闪存结构的制造方法

摘要

一种闪存结构的制造方法，包括：提供衬底，包括逻辑区和存储单元区；在衬底上形成字线层；采用显影剂对字线层表面进行中和处理；进行中和处理后，通过曝光显影工艺在字线层表面形成图形化的光刻胶层，图形化的光刻胶层暴露出逻辑区的字线层表面；以图形化的光刻胶层为掩膜，去除逻辑区的字线层，在存储单元区形成字线。本发明在进行曝光显影工艺之前，先采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理，避免所述曝光显影工艺中采用的显影剂的离子与字线层表面发生酸碱中和反应，从而提高所述显影剂的显影效果，曝光显影工艺的显影剂对光刻胶层充分显影，避免逻辑区的字线层表面有光刻胶残留，使逻辑区的字线层可以被去除完全，进而提高闪存结构的良率。

权利要求

1.一种闪存结构的制造方法，其特征在于，包括：提供衬底，所述衬底包括逻辑区和存储单元区；

在所述衬底上形成字线层；

采用包含碱性离子的显影剂对所述字线层表面进行中和处理；

进行所述中和处理后，通过曝光显影工艺在所述字线层表面形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层暴露出所述逻辑区的字线层表面；

以所述图形化的光刻胶层为掩膜，去除所述逻辑区的字线层，在存储单元区形成字线。

2.如权利要求1所述的闪存结构的制造方法，其特征在于，所述字线层的材料为重掺杂的多晶硅。

3.如权利要求1所述的闪存结构的制造方法，其特征在于，采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理的步骤中，所述显影剂为碱性显影剂。

4.如权利要求3所述的闪存结构的制造方法，其特征在于，所述碱性显影剂为氢氧化四甲基铵溶液。

5.如权利要求4所述的闪存结构的制造方法，其特征在于，所述氢氧化四甲基铵溶液的质量浓度为2％至2.5％。

6.如权利要求1所述的闪存结构的制造方法，其特征在于，采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理的步骤中，所述显影剂的温度为20℃至40℃。

7.如权利要求1所述的闪存结构的制造方法，其特征在于，所述碱性离子为氢氧根离子。

8.如权利要求1所述的闪存结构的制造方法，其特征在于，去除所述逻辑区的字线层的工艺为等离子体干法刻蚀工艺。

9.如权利要求1所述的闪存结构的制造方法，其特征在于，所述显影剂与所述曝光显影工艺中采用的显影剂相同。

说明书

闪存结构的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及半导体领域，尤其涉及一种闪存结构的制造方法。

背景技术

[0002] 在目前的半导体产业中，集成电路产品主要可分为三大类型：模拟电路、数字电路和数/模混合电路，其中，存储器件是数字电路中的一个重要类型。而在存储器件中，近年来闪速存储器(Flash Memory，简称闪存)的发展尤为迅速。闪存的主要特点是在不加电的情况下能长期保持存储的信息；且具有集成度高、存取速度快、易于擦除和重写等优点，因而在微机、自动化控制等多项领域得到了广泛的应用。

[0003] 闪存结构主要包括栅极叠层(Stack Gate)结构和分栅(Split Gate)结构。其中，分栅结构由于具有更高的编程效率，在擦写功能上可以避免过度擦写问题，因而被广泛运用在各类诸如智能卡、SIM卡、微控制器、手机等电子产品中。

[0004] 但是，现有技术中闪存结构的良率有待提高。

发明内容

[0005] 本发明解决的问题是提供一种闪存结构的制造方法，提高闪存结构的良率。

[0006] 为解决上述问题，本发明提供一种闪存结构的制造方法，包括如下步骤：提供衬底，所述衬底包括逻辑区和存储单元区；在所述衬底上形成字线层；采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理；进行所述中和处理后，通过曝光显影工艺在所述字线层表面形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层暴露出所述逻辑区的字线层表面；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，去除所述逻辑区的字线层，在存储单元区形成字线。

[0007] 可选的，所述字线层的材料为重掺杂的多晶硅。

[0008] 可选的，采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理的步骤中，所述显影剂为碱性显影剂。

[0009] 可选的，所述碱性显影剂为氢氧化四甲基铵溶液。

[0010] 可选的，所述氢氧化四甲基铵溶液的质量浓度为2％至2.5％。

[0011] 可选的，采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理的步骤中，所述显影剂的温度为20℃至40℃。

[0012] 可选的，所述曝光显影工艺中，采用包含碱性离子的显影剂进行显影。

[0013] 可选的，所述碱性离子为氢氧根离子。

[0014] 可选的，去除所述逻辑区的字线层的工艺为等离子体干法刻蚀工艺。

[0015] 可选的，所述显影剂与所述曝光显影工艺中采用的显影剂相同。

[0016] 与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

[0017] 本发明在进行曝光显影工艺之前，先采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理，避免所述曝光显影工艺中采用的显影剂与所述字线层表面发生酸碱中和反应而消耗所述显影剂的问题，从而提高所述显影剂的显影效果，使所述曝光显影工艺的显影剂对所述光刻胶层充分显影，从而使逻辑区的字线层可以被去除完全，进而提高闪存结构的良率。

[0018] 可选方案中，采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理，避免显影工艺中显影剂的离子与所述字线层表面发生酸碱中和反应而消耗显影剂中碱性离子的问题，使所述曝光显影工艺的显影剂对所述光刻胶层充分显影，从而避免逻辑区的字线层表面有光刻胶残留，进而降低显影目检时的缺陷数量。

[0019] 可选方案中，所述显影剂与所述曝光显影工艺中采用的显影剂相同，从而可以避免向显影工艺中引入杂质离子。

附图说明

[0020] 图1和图2是现有技术字线形成过程对应的结构示意图；

[0021] 图3是本发明闪存结构的制造方法一实施例的流程示意图；

[0022] 图4和图5是本发明字线形成过程一实施例对应的结构示意图；

[0023] 图6是采用本发明闪存结构的制造方法后显影目检时的缺陷数量图。

具体实施方式

[0024] 由背景技术可知，现有技术形成的闪存结构良率有待提高。结合现有技术存储字线形成过程分析其原因。参考图1和图2，示出了现有技术字线形成过程对应的结构示意图。

[0025] 具体地，请参考图1，提供衬底100，其中，所述衬底100包括逻辑区Ⅱ和存储单元区Ⅰ。所述存储单元区Ⅰ的衬底100上形成有浮栅层200以及浮栅介质层300；在所述逻辑区Ⅱ和存储单元区Ⅰ的衬底100上形成字线层400’，在所述字线层400’表面形成图形化的光刻胶层(图未示)，所述图形化的光刻胶层暴露出所述逻辑区Ⅱ的字线层400’。

[0026] 参考图2，以所述图形化的光刻胶层为掩膜，去除所述逻辑区Ⅱ的字线层400’(如图2所示)，在所述存储单元区Ⅰ形成字线400。

[0027] 继续参考图2，形成所述字线层400’后，所述字线层400’的表面附着有酸性的基团而使所述字线层400’表面呈酸性，通过曝光显影工艺形成图形化的光刻胶层时，由于显影工艺中显影剂包含碱性离子，因此所述显影剂容易在所述字线层400’表面发生酸碱中和反应而消耗所述显影剂中的碱性离子，这容易减弱显影剂的显影效果，导致所述曝光显影工艺的显影剂对所述光刻胶层显影不充分，从而引起逻辑区Ⅱ的字线层400’表面有光刻胶残留，进而容易导致逻辑区Ⅱ的字线层400’去除不完全，使逻辑区Ⅱ有字线层残留物410”。所述字线残留物410”的存在不仅使显影目检时的缺陷数量增加，还容易降低闪存结构的良率。

[0028] 为了解决所述技术问题，本发明提供一种闪存结构的制造方法，包括：提供衬底，所述衬底包括逻辑区和存储单元区；在所述衬底上形成字线层；采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理；进行所述中和处理后，通过曝光显影工艺在所述字线层表面形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层暴露出所述逻辑区的字线层表面；以所述图形化的光刻胶层为掩膜，去除所述逻辑区的字线层，在存储单元区形成字线。

[0029] 本发明在进行曝光显影工艺之前，先采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理，避免所述曝光显影工艺中采用的显影剂与所述字线层表面发生酸碱中和反应而消耗所述显影剂的问题，从而提高所述显影剂的显影效果，使所述曝光显影工艺的显影剂对所述光刻胶层充分显影，从而使逻辑区的字线层可以被去除完全，进而提高闪存结构的良率。

[0030] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

[0031] 图3是本发明闪存结构的制造方法一实施例的流程示意图，图4和图5是本发明字线形成过程一实施例对应的结构示意图，本实施例闪存结构的制造方法包括以下基本步骤：

[0032] 步骤S1：提供衬底，所述衬底包括逻辑区和存储单元区；

[0033] 步骤S2：在所述衬底上形成字线层；

[0034] 步骤S3：采用显影剂对所述字线层表面进行中和处理；

[0035] 步骤S4：进行中和处理后，通过曝光显影工艺在所述字线层表面形成图形化的光刻胶层，所述图形化的光刻胶层暴露出所述逻辑区的字线层表面；

[0036] 步骤S5：以所述图形化的光刻胶层为掩膜，去除所述逻辑区的字线层，在存储单元区形成字线。

[0037] 为了更好地说明本发明闪存结构的制造方法，下面将结合参考图4和图5，对本发明的具体实施例做进一步的描述。

[0038] 结合参考图4，首先执行步骤S1，提供衬底500，所述衬底500包括逻辑区Ⅱ和存储单元区Ⅰ。

[0039] 所述衬底500的材料可以为硅、锗、锗化硅、碳化硅、砷化镓或镓化铟，所述衬底500还能够为绝缘体上的硅衬底或者绝缘体上的锗衬底。本实施例中，所述衬底500为硅衬底。

[0040] 本实施例中，所述存储单元区Ⅰ的衬底500上形成有浮栅层600以及浮栅介质层700，用于存储信息。

[0041] 继续参考图4，然后执行步骤S2，在所述衬底500上形成字线层800’。

[0042] 所述字线层800’为后续在所述存储单元区Ⅰ形成字线提供工艺基础。

[0043] 本实施例中，所述字线层800’的材料为重掺杂的多晶硅，采用炉管工艺在所述衬底500上形成所述字线层800’。

[0044] 需要说明的是，所述字线层800’不仅形成于所述存储单元区Ⅰ的衬底500上，还形成于所述逻辑区Ⅱ的衬底500上，所述字线层800’还覆盖所述浮栅介质层700表面。

[0045] 还需要说明的是，形成所述字线层800’后，所述字线层400’的表面附着有酸性的基团而使所述字线层800’表面呈酸性。

[0046] 接着执行步骤S3，采用显影剂对所述字线层800’表面进行中和处理。

[0047] 本实施例中，所述字线层400’的表面附着有酸性的基团，因此所述字线层800’表面为酸性表面，相应的，采用碱性显影剂对所述字线层800’进行表面中和处理。

[0048] 本实施例中，所述碱性显影剂为氢氧化四甲基铵溶液。

[0049] 需要说明的是，所述氢氧化四甲基铵溶液的质量浓度不宜过大，也不宜过小，所述碱性显影剂的温度不宜过高，也不宜过低，否则会影响表面中和处理以及后续的显影效果。为此，本实施例中，所述氢氧化四甲基铵溶液的质量浓度为2％至2.5％，所述碱性显影液的温度为20℃至40℃。

[0050] 接着执行步骤S4，进行所述中和处理后，通过曝光显影工艺在所述字线层800’表面形成图形化的光刻胶层(图未示)，所述图形化的光刻胶层暴露出所述逻辑区Ⅱ的字线层800’表面。

[0051] 本实施例中，所述曝光显影工艺中，采用包含碱性离子的显影剂进行显影，具体地，所述碱性离子为氢氧根离子。

[0052] 需要说明的是，由于上述采用碱性显影剂对所述字线层800’表面进行中和处理，为了避免杂质离子的引入，此外，在曝光显影工艺后，可以在同一步清洗工艺中去除所述碱性显影剂和所述曝光显影工艺中采用的显影剂，所述显影剂与所述曝光显影工艺中采用的显影剂相同。

[0053] 本实施例中，所述碱性显影剂为氢氧化四甲基铵溶液，相应的，所述曝光显影工艺中采用的显影剂为氢氧化四甲基铵溶液。

[0054] 需要说明的是，由于所述字线层400’的表面附着有酸性的基团而使所述字线层800’表面呈酸性，在进行曝光显影工艺之前，先采用碱性显影剂对所述字线层800’表面进行中和处理，避免所述曝光显影工艺中采用的显影剂离子与所述字线层800’表面发生酸碱中和反应而消耗所述显影剂离子的问题，从而提高所述显影剂的显影效果，使所述曝光显影工艺的显影剂对所述光刻胶层充分显影，使所述逻辑区Ⅱ的光刻胶层可以被去除，避免逻辑区Ⅱ的字线层800’表面有光刻胶残留，进而降低显影目检时的缺陷数量。

[0055] 如图6所示，示出了曝光显影工艺后不同样品的缺陷数量对比图。其中，X轴代表样品，Y轴代表缺陷数量。区域E所示的样品为经过表面处理的样品，区域E之外的样品为未经过表面处理的样品，未经过表面处理的样品在显影目检时的缺陷数量可高达1000，而经过表面处理的样品在显影目检时的缺陷数量少于100，甚至接近于零。因此，可以看出，经过表面处理后的样品在显影目检时的缺陷数量明显下降。

[0056] 结合参考图5，最后执行步骤S5，以所述图形化的光刻胶层为掩膜，去除所述逻辑区Ⅱ的字线层800’(如图4所示)，在存储单元区Ⅰ形成字线800。

[0057] 所述字线800用于吸引存储于所述浮栅层600内的载流子，从而引起存储于所述浮栅层600内的载流子发生流失，达到数据擦除的效果。

[0058] 本实施例中，去除所述逻辑区Ⅱ的字线层800’的工艺为等离子体干法刻蚀工艺。

[0059] 需要说明的是，由于在进行曝光显影工艺之前，先采用显影剂对所述字线层800’表面进行中和处理，避免所述曝光显影工艺中采用的显影剂的离子与所述字线层800’表面发生酸碱中和反应而消耗所述显影剂离子的问题，从而提高所述显影剂的显影效果，避免逻辑区Ⅱ的字线层800’表面有光刻胶残留，避免所述逻辑区Ⅱ的字线层800’因被残留的光刻胶层遮挡而难以去除的问题，使逻辑区Ⅱ的字线层800’可以被去除完全，进而提高闪存结构的良率。

[0060] 虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。