专利名称：一种电可擦除存储器隧穿氧化层的形成方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体制造工艺，特别涉及一种电可擦除存储器隧穿 氧化层的形成方法。
背景技术：
目前随着半导体制造技术的日益发展，集成电路设计的竞争日趋激 烈，尤其在存储器单元的设计方面，为了提高竞争力，需要尽最大可能縮 小单元面积，简化制作工艺。具体到先进的不挥发性存储器电可擦除存储
器(EEPR0M)上，其实现擦写功能是Fowler-Nordheim遂穿机理，通过电子 隧穿氧化层(Tunnel Window oxide)实现擦和写的功能，所以Tunnel Window oxide的质量，决定了 EEPR0M的可靠性和Endurance (擦写次数)； 而Tunnel Window的CD (线宽)大小决定了器件尺寸减小的能力。在传统 EEPROM的工艺中，通常是利用湿法刻蚀氧化膜开出遂穿窗口。虽然湿法 刻蚀氧化膜对硅基板的选择比较高，能完全去除氧化膜并对硅基板没有损 伤，但是湿法刻蚀是各项同性刻蚀，横向刻蚀不利于线宽控制，因此完全 用湿法刻蚀得不到较小线宽的Tunnel Window (隧穿)。如采用等离子干 法刻蚀，能得到较好的线宽控制，但是无法避免等离子物理轰击对硅基板 的损伤，完全用干法刻蚀的方法也是不能接受的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种电可擦除存储器隧穿氧化层的 形成方法，可以减小Tunnel window的线宽尺寸，从而实现了小尺寸的
EEP隨。
为解决上述技术问题，本发明方法，包括如下顺序步骤步骤一、 生长一层氧化层；步骤二、在步骤一氧化层上涂布一层BARC (有机抗反 射涂层)；步骤三、再涂布一层光刻胶；步骤四、进行曝光和显影；步骤 五、采用等离子干法刻蚀BARC，再刻蚀一定厚度的所述氧化层；步骤六、 以一定浓度的氢氟酸刻蚀掉步骤五过刻蚀后剩余的氧化层；步骤七、进行 湿法去胶，并测量寸法；步骤八、生长一层隧道氧化物。
本发明方法由于在工艺中结合了干加湿的氧化膜刻蚀方法，可以得到 较小的Tunnel window线宽。
图l是本发明方法步骤四的示意图，即曝光开出Tunnel Window; 图2是本发明方法步骤五的示意图，即用等离子干法刻MARC并过刻蚀 栅氧化层；
图3是本发明方法步骤六的示意图，即用湿法刻蚀剩余氧化层； 图4是本发明方法步骤七的示意图，即生长隧穿氧化层，淀积多晶硅栅; 图1一图4中标识说明l为光刻胶，2为有机抗反射涂层，3为栅氧化层， 4为硅衬底，5为多晶硅栅，6为隧穿氧化层； 图5是本发明方法流程示意图。
具体实施例方式
本发明方法的目的是提出一种实现Tunnel Window线宽减小的方法， 其原理包括湿法氧化膜刻蚀大多用氢氟酸(HF)，较高浓度的HF能快速 刻蚀氧化膜，稀释型氢氟酸(DHF)刻蚀时间虽然较长，但相对而言，能比
较精确地控制CD;本发明即利用低浓度的氢氟酸刻蚀氧化膜，虽然时间 比高浓度氢氟酸长，但线宽控制更精确。因为相同浓度的氢氟酸药液，刻
蚀时间越短，横向刻蚀就越少，刻蚀线宽也就越小；所以在保证能完全刻 蚀氧化膜的前提下，利用较低浓度的HF在短时间内刻蚀完氧化膜，能得 到较小的隧穿窗口。本发明方法还利用干法刻蚀清除一部分氧化膜以减少 湿法刻蚀时间，具体方法是 一.在Bare Open (打开抗反射层)的时候， 要停在氧化膜上且没有氧化膜的损失，这样才能做到下一步的氧化膜刻蚀 量的精确估计。二.对下面的氧化膜刻蚀精确到剩余50埃左右，同时保 持图形垂直。另外针对光刻胶在长时间的酸药液中容易漂胶的问题，本发 明在光刻胶和氧化层间增加一层有机抗反射涂层(BARC)，由于BARC —般 用于防止衬底在曝光时反射形成的驻波，它和光刻胶以及衬底都有良好的 黏附性，并和光刻胶的性质相近，容易去胶，因此本发明还利用BARC与 光刻胶和氧化膜良好的黏附性，解决了光刻胶的漂胶现象。 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明。 本发明方法如图5所示，包括如下步骤步骤一、生长一层氧化层；步 骤二、在步骤一氧化层上涂布一层抗反射涂层；步骤三、再涂布一层光刻 胶；步骤四、进行曝光和显影；步骤五、采用等离子干法刻蚀BARC，过刻 蚀一定厚度的氧化层；步骤六、以一定浓度的氢氟酸刻蚀掉步骤五过刻蚀 后剩余的氧化层；步骤七、进行湿法去胶，并测量寸法；步骤八、生长一 层隧道氧化物。图1一图4是上述步骤的部分示意图，其中图l是步骤四，即 曝光开出Tunnel Window;图2是步骤五，即用等离子干法刻蚀BARC并过刻 蚀栅氧化层；图3是步骤六，即用湿法刻蚀剩余氧化层；图4步骤七的示意
图，即生长隧穿氧化层，淀积多晶硅栅； 实施例
本实施例是在O. 18umEEPR0M工艺中，根据设计规则，Tunnel Window 的大小为0.24*0.24咖2， Tu匿l的0xide厚度为83埃，栅(Cell)的栅氧 厚度为300埃，光刻CD为0.22um。其具体实现方式如下(1)生长260埃到 300埃的氧化层；(2)涂布600埃的抗反射涂层AR3; (3)涂布4700埃的光刻 胶UV1102; (4)曝光，显影；(5)等离子干法刻蚀BARC，再通过CF4气体精 确刻蚀到剩余50埃左右的氧化膜；(6) 200:1的氢氟酸(DHF)刻蚀掉剩余 氧化膜，DHF时间少于5分钟；(7)湿法去胶，测量寸法；(8)生长83埃的 Tunnel Oxide。实际刻蚀后的CD为O. 25*0. 25um。
为说明本发明方法效果，可以用下列的传统刻蚀方法效果作对比
一、 用4.6W的HF 2分钟，刻蚀后的Tunnel Window CD为O. 35*0. 35um;
二、 用200:1的DHF 30分钟，刻蚀后CD为O. 30*0. 30um。 将以上数据与本发明方法的效果对比可见，本发明采用干加湿的刻蚀
方法能得到较小的Tunnel Window CD。
综上所述，本发明为防止光刻胶在酸漕漂胶，利用带抗反射涂层的光 刻阻挡层增加光刻阻挡层与氧化层的黏附性；为得到较小的隧穿氧化层线 宽，利用干法刻蚀的过刻蚀结合湿法刻蚀去除氧化层；为了得到较小的隧 穿氧化层线宽，湿法刻蚀利用低浓度的稀释氢氟酸。最终实现了小尺寸的 EEPROM。
权利要求
1、一种电可擦除存储器隧穿氧化层的形成方法，其特征在于，包括如下顺序步骤步骤一、生长一层氧化层；步骤二、在步骤一所述氧化层上涂布一层BARC；步骤三、再涂布一层光刻胶；步骤四、进行曝光和显影；步骤五、采用等离子干法刻蚀BARC，再刻蚀一定厚度的所述氧化层；步骤六、以一定浓度的氢氟酸刻蚀掉步骤五刻蚀后剩余的氧化层；步骤七、进行湿法去胶，并测量寸法；步骤八、生长一层隧道氧化物。
2、 根据权利要求l所述电可擦除存储器隧穿氧化层的形成方法，其特 征在于，步骤一中氧化层厚度为260埃到300埃；步骤二中抗反射涂层为AR3， 其厚度为600埃；步骤三中光刻胶厚度为4700埃；步骤五中进行Barc Open 时应保持氧化膜无损失且氧化膜刻蚀剩余50埃，同时保持图形垂直；步骤 六中一定浓度为200:1 ，刻蚀时间少于5分钟；步骤八中隧道氧化物厚度为 83埃。
全文摘要
本发明公开了一种电可擦除存储器隧穿氧化层的形成方法，包括如下顺序步骤步骤一、生长一层氧化层；步骤二、在步骤一氧化层上涂布一层BARC；步骤三、再涂布一层光刻胶；步骤四、进行曝光和显影；步骤五、采用等离子干法刻蚀BARC，再刻蚀一定厚度的所述氧化层；步骤六、以一定浓度的氢氟酸刻蚀掉步骤五过刻蚀后剩余的氧化层；步骤七、进行湿法去胶，并测量寸法；步骤八、生长一层隧道氧化物。本发明方法由于在工艺中结合了干加湿的氧化膜刻蚀方法，可以得到较小的Tunnel window线宽，从而实现了小尺寸的EEPROM。
文档编号H01L21/02GK101192521SQ200610118548
公开日2008年6月4日 申请日期2006年11月21日 优先权日2006年11月21日
发明者吕煜坤, 华 杨, 迟玉山, 陈昊瑜, 龚新军 申请人:上海华虹Nec电子有限公司