[發明專利]半導體PCM結構及其檢測方法

有效

• 申請號: 202010870922.3
• 申請日: 2020-08-26
• 公開（公告）號: CN111834245B
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 張連寶;陳宏;王卉;曹子貴
• 申請（專利權）人: 上海華虹宏力半導體制造有限公司
• 主分類號: H01L21/66
• 分類號: H01L21/66;H01L27/11521;G01B21/08;G01B21/30
• 代理公司: 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237
• 代理人: 曹廷廷

本發明提供一種半導體PCM結構及其檢測方法，在所述半導體PCM結構的表面上任意位置放置一探針；所述探針沿任意一方向滑動一設定距離，且經過所述字線表面和所述掩模層表面；檢測裝置獲取所述探針的移動路徑，并計算出所述字線上表面與所述掩模層上表面的高度差。由于所述半導體PCM結構為多個以待檢測存儲單元同比例擴大的存儲單元，所以所述存儲單元比所述待檢測存儲單元大很多，所述探針能夠設置在所述存儲單元上，并由所述探針滑動獲取所述字線上表面與所述掩模層上表面的高度差。因此，本發明不但能夠精準檢測出所述字線上表面與所述掩模層上表面的真實高度差，提高器件的良率，而且制備工藝簡單，操作便捷，實用性強，拓展性好。

技術領域

本發明涉及集成電路制造技術領域，特別涉及一種半導體PCM結構及其檢測方法。

背景技術

隨著集成電路制造技術的發展，半導體器件的關鍵尺寸越來越小，精度要求也越來越高。在快閃存儲器件領域，在上一代的存儲器中，由于對信息存儲控制多晶硅(Memorypolysilicon，MPL)的研磨輪廓的要求并不高，通常在化學機械研磨(Chemical mechanicalgrinding，CMP)后，掩模層與信息存儲控制多晶硅之間會存在一個斜坡。則在測量掩模層與信息存儲控制多晶硅之間高度差時，可通過測量信息存儲控制多晶硅頂部的關鍵尺寸，在利用該斜坡的斜率，即可計算出二者之間的高度差。但新一代的存儲器件中對各膜層的輪廓精準度要求非常高，以使得研磨后的掩模層與信息存儲控制多晶硅之間不存在斜坡，而是呈直角連接。又因為存儲器件的尺寸進一步縮小，故現有技術無法檢測二者之間的高度差，難以監控器件制備過程的精確度，致使無法保證器件的良率。

因此，需要一種監控制程的結構(Process Control Monitor，PCM)以及新的檢測方法，來解決掩模層與信息存儲控制多晶硅之間高度差的檢測，進而能夠檢測器件制備過程中的精準度，保證器件的良率。

發明內容

本發明的目的在于提供一種半導體PCM結構及其檢測方法，以解決掩模層與信息存儲控制多晶硅之間高度差的檢測問題。

為解決上述技術問題，本發明提供一種半導體PCM結構，包括：多個存儲單元；各所述存儲單元呈陣列式排布且每一所述存儲單元的尺寸按待檢測存儲單元的尺寸同比例擴大；其中，

每一所述存儲單元包括形成于襯底上的掩模層和字線，所述字線上表面的高度低于所述掩模層上表面的高度。

可選的，在所述的半導體PCM結構中，所述字線上表面和所述掩模層上表面均是平整表面。

可選的，在所述的半導體PCM結構中，相鄰的兩個所述存儲單元之間相互接觸。

可選的，在所述的半導體PCM結構中，所述存儲單元在長度方向上的尺寸為大于10微米。

可選的，在所述的半導體PCM結構中，所述字線上表面在寬度方向上的尺寸為大于或等于1微米。

可選的，在所述的半導體PCM結構中，所述存儲單元還包括依次形成于所述襯底上，且在所述掩模層與所述襯底之間的浮柵層、ONO膜層以及控制柵層。

可選的，在所述的半導體PCM結構中，所述字線貫穿所述掩模層，所述字線還貫穿所述浮柵層、所述ONO膜層以及所述控制柵層。

可選的，在所述的半導體PCM結構中，所述存儲單元還包括側墻結構。

可選的，在所述的半導體PCM結構中，所述側墻結構包括第一氧化硅層、氮化硅層以及第二氧化硅層；其中，所述第一氧化硅層沿所述字線的側面及下表面設置；所述氮化硅層形成于所述第一氧化硅層遠離所述字線的一側，且貫穿所述控制柵層及所述掩模層；所述第二氧化硅層形成于所述掩模層與所述氮化硅層之間。

可選的，在所述的半導體PCM結構中，所述掩模層的材質包括氮化硅。