[發明專利]圖形化掩膜的制作方法及三維NAND存儲器的制作方法

有效

• 申請號: 202010746366.9
• 申請日: 2020-07-29
• 公開（公告）號: CN111863826B
• 公開（公告）日: 2021-08-27
• 發明（設計）人: 單靜靜;鐘杜;陳韋斌;曾最新
• 申請（專利權）人: 長江存儲科技有限責任公司
• 主分類號: H01L27/11524
• 分類號: H01L27/11524;H01L27/11551;H01L27/1157;H01L27/11578
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 王曉玲

本發明提供了一種圖形化掩膜的制作方法及三維NAND存儲器的制作方法。該制作方法包括以下步驟：S1，在基體上順序形成層疊的第一掩膜層和第二掩膜層；S2，對第二掩膜層進行刻蝕，以形成貫穿至第一掩膜層的第一凹槽，第一凹槽具有沿遠離第一掩膜層的方向上順序連通的第二槽段和第一槽段，第二槽段貫穿至第一掩膜層，且第二槽段的任意橫截面大于第一槽段的任意橫截面；S3，以具有第一凹槽的第二掩膜層為掩膜對第一掩膜層進行刻蝕，以形成具有貫穿至基體的第二凹槽；S4，去除第二掩膜層，以得到圖形化掩膜。上述制作方法減少了雜質在形成圖形化掩膜的過程中的堆積，有效地避免了圖形化掩膜中內壁的彎曲，保證了高深寬比的柵極隔槽的刻蝕。

技術領域

本發明涉及半導體技術領域，具體而言，涉及一種圖形化掩膜的制作方法及三維NAND存儲器的制作方法。

背景技術

現有技術中，閃存（Flash Memory）存儲器的主要功能是在不加電的情況下能長期保持存儲的信息，具有集成度高、存取速度快、易于擦除和重寫等優點，因而在電子產品中得到了廣泛的應用。為了進一步提高閃存存儲器的位密度（Bit Density），同時減少位成本（Bit Cost），進一步提出了3D NAND存儲器。

在目前3D NAND存儲器中，通常采用垂直堆疊多層數據存儲單元的方式，實現堆疊式的3D NAND存儲器結構。為了得到上述堆疊式的3D NAND存儲器結構，需要在硅襯底上形成堆疊結構，并形成位于溝道通孔中的存儲結構，然后形成柵極隔槽（GLS）以分開存儲器陣列中的存儲區域，并在柵極隔槽中形成導電通道。

現有技術中通常先在堆疊結構上形成具有較大的深寬比的圖形化掩膜，然后通過該圖形化掩膜對堆疊結構進行刻蝕以形成高深寬比的柵極隔槽。為了得到上述圖形化掩膜，現有技術中通常先在第一層硬掩膜上再覆蓋一材料層，先將該材料層圖形化，然后以該圖形化的材料層為掩膜對下方的硬掩膜進行干法刻蝕，以得到圖形化掩膜。然而，在干法刻蝕過程中由于高能粒子的轟擊作用，很容易在將硬掩膜圖形化的過程中在其頂部形成雜質堆積，該雜質主要是由于上方材料層在轟擊過程中濺射而導致的，在頂部堆積的雜質會造成最終形成的圖形化掩膜中的內壁向內彎曲成弓形（Bow），從而不利于后續高深寬比的柵極隔槽的刻蝕。

發明內容

本發明的主要目的在于提供一種圖形化掩膜的制作方法及三維NAND存儲器的制作方法，以解決現有技術中圖形化掩膜的制造工藝不利于高深寬比的柵極隔槽的刻蝕的問題。

為了實現上述目的，根據本發明的一個方面，提供了一種圖形化掩膜的制作方法，包括以下步驟：S1，在基體上順序形成層疊的第一掩膜層和第二掩膜層；S2，對第二掩膜層進行刻蝕，以形成貫穿至第一掩膜層的第一凹槽，第一凹槽具有沿遠離第一掩膜層的方向上順序連通的第二槽段和第一槽段，第二槽段貫穿至第一掩膜層，且第二槽段的任意橫截面大于第一槽段的任意橫截面；S3，以具有第一凹槽的第二掩膜層為掩膜對第一掩膜層進行刻蝕，以形成具有貫穿至基體的第二凹槽；S4，去除第二掩膜層，以得到圖形化掩膜。

進一步地，第一凹槽具有第一側壁，第一側壁與第二槽段對應的部分具有倒角。

進一步地，步驟S2包括以下過程：對第二掩膜層進行一次干法刻蝕，以形成第一槽段，一次干法刻蝕的具有第一刻蝕速率；沿第一槽段繼續對第二掩膜層進行二次干法刻蝕，以形成第二槽段，二次干法刻蝕具有第二刻蝕速率，且第二刻蝕速率大于第一刻蝕速率。

進一步地，第一刻蝕速率和第二刻蝕速率均恒定。

進一步地，第一刻蝕速率恒定，且第二刻蝕速率漸變。

進一步地，第一掩膜層的材料選自無定形碳、摻雜碳、多晶硅和氧化鋁中的任一種或多種。

進一步地，第二掩膜層的材料選自氮氧化硅、氧化硅和氮化硅中的任一種或多種。