[发明专利]一种浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法

权利要求书

1.一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。

2.如权利要求1所述的浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，其特征在于，所述增厚的SiN硬掩膜表层的厚度为1400～1600A。

3.如权利要求1所述的浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，其特征在于，步骤一中，所述刻蚀气体包括CHF₃、CH₂F₂、CH₃F的其中之一。

4.如权利要求1或3所述的浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，其特征在于，所述刻蚀气体的C/F比为0.5：1～2：1。

5.如权利要求1所述的浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，其特征在于，步骤一中，所述浅沟槽隔离刻蚀的时间为45～65秒。

6.如权利要求1所述的浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，其特征在于，步骤一中，所述梯形SiN硬掩膜的侧壁具有80～85度的倾角。

7.如权利要求1所述的浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，其特征在于，步骤一中，使用先进图形化膜层作为阻挡层进行浅沟槽隔离刻蚀。

8.如权利要求1所述的浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，其特征在于，步骤三中，按所去除SiN硬掩膜的厚度计，所述二次湿法刻蚀的刻蚀量之比为0.5：1～2：1。

9.如权利要求1所述的浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，其特征在于，步骤六中，对沟槽氧化物依次进行湿法刻蚀和干法刻蚀，按所去除沟槽氧化物的厚度计，所述湿法刻蚀和干法刻蚀的刻蚀量之比为0.5：1～2：1。

10.如权利要求1或9所述的浅沟槽氧化物空洞和浮栅极多晶硅凹点的消除方法，其特征在于，步骤六中，所述沟槽氧化物的刻蚀去除厚度为380～420A。