三维存储器及检测方法技术

本申请提供了一种检测三维存储器的方法，该方法包括：部分移除衬底以暴露至少两个沟道结构的存储膜的一部分，以形成至少两个刻蚀区；向至少两个刻蚀区执行第一刻蚀，其中，第一刻蚀被配置为能够刻蚀掉沟道层与第一刻蚀的刻蚀材料接触到的部分；在执行第一刻蚀后，向至少两个刻蚀区执行第二刻蚀，其中，第二刻蚀被配置为能够刻蚀掉存储膜和填充层与第二刻蚀的刻蚀材料接触到的部分；以及比较执行第二刻蚀后的多个刻蚀区的形貌差异获得检测结果。该方法以较为简单的方式实现了微小缺陷的检出，具有大批量操作的可能性，避免因忽略了此类缺陷带来的损失。类缺陷带来的损失。类缺陷带来的损失。

【技术实现步骤摘要】
三维存储器及检测方法


[0001]本申请涉及半导体
，具体地，本申请涉及三维存储器及检测方法。

技术介绍

[0002]3D NAND存储器是一种三维非易失性闪存器件，与2D存储器相比，3D NAND的电子存储密度更大。3D NAND存储器包括堆叠结构，堆叠的层数越多，存储容量越大。但是层数越多，形成贯穿堆叠结构的沟道孔越深，在沟道孔侧壁和底部沉积氧化物
‑
氮化物
‑
氧化物(ONO)功能层的难度越大。尤其是在沉积沟道孔底部的ONO功能层时，由于受深度和底部材料的影响，加上沉积设备本身的局限，容易导致沟道孔底部生长的ONO功能层致密性差，从而出现孔洞、缝隙等。
[0003]在一些场景下，有可能忽略这些微小的缺陷，且随着堆叠层数的增多，受限于现有检测手段，微小的缺陷几乎检不出。那么由存在微小缺陷的ONO结构形成的3D存储器将存在质量问题，存储器性能变差的同时提高了生产成本。鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本
亟待解决的问题。
[0004]应当理解，该
技术介绍
部分的内容旨在为理解该技术提供一些有用的背景，而并非一定属于是本申请有效申请日之前已被本领域技术人员知晓的内容。

技术实现思路

[0005]为了解决或部分解决上述技术问题、或解决或部分解决现有技术中存在的其它一些技术问题，本申请提供了一种三维存储器及检测方法。
[0006]根据本申请的一个方面，提供了一种检测三维存储器的方法，其中，所述三维存储器包括：设置于衬底上的堆叠结构及贯穿所述堆叠结构并延伸至所述衬底内的至少两个沟道结构，其中，每个所述沟道结构包括依次形成的存储膜、沟道层和填充层，其特征在于，所述方法包括：部分移除所述衬底以暴露所述至少两个沟道结构的存储膜的一部分，以形成至少两个刻蚀区；向所述至少两个刻蚀区执行第一刻蚀，其中，所述第一刻蚀被配置为能够刻蚀掉所述沟道层与所述第一刻蚀的刻蚀材料接触到的部分；在执行第一刻蚀后向所述至少两个刻蚀区执行第二刻蚀，其中，所述第二刻蚀被配置为能够刻蚀掉所述存储膜和所述填充层与所述第二刻蚀的刻蚀材料接触到的部分；以及比较执行所述第二刻蚀后的所述至少两个刻蚀区的形貌差异获得检测结果。
[0007]在本申请的一个实施方式中，所述第一刻蚀为气相刻蚀，所述气相刻蚀对所述沟道层与所述存储膜和所述填充层的刻蚀选择比范围为300
‑
800:1；所述第二刻蚀对所述沟道层与所述存储膜和所述填充层的刻蚀选择比范围为1:300
‑
800。
[0008]在本申请的一个实施方式中，执行所述第一刻蚀的步骤包括：
[0009]响应于所述沟道结构的底表面具有贯穿所述存储膜和所述沟道层的孔隙，所述气相刻蚀的刻蚀材料经由所述孔隙在对应的刻蚀区中刻蚀掉所述沟道层靠近所述沟道结构的底表面的部分。
[0010]在本申请的一个实施方式中，执行所述第二刻蚀的步骤包括：
[0011]响应于所述第一刻蚀刻蚀掉所述部分沟道层，通过所述第二刻蚀在所述刻蚀区中刻蚀掉所述存储膜和所述填充层靠近所述沟道结构的底表面的部分。
[0012]在本申请的一个实施方式中，所述沟道层被刻蚀的第一长度为1nm
‑
100nm。
[0013]在本申请的一个实施方式中，所述存储膜和所述填充层被刻蚀的第二长度为1nm
‑
100nm。
[0014]在本申请的一个实施方式中，所述第一长度等于所述第二长度。
[0015]在本申请的一个实施方式中，执行所述第二刻蚀的步骤包括：
[0016]响应于所述第一蚀刻未对所述沟道层进行刻蚀，通过所述第二刻蚀在对应的刻蚀区中刻蚀掉所述存储膜靠近所述沟道结构的底表面的部分。
[0017]在本申请的一个实施方式中，所述存储膜被刻蚀的第三长度为1nm
‑
100nm。
[0018]在本申请的一个实施方式中，形成所述至少两个刻蚀区的步骤包括：
[0019]通过湿法刻蚀、干法刻蚀或气相刻蚀中的一种方式部分移除所述衬底以暴露至少两个沟道结构的存储膜，以形成所述至少两个刻蚀区。
[0020]在本申请的一个实施方式中，比较执行所述第二刻蚀后的所述至少两个刻蚀区的形貌差异获得检测结果包括：
[0021]向所述至少两个刻蚀区照射检测光信号；
[0022]接收所述至少两个刻蚀区反射所述检测光信号得到的反射光信号；以及
[0023]根据所述反射光信号得到所述至少两个刻蚀区的形貌图像；
[0024]比较至少两个刻蚀区的形貌图像差异获得所述检测结果。
[0025]在本申请的一个实施方式中，所述方法用于检测3D NAND存储器。
[0026]根据本申请的另一个方面，提供一种三维存储器，该三维存储器包括：
[0027]衬底上的堆叠结构；
[0028]至少两个沟道结构，贯穿所述堆叠结构并延伸至所述衬底内，每个所述沟道结构包括依次叠层的存储膜、沟道层和填充层，所述衬底的至少一部分被移除以暴露所述至少两个沟道结构的存储膜的一部分，以形成至少两个刻蚀区，其中，至少一个所述刻蚀区的所述沟道结构靠近底表面的部分被完全刻蚀掉，且至少一个所述刻蚀区的所述存储膜靠近其所在的沟道结构的底表面的部分被刻蚀掉。
[0029]本申请实施方式提供的检测方法，通过在第一步刻蚀中选择对沟道层刻蚀率高的刻蚀气体，第二步刻蚀中选择对存储层和填充层刻蚀率高的材料，从而将可能出现孔隙的沟道结构部分刻蚀，而未有孔隙的沟道结构几乎不被刻蚀，以形成区别的形貌特征，便于检测和识别。
[0030]该方法以较为简单的方式实现了微小缺陷的检出，具有大批量操作的可能性，避免因忽略了此类缺陷带来的损失。
附图说明
[0031]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施方式的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更加明显。在附图中：
[0032]图1为根据本申请实施方式的一种检测三维存储器的方法流程图；
[0033]图2A
‑
2E为根据本申请实施方式的一种检测三维存储器的检测工艺流程图。
具体实施方式
[0034]尽管讨论了具体的配置和布置，但是应当理解，这样做仅仅是出于说明的目的。相关领域的技术人员将认识到，在不脱离本公开的精神和范围的情况下，可以使用其它配置和布置。对于相关领域的技术人员来说，显然本公开也可以用于各种其它应用。
[0035]应该理解，说明书中对“一个实施方式”、“实施方式”、“示例实施方式”、“一些实施方式”等的引用指示所描述的实施方式可以包括特定特征、结构或特性，但是每个实施方式可以不一定包括该特定特征、结构或特性。此外，这些短语不一定是指相同的实施方式。此外，当结合实施方式描述特定特征、结构或特性时，无论是否明确描述，结合其他实施方式实现这种特征、结构或特性都将在相关领域技术人员的知识范围内。
[0036]通常，本文中使用的术语本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种检测三维存储器的方法，其中，所述三维存储器包括：设置于衬底上的堆叠结构及贯穿所述堆叠结构并延伸至所述衬底内的至少两个沟道结构，其中，每个所述沟道结构包括依次形成的存储膜、沟道层和填充层，其特征在于，所述方法包括：部分移除所述衬底以暴露所述至少两个沟道结构的存储膜的一部分，以形成至少两个刻蚀区；向所述至少两个刻蚀区执行第一刻蚀，其中，所述第一刻蚀被配置为能够刻蚀掉所述沟道层与所述第一刻蚀的刻蚀材料接触到的部分；在执行第一刻蚀后向所述至少两个刻蚀区执行第二刻蚀，其中，所述第二刻蚀被配置为能够刻蚀掉所述存储膜和所述填充层与所述第二刻蚀的刻蚀材料接触到的部分；以及比较执行所述第二刻蚀后的所述至少两个刻蚀区的形貌差异获得检测结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一刻蚀为气相刻蚀，所述气相刻蚀对所述沟道层与所述存储膜和所述填充层的刻蚀选择比范围为300
‑
800:1；所述第二刻蚀对所述沟道层与所述存储膜和所述填充层的刻蚀选择比范围为1:300
‑
800。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，执行所述第一刻蚀的步骤包括：响应于所述沟道结构的底表面具有贯穿所述存储膜和所述沟道层的孔隙，所述气相刻蚀的刻蚀材料经由所述孔隙在对应的刻蚀区中刻蚀掉所述沟道层靠近所述沟道结构的底表面的部分。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，执行所述第二刻蚀的步骤包括：响应于所述第一刻蚀刻蚀掉所述部分沟道层，通过所述第二刻蚀在所述刻蚀区中刻蚀掉所述存储膜和所述填充层靠近所述沟道结构的底表面的部分。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述沟道层被刻蚀的第一长度为1nm
‑
100nm。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王庆，陈金星，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：