化薄膜的耗量来计算出高级图形化薄膜的最低厚度。优选地，第三步骤的平坦化回处理工艺选用的刻蚀工艺刻蚀间隙填充材料的速率低于刻蚀高级图形化薄膜的速率。优选地，在第五步骤中，光刻胶图案覆盖外围区域上形成的栅极多晶硅层。优选地，在第六步骤中未刻蚀外围区域上形成的栅极多晶硅层。优选地，间隙填充材料的流动性大于高级图形化薄膜的流动性。优选地，间隙填充材料的物理性能近似于高级图形化薄膜的物理性能。在本专利技术中，通过间隙填充材料将晶圆表面形貌填充平整，接着进行平坦化回处理工艺以实现高级图形化薄膜表面平整化，再进行光刻及刻蚀工艺，从而解决晶圆表面图形由于高低落差造成的刻蚀损伤。此外，在本专利技术中，由于栅极多晶硅区域有足够厚的高级图形化薄膜及抗反射涂层，控制栅极刻蚀的时候就有足够的阻挡层保护住栅极多晶硅区域；而
且，在本专利技术中，由于该方案薄膜叠层保持不变，也保证了光学修正的原始模型也适用，省去了重新建模的时间和成本。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防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法的第一步骤。图2示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法的第二步骤。图3示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法的第三步骤。图4示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法的第四步骤。图5示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法的第五步骤。图6示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法的第六步骤。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。本专利技术采用创新的高级图形化薄膜平坦化回处理工艺来解决有形貌晶圆表
面经常发生的刻蚀损伤问题。在本专利技术中，通过间隙填充材料将晶圆表面形貌填充平整，接着进行平坦化回处理工艺以实现高级图形化薄膜表面平整化，再进行光刻及刻蚀工艺，从而解决晶圆表面图形由于高低落差造成的刻蚀损伤。下面将结合附图来描述本专利技术的具体优选实施例。图1至图6示意性地示出了根据本专利技术优选实施例的防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法的各个步骤。如图1至图6所示，根据本专利技术优选实施例的防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法包括：第一步骤：在存储单元区域在衬底100上形成浮栅层10和存储单元控制栅极层20，而且在外围区域在衬底100上形成栅极多晶硅层30，随后在衬底上淀积高级图形化薄膜40；具体地，优选地，在第一步骤中利用双层高级图形化薄膜工艺淀积高级图形化薄膜40。例如，衬底是硅衬底。其中，在第一步骤中，淀积的高级图形化薄膜40表面形成有凹凸部位(间隙)41。第一步骤进行双层高级图形化薄膜工艺保证足够的高级图形化薄膜阻挡层厚度。其中，在第一步骤高级图形化薄膜薄膜加厚淀积时，根据控制栅极刻蚀时高级图形化薄膜的耗量来计算出高级图形化薄膜最低厚度，保证外围需要保护区域高级图形化薄膜刻蚀阻挡厚度足够是该解决方案的前提。第二步骤：在高级图形化薄膜40上形成间隙填充材料层，以填充高级图形化薄膜40的凹凸部位。即，第二步骤采用流动性较好的间隙填充材料50将高级图形化薄膜表面填平整。其中，在第二步骤中，间隙填充选用和高级图形化薄膜材质近似且流动性
较好的材料，保证填充完晶圆表面的平整性，且不会造成后续平坦化回处理工艺出现间隙填充与高级图形化薄膜较高的选择比影响高级图形化薄膜最终平整度。具体地，优选地，间隙填充材料的流动性大于高级图形化薄膜的流动性。而且优选地，间隙填充材料的物理性能近似于高级图形化薄膜的物理性能。第三步骤：采用平坦化回处理工艺将高级图形化薄膜40形貌平整化；其中，平坦化回处理工艺选用的刻蚀工艺具有间隙填充材料比高级图形化薄膜的低选择比(平坦化回处理工艺选用的刻蚀工艺刻蚀间隙填充材料的速率低于刻蚀高级图形化薄膜的速率)，防止影响高级图形化薄膜最终平整度，且控制平坦化回处理工艺后闪存单元区高级图形化薄膜厚度与常规流程方案相同，这样就能保证光学修正的原始模型也适用，不需要重新基于膜厚来建立新的模型。第四步骤：淀积抗反射涂层薄膜60；第五步骤：涂覆光刻胶并且形成光刻胶图案；其中，光刻胶图案覆盖外围区域上形成的栅极多晶硅层30。第六步骤：利用光刻胶图案执行刻蚀处理以便对浮栅层10和存储单元控制栅极层20进行刻蚀。从图6的虚线区域可以看出，在第六步骤中未刻蚀外围区域上形成的栅极多晶硅层30。由此，在本专利技术中，通过间隙填充材料将晶圆表面形貌填充平整，接着进行平坦化回处理工艺以实现高级图形化薄膜表面平整化，再进行光刻及刻蚀工艺，从而解决晶圆表面图形由于高低落差造成的刻蚀损伤。此外，在本专利技术中，由于栅极多晶硅区域有足够厚的高级图形化薄膜及抗反射涂层，控制栅极刻蚀的时候就有足够的阻挡层保护住栅极多晶硅区域；而且，在本专利技术中，由于该方案薄膜叠层保持不变，也保证了光学修正的原始模型也适用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法，其特征在于包括：第一步骤：在存储单元区域在衬底上形成浮栅层和存储单元控制栅极层，而且在外围区域在衬底上形成栅极多晶硅层，随后在衬底上淀积高级图形化薄膜；第二步骤：在高级图形化薄膜上形成间隙填充材料层，以填充高级图形化薄膜的凹凸部位。第三步骤：采用平坦化回处理工艺将高级图形化薄膜形貌平整化；第四步骤：淀积抗反射涂层薄膜；第五步骤：涂覆光刻胶并且形成光刻胶图案；第六步骤：利用光刻胶图案执行刻蚀处理以便对浮栅层和存储单元控制栅极层进行刻蚀。

【技术特征摘要】
1.一种防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法，其特征在于包括：第一步骤：在存储单元区域在衬底上形成浮栅层和存储单元控制栅极层，而且在外围区域在衬底上形成栅极多晶硅层，随后在衬底上淀积高级图形化薄膜；第二步骤：在高级图形化薄膜上形成间隙填充材料层，以填充高级图形化薄膜的凹凸部位。第三步骤：采用平坦化回处理工艺将高级图形化薄膜形貌平整化；第四步骤：淀积抗反射涂层薄膜；第五步骤：涂覆光刻胶并且形成光刻胶图案；第六步骤：利用光刻胶图案执行刻蚀处理以便对浮栅层和存储单元控制栅极层进行刻蚀。2.根据权利要求1所述的防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法，其特征在于，在第一步骤中利用双层高级图形化薄膜工艺淀积高级图形化薄膜。3.根据权利要求1或2所述的防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法，其特征在于，衬底是硅衬底。4.根据权利要求1或2所述的防止有形貌晶圆表面刻蚀损伤的光刻刻蚀方法，其特征在于，在第一步骤中，淀积的高级图形化薄膜表面形成有凹凸部位。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷冠华，陈昊瑜，顾珍，
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