分离栅极式存储器的制造方法及其字线cmp量测结构的制作方法_2

文档序号:9549451阅读:来源:国知局
成第一光刻胶掩膜后的剖面结构示意图;
[0038]图13示出了对图12中的硬掩膜层、第二多晶硅层和第二绝缘层依次进行刻蚀形成第一层叠结构后的剖面结构示意图;
[0039]图14示出了在图13所示的第一层叠结构两侧形成第一侧墙后的剖面结构示意图;
[0040]图15示出了在图14所示的第一侧墙的侧面上形成牺牲侧墙后的剖面结构示意图;
[0041]图16示出了在图15所示的存储单元区中间距为Q的相邻层叠结构之间、及部分第一层叠结构上设置第二光刻胶掩膜后的剖面结构示意图;
[0042]图17示出了在图16所示第二光刻胶掩膜的保护下对牺牲侧墙进行刻蚀并去除第二光刻胶掩膜后的剖面结构示意图;
[0043]图18示出了对图17所示的第一多晶硅层和第一绝缘层进行刻蚀得到第一栅极结构和第二栅极结构后的剖面结构示意图;
[0044]图19示出了去除图18所示的牺牲侧墙和可能残留的第一绝缘层并在第一侧墙侧面上形成第二侧墙后的剖面结构示意图;
[0045]图20示出了在图19所示的结构上设置第三光刻胶掩膜后的剖面结构示意图,该第三光刻胶掩膜的开口位于图16所示的第二光刻胶掩膜所在位置;
[0046]图21示出了在图20所示的第三光刻胶掩膜的保护下对第一衬底进行离子注入形成离子注入区后的剖面结构示意图;
[0047]图22示出了在图21所示的第三光刻胶掩膜的保护下刻蚀未被第三光刻胶掩膜保护的第二侧墙后的剖面结构示意图;
[0048]图23示出了去除图22的第三光刻胶掩膜并形成侧壁栅氧层后的剖面结构示意图;
[0049]图24示出了对图23所示第一衬底、第二衬底表面进行热氧化形成复合氧化硅层后的剖面结构示意图;
[0050]图25示出了在图24所示的存储单元区的离子注入区上方、及离子注入区两侧且靠近离子注入区的半个第一栅极结构上方设置第四光刻胶掩膜后的剖面结构示意图;
[0051]图26示出了在图25所示的第四光刻胶掩膜的保护下对图25所示的结构进行刻蚀后的剖面结构示意图;
[0052]图27示出了去除图26所示的第四光刻胶掩膜并在第一衬底、第二衬底表面形成字线栅氧氧化层后的剖面结构示意图;
[0053]图28示出了在图27所示的第一衬底与第二衬底上沉积多晶硅形成多晶硅层后的剖面结构示意图;以及
[0054]图29示出了对图28所示的多晶娃层进行CMP后的剖面结构示意图。
【具体实施方式】
[0055]应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0056]需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述【具体实施方式】,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用属于“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
[0057]为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
[0058]正如【背景技术】所介绍的,现有的分离栅极式存储器的字线CMP过程,所采用的字线CMP量测结构为平面结构,难以反映分离栅极的真实结构,因此不能对字线CMP过程进行有效监控,为了解决如上问题,本申请提出了一种分离栅极式存储器的字线CMP量测结构及字线CMP量测方法。
[0059]其中一种优选的实施方式所提供的分离栅极式存储器的字线CMP量测结构如图8所示,该分离栅极式存储器包括第一衬底10和设置在第一衬底10上的多个第一栅极结构
11和第一字线多晶硅层12,多个第一栅极结构11之间的间距不同,其中第一间距为Li,第二间距为L2,且Q < L2,字线CMP量测结构包括第二衬底20、多个第二栅极结构21和第二字线多晶硅层22,第二衬底20与第一衬底10为一体设置或相对独立设置,第二栅极结构21等间距地设置在第二衬底20上,间距为L3,且Q ^ L3 ^ L2 ;第二字线多晶硅层22设置在第二栅极结构21之间的第二衬底20上。
[0060]具有上述结构的量测结构,其中的第二栅极结构21与分离式栅极存储器的第一栅极结构11的高度近乎一致,结构相似,且分布间距接近,因此在字线多晶硅沉积之后所产生的表面形貌与存储单元区相当,从而在CMP过程中,量测结构的第二栅极结构21与第一栅极结构11的受力及抛光过程相似,能够准确反映第一栅极结构11和第一字线多晶硅层12的CMP效果;并且上述量测结构的第二栅极结构21等间距分布,能够增强量测基台的量测准确性,实现准确量测。本申请的字线CMP量测结构的第二衬底20与分离栅极式存储器的第一衬底10可以一体设置也可以相对独立设置,一体设置时,在制作分离栅极式存储器的第一栅极结构11和第一字线多晶硅层12的同时制作字线CMP量测结构,相对独立设置时,字线CMP量测结果相对于分离栅极式存储器独立制作,为了更好地检测字线CMP的效果优选两者一体设置。
[0061]本申请为了更好地反映不同间距的第一栅极结构11的CMP效果,将量测结构的第二栅极结构21的间距设置为L3 = (Li+I^/2。
[0062]本申请为了使第二栅极结构21为量测基台提供准确、强烈的光信号,将上述第二栅极结构21的上表面设置为与第二衬底20的上表面平行的表面。
[0063]在本申请另一种优选的实施方式中,CMP测量结构沿第二栅极结构21的分布方向为第一方向,与第一方向和第二衬底20的上表面垂直的方向为第二方向,第二栅极结构21沿第二方向的中轴面对称设置。上述对称设置的第二栅极结构21更符合量测基台的光反射要求,因此,以其为基准得到的量测结构更为准确。
[0064]现有技术中的分离栅极式存储器的第一栅极结构11包括叠置栅极和位于叠置栅极两侧的侧墙202,本申请为了更加准确地反映分离栅极式存储器的字线CMP结果,优选第二栅极结构21包括栅极211和位于栅极211侧壁上的侧墙212,且为了更好地满足量测基台的要求,使侧墙212沿中轴面对称设置。
[0065]同样是为了模仿分离栅极式存储器的第一栅极结构11,如图8所示(可结合图12),优选本申请的字线CMP量测结构的栅极结构211包括依次远离第二衬底20设置的第一绝缘层111、第一多晶娃层112、第二绝缘层113、第二多晶娃层114和硬掩膜层115,第一绝缘层111设置在第二衬底20上;第一多晶硅层112设置在第一绝缘层111上;第二绝缘层113设置在第一多晶硅层112上;第二多晶硅层114设置在第二绝缘层113上;硬掩膜层115设置在第二多晶硅层114上,且硬掩膜层115的上表面与第二衬底20的上表面平行。其中,第一绝缘层111为氧化娃层;第二绝缘层113为氧化娃层、氮化娃层、0N层或0N0层,本领域技术人员应该清楚的是0Ν层为氧化硅层和氮化硅层形成的双层结构,0N0层为氧化硅、氮化硅和氧化硅形成的三明治结构。
[0066]优选上述侧墙212包括第一侧墙121和第二侧墙123,参考图8 (结合参见图11和12),第一侧墙121设置在第二绝缘层113、第二多晶硅层114和硬掩膜层115的侧壁上;第二侧墙123设置在第一绝缘层111、第一多晶硅层112以及第一侧墙121的裸露的侧壁上。
[0067]本申请的硬掩膜层115可以为单层结构也可以为双层或多层结构,优选上述掩膜层包括依次远离第二多晶硅层114设置的第一氮化硅层、氧化硅层。进一步优选上
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