專利名稱：犧牲氧化層的去除方法及相應(yīng)的半導(dǎo)體存儲器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種半導(dǎo)體元件的制造方法，特別是涉及一種半導(dǎo)體存儲器制 造過程中犧牲氧化層的去除方法。
背景技術(shù)：
在半導(dǎo)體存儲器中，閃存(flashmemory)以其輕小以及非易失性(在斷電 情況下仍能保持所存儲的數(shù)據(jù)信息)等優(yōu)點(diǎn)在便攜式電子產(chǎn)品上獲得了廣泛的 應(yīng)用。如，日常生活中常見的U盤，用于手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)中的閃存卡等。在閃 存的制造工藝上，往往將半導(dǎo)體芯片分為存儲單元區(qū)(cell area)以及周邊電路 區(qū)(peripheral area),并結(jié)合兩個區(qū)的制作過程以簡化工藝。另外，在存儲單元 區(qū)往往利用氧化物-氮化物-氧化物(oxide-nitride-oxide, ONO)結(jié)構(gòu)作為電子的 存儲介質(zhì)，以在進(jìn)行讀寫操作時，將電子儲存在其中。圖1至圖7便給出了一 種已有的閃存制造過程中ONO結(jié)構(gòu)的形成過程剖面示意圖。
首先，如圖1與圖2，在半導(dǎo)體襯底10上形成犧牲氧化層20;在犧牲氧化 層20的保護(hù)下進(jìn)行離子注入，從而于半導(dǎo)體襯底10的存儲單元區(qū)12以及周邊 電路區(qū)14中形成各自的有源區(qū)(圖中未示)，此時，由于離子注入的作用，犧 牲氧化層20變薄。
接下來，需要去除犧牲氧化層，而后分別于存儲單元區(qū)12以及周邊電路區(qū) 制造晶體管以及周邊電路。然而在制造之前，往往需要進(jìn)行一些離子注入，如 在存儲單元區(qū)12進(jìn)行柵極形成前離子注入。如圖3，利用光阻30覆蓋周邊電路 區(qū)14,對存儲單元區(qū)12進(jìn)行離子注入；完成離子注入后，去除光阻30 (如圖4 所示)。
以下將于存儲單元區(qū)制作ONO結(jié)構(gòu)。在此之前，首先要去除殘留的犧牲氧 化層20以及一些之前工藝流程中所產(chǎn)生的殘留聚合物，即進(jìn)行預(yù)清洗處理。如 圖5，對半導(dǎo)體襯底10進(jìn)行預(yù)清洗以去除殘留聚合物以及犧牲氧化層20。而后，請參考圖6,依次于半導(dǎo)體襯底10上形成底氧化層42、氮化層44以及頂氧化
層46,當(dāng)然，其中包括一些退火和清洗工藝，在此不再贅述，最終于整個半導(dǎo)
體襯底10上形成ONO結(jié)構(gòu)40。接下來，請參考圖7，利用光阻50覆蓋存儲單
元區(qū)12，去除周邊電i 各區(qū)14上的ONO結(jié)構(gòu)40。而后去除光阻50，進(jìn)行清洗工
藝，便可以進(jìn)行柵極結(jié)構(gòu)的制造過程。
然而，在實際操作中，去除周邊電路區(qū)14上的ONO結(jié)構(gòu)40后，周邊電路
區(qū)14的表面上往往會殘留一定的聚合物，其嚴(yán)重影響后續(xù)工藝中柵極氧化層的
淀積效率，但由于底氧化層42的厚度不足，因此如果進(jìn)一步清洗將會造成對周
邊電路區(qū)14表面過度侵蝕。另外，在用到干法刻蝕工藝去除周邊電路區(qū)14上
的ONO結(jié)構(gòu)40時，底氧化層42由于厚度較小，往往也不足以保護(hù)周邊電路區(qū)
14，導(dǎo)致其表面損傷，而嚴(yán)重影響后續(xù)工藝中柵極氧化層的淀積效率，導(dǎo)致產(chǎn) 品合格率下降。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種犧牲氧化層的去除方法，在半導(dǎo)體 存儲器件的制造過程中，以較厚的底氧化層保護(hù)周邊電路區(qū)的襯底表面，以減 少其表面的損傷程度，提高后續(xù)工藝中柵極氧化層的淀積效率，提高產(chǎn)品的合 格率。
為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種犧牲氧化層的去除方法，包括提 供具有存儲單元區(qū)和周邊電路區(qū)的半導(dǎo)體襯底，其上覆蓋有犧牲氧化層；去除 所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層；于所述半導(dǎo)體襯底上依次制作第 一氧化層、 氮化層和第二氧化層，其中周邊電路區(qū)上的第一氧化層與犧牲氧化層共同構(gòu)成 其上的底氧化層；去除所述周邊電路區(qū)上的第二氧化層和氮化層；去除所述周 邊電路區(qū)上的底氧化層。
進(jìn)一步的，以上去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層的過程包括利用光 阻覆蓋周邊電路區(qū)；在光阻的保護(hù)下，去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層； 去除周邊電路區(qū)上的光阻。
進(jìn)一步的，在去除所述周邊電路區(qū)上的第二氧化層和氮化層的步驟前還包
括
5利用光阻覆蓋所述存儲單元區(qū)。
進(jìn)一步的，在去除所述周邊電路區(qū)上的底氧化層的步驟后還包括 去除存儲單元區(qū)上的光阻。
進(jìn)一步的，去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層以及周邊電路區(qū)上的底氧 化層是采用濕法刻蝕的方式實現(xiàn)的。
本發(fā)明另提供一種半導(dǎo)體存儲器的制造方法，包括提供半導(dǎo)體襯底，其 具有存儲單元區(qū)和周邊電路區(qū)；于所述半導(dǎo)體襯底上形成犧牲氧化層；在所述 犧牲氧化層的保護(hù)下進(jìn)行離子注入，從而于所述存儲單元區(qū)和周邊電路區(qū)中形 成有源區(qū)；去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層；于所述半導(dǎo)體襯底上依次制 作第一氧化層、氮化層和第二氧化層，其中周邊電路區(qū)上的第一氧化層與犧牲 氧化層共同構(gòu)成其上的底氧化層；去除所述周邊電路區(qū)上的第二氧化層和氮化 層；去除所述周邊電路區(qū)上的底氧化層；于所述周邊電路區(qū)和存儲單元區(qū)上分 別進(jìn)行周邊電路和晶體管的制作。
進(jìn)一步的，以上去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層的過程包括利用光 阻覆蓋周邊電路區(qū)；在光阻的保護(hù)下，去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層； 去除周邊電路區(qū)上的光阻。
進(jìn)一步的，在去除所述周邊電路區(qū)上的第二氧化層和氮化層的步驟前還包 括利用光阻覆蓋所迷存儲單元區(qū)。
進(jìn)一步的，在去除所述周邊電路區(qū)上的底氧化層的步驟后還包括去除存 儲單元區(qū)上的光阻。
進(jìn)一步的，去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層以及周邊電路區(qū)上的底氧 化層是采用濕法刻蝕的方式實現(xiàn)的。
綜上所述，以上去除犧牲氧化層的過程不同于現(xiàn)有^^支術(shù)的一次性去除方式， 而是先去除存儲單元區(qū)的犧牲氧化層，而保留周邊電路區(qū)的犧牲氧化層，完成 氧化物-氮化物-氧化物(ONO)結(jié)構(gòu)的制作后，再去除周邊電路區(qū)的ONO結(jié)構(gòu) 和犧牲氧化層，從而在預(yù)清洗過程中，利用較厚的底氧化層來保護(hù)周邊電路區(qū) 的襯底表面，以減少其污染及損傷程度，進(jìn)而提高后續(xù)工藝中柵極氧化層的淀 積效率和穩(wěn)定性，進(jìn)一步提高產(chǎn)品的合格率。


圖1至圖7為一種已有閃存制造過程中氧化物-氮化物-氧化物結(jié)構(gòu)的形成過 程剖面示意圖8為本發(fā)明一實施例所提供的犧牲氧化層去除方法的流程示意圖9至圖15為本發(fā)明一實施例所提供的半導(dǎo)體存儲器的制造流程剖面示意圖。
具體實施例方式
為使本發(fā)明的技術(shù)特征更明顯易懂，下面結(jié)合附圖與實施例，對本發(fā)明做 進(jìn)一步的描述。
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，即減少周邊電路區(qū)表面的殘留聚合物并 降低干法刻蝕對其表面的損傷程度，利用厚度測試技術(shù)對氧化物-氮化物-氧化物 (ONO)結(jié)構(gòu)的厚度與周邊電路區(qū)表面損傷的程度進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)周邊電路 區(qū)表面對于ONO結(jié)構(gòu)的底氧化層的厚度比較敏感，即底氧化層的厚度越厚，表 面損傷越小。然而，ONO結(jié)構(gòu)的底氧化層通常比較薄，例如，底氧化層為40 埃，氮化層為100埃，頂氧化層為120埃。考慮到在進(jìn)行ONO結(jié)構(gòu)制造之前， 需去除襯底表面的犧牲氧化層，如果僅去除存儲單元區(qū)的犧牲氧化層，而保留 周邊電路區(qū)的犧牲氧化層，則相當(dāng)于增加了周邊電路區(qū)底氧化層的厚度，將減 少周邊電路區(qū)表面的損傷。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這種方法的確有效的減少了周邊 電路區(qū)表面的殘留聚合物，并降低了干法刻蝕對其表面的損傷程度。
請參考圖8，其為本發(fā)明一實施例所提供的犧牲氧化層的去除方法的流程示 意圖。以于半導(dǎo)體存儲器的制造過程中，減少周邊電路區(qū)表面的損傷。如圖所 示，該方法包括如下步驟
Sl:提供具有存儲單元區(qū)和周邊電路區(qū)的半導(dǎo)體襯底，其上覆蓋有犧牲氧 化層；
S2:去除存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層；
S3:于半導(dǎo)體村底上依次制作第一氧化層、氮化層和第二氧化層，其中周 邊電路區(qū)上的第一氧化層與犧牲氧化層共同構(gòu)成其上的底氧化層； S4:去除周邊電路區(qū)上的第二氧化層和氮化層；S5:去除周邊電路區(qū)上的底氧化層。
此時，便在存儲單元區(qū)形成了由剩余第一氧化層、氮化層以及第二氧化層 構(gòu)成的ONO結(jié)構(gòu)。在以上步驟S2中，為了僅去除存儲單元區(qū)的犧牲氧化層， 而保留周邊電路區(qū)的犧牲氧化層，往往利用光阻覆蓋周邊電路區(qū)，完成存儲單 元區(qū)犧牲氧化層的去除后，再將光阻去除。同理，在以上步驟S4到S5的過程 中，為了僅去除周邊電路區(qū)ONO結(jié)構(gòu)，利用光阻覆蓋存儲單元區(qū)，并在去除周 邊電路區(qū)上的ONO結(jié)構(gòu)以及犧牲氧化層后，去除光阻。
由于周邊電路區(qū)上的底氧化層與襯底直接接觸，為了避免干法刻蝕對襯底 表面造成損傷，在去除底氧化層時，往往采用濕法刻蝕的方法來實現(xiàn)。
將以上方法利用到半導(dǎo)體存儲器的制造過程中，可有效減少半導(dǎo)體襯底周 邊電路區(qū)表面的損傷，具體請參考圖9至圖15，其示出了本發(fā)明一實施例所提 供的半導(dǎo)體存儲器的制造流程剖面示意圖。
首先，請參考圖9,提供半導(dǎo)體襯底100，并于其上形成犧牲氧化層200; 該半導(dǎo)體村底具有存儲單元區(qū)102以及周邊電路區(qū)104，以于周邊電路區(qū)104制 作周邊電路來控制存儲單元區(qū)102中存儲單元的讀取、寫入以及擦除等操作。 而后，如圖10，在犧牲氧化層200的保護(hù)下進(jìn)行離子注入，從而于半導(dǎo)體襯底 100的存儲單元區(qū)102以及周邊電路區(qū)104中形成有源區(qū)，其中有源區(qū)注入離子 的類型等情況根據(jù)實際操作的芯片類型而定，其并不影響本發(fā)明的實質(zhì)，故圖 中未示。此時，由于離子注入的作用，犧牲氧化層200變薄，例如，初始形成 的犧牲氧化層200的厚度為100埃，經(jīng)離子注入后其厚度變?yōu)?0埃。
接下來，請參考圖11，利用光阻300覆蓋周邊電路區(qū)104，去除存儲單元 區(qū)102上的犧牲氧化層200。當(dāng)然，在去除存儲單元區(qū)102上的犧牲氧化層200 之前，如需要對存儲單元區(qū)102進(jìn)行一些柵極形成前的離子注入，便可以在犧 牲氧化層200的保護(hù)下進(jìn)行。并在完成離子注入后去除犧牲氧化層200。而后， 如圖12,去除光阻300,于半導(dǎo)體襯底100上依次制作第一氧化層402、氮化層 404和第二氧化層406。此時，在整個半導(dǎo)體襯底100上形成ONO結(jié)構(gòu)400，其 中周邊電路區(qū)104的ONO結(jié)構(gòu)的底氧化層由于包括了原有的犧牲氧化層200和 新制作的第一氧化層402，而獲得了相對較大的厚度，從而可更有效的保護(hù)周邊 電路區(qū)104的襯底表面。在一實際操作中，例如第一氧化層402的厚度為40埃，氮化層404的厚度為100埃，第二氧化層406的厚度為120埃；在現(xiàn)有技術(shù)中， 周邊電路區(qū)104的保護(hù)層僅僅40埃；而在本實施例中，該保護(hù)層可達(dá)到70埃 以上(由于在制作過程中，犧牲氧化層200有一定的損失，所以最終厚度小于 原犧牲氧化層與第一氧化層的厚度之和)；這樣，在去除氮化層404和第二氧化 層406的過程中就可以大大減少采用干法刻蝕對襯底表面損傷的程度；另外， 由于襯底之上的氧化層厚度較大，便可延長預(yù)清洗時間，從而可更徹底的去除 表面殘留聚合物。
可見，在以下分別于儲單元區(qū)102以及周邊電路區(qū)104分別進(jìn)行晶體管和 周邊電路的制作過程前，可更好的進(jìn)行預(yù)清洗處理請參考圖13與圖14，利用 光阻500覆蓋存儲單元區(qū)102，以在光阻500的保護(hù)下，去除周邊電路區(qū)104上 的ONO結(jié)構(gòu)，即依次去除周邊電路區(qū)104上的第二氧化層、氮化層和包括有犧 牲氧化層200的底氧化層；于所述周邊電路區(qū)和存儲單元區(qū)上分別進(jìn)行周邊電 路和晶體管的制作。最后，如圖15，去除光阻500，便可以于周邊電路區(qū)104 和存儲單元區(qū)102上分別進(jìn)行周邊電路和晶體管的制作。
在以上實施例中，ONO結(jié)構(gòu)往往是由硅(Si)的氧化物、氮化物和氧化物 構(gòu)成的結(jié)構(gòu)，例如，二氧化硅-氮化硅-二氧化硅結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，也可以是其他硅的 化合物，如頂氧化層可以是通過氧化氮化硅而形成的氮氧化硅結(jié)構(gòu)。另外，犧 牲氧化層往往也采用硅的氧化物構(gòu)成，其往往與第一氧化層的采用同一種硅的 氧化物，如此，便可以利用同一種濕法去除工藝去除。
可見，在先后去除存儲單元區(qū)102與周邊電路區(qū)104上的犧牲氧化層200 的方式中，保留的周邊電路區(qū)104的犧牲氧化層200相當(dāng)于增加了周邊電路區(qū) 104上ONO結(jié)構(gòu)的底氧化層的厚度。于是在預(yù)清洗過程中，相對于現(xiàn)有技術(shù)， 加大了對周邊電路區(qū)104村底表面的保護(hù)程度，減少了襯底表面的損傷，提高 后續(xù)工藝中柵極氧化層的淀積效率以及產(chǎn)品的合格率。
以上僅為舉例，并非用以限定本發(fā)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以權(quán)利要求 書所涵蓋的范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種犧牲氧化層的去除方法，其特征是，包括提供具有存儲單元區(qū)和周邊電路區(qū)的半導(dǎo)體襯底，其上覆蓋有犧牲氧化層；去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層；于所述半導(dǎo)體襯底上依次制作第一氧化層、氮化層和第二氧化層，其中周邊電路區(qū)上的第一氧化層與犧牲氧化層共同構(gòu)成其上的底氧化層；去除所述周邊電路區(qū)上的第二氧化層和氮化層；去除所述周邊電路區(qū)上的底氧化層。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的犧牲氧化層的去除方法，其特征是，以上去除所 述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層的過程包括利用光阻覆蓋周邊電路區(qū)；在光阻的保護(hù)下，去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層； 去除周邊電路區(qū)上的光阻。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的犧牲氧化層的去除方法，其特征是，在去除所述 周邊電路區(qū)上的第二氧化層和氮化層的步驟前還包括利用光阻覆蓋所述存儲單元區(qū)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的犧牲氧化層的去除方法，其特征是，在去除所述 周邊電路區(qū)上的底氧化層的步驟后還包括去除存儲單元區(qū)上的光阻。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的犧牲氧化層的去除方法，其特征是，其中去除所 述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層以及周邊電路區(qū)上的底氧化層是采用濕法刻蝕的 方式實現(xiàn)的。
6. —種半導(dǎo)體存儲器的制造方法，其特征是，包括 提供半導(dǎo)體襯底，其具有存儲單元區(qū)和周邊電路區(qū)；于所述半導(dǎo)體襯底上形成犧牲氧化層；在所述犧牲氧化層的保護(hù)下進(jìn)行離子注入，從而于所述存儲單元區(qū)和周邊 電路區(qū)中形成有源區(qū)；去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層；于所述半導(dǎo)體襯底上依次制作第一氧化層、氮化層和第二氧化層，其中周邊電路區(qū)上的第一氧化層與犧牲氧化層共同構(gòu)成其上的底氧化層； 去除所述周邊電路區(qū)上的第二氧化層和氮化層； 去除所述周邊電路區(qū)上的底氧化層；于所述周邊電路區(qū)和存儲單元區(qū)上分別進(jìn)行周邊電路和晶體管的制作。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體存儲器的制造方法，其特征是，以上去除 所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層的過程包括利用光阻覆蓋周邊電路區(qū)；在光阻的保護(hù)下，去除所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層； 去除周邊電路區(qū)上的光阻。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體存儲器的制造方法，其特征是，在去除所 述周邊電路區(qū)上的第二氧化層和氮化層的步驟前還包括利用光阻覆蓋所述存儲單元區(qū)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的半導(dǎo)體存儲器的制造方法，其特征是，在去除所 述周邊電路區(qū)上的底氧化層的步驟后還包括去除存儲單元區(qū)上的光阻。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的半導(dǎo)體存儲器的制造方法，其特征是，其中去除 所述存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層以及周邊電路區(qū)上的底氧化層是采用濕法刻蝕 的方式實現(xiàn)的。
全文摘要
本發(fā)明揭露了一種犧牲氧化層的去除方法及相應(yīng)的半導(dǎo)體存儲器的制造方法，其先去除存儲單元區(qū)的犧牲氧化層，完成氧化物-氮化物-氧化物(ONO)結(jié)構(gòu)的制作后，再去除周邊電路區(qū)的犧牲氧化層，從而在預(yù)清洗過程中，利用相對較厚的底氧化層來減少周邊電路區(qū)襯底表面的污染及損傷程度，提高后續(xù)工藝中柵極氧化層的淀積效率和穩(wěn)定性。該犧牲氧化層的去除方法包括提供具有存儲單元區(qū)和周邊電路區(qū)的半導(dǎo)體襯底，其上覆蓋有犧牲氧化層；去除存儲單元區(qū)上的犧牲氧化層；于半導(dǎo)體襯底上依次制作第一氧化層、氮化層和第二氧化層，其中周邊電路區(qū)上的第一氧化層與犧牲氧化層共同構(gòu)成其上的底氧化層；去除周邊電路區(qū)上的第二氧化層、氮化層和底氧化層。
文檔編號H01L21/70GK101685797SQ20081020027
公開日2010年3月31日 申請日期2008年9月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月23日
發(fā)明者孫智江, 丹 徐, 蔡信裕, 陳文麗 申請人:中芯國際集成電路制造(上海)有限公司