TWI836587B

TWI836587B - 非揮發性記憶體結構及其形成方法

Info

Publication number: TWI836587B
Application number: TW111133350A
Authority: TW
Inventors: 黃子芸; 陳俊旭
Original assignee: 華邦電子股份有限公司
Priority date: 2022-09-02
Filing date: 2022-09-02
Publication date: 2024-03-21
Also published as: TW202412188A

Abstract

非揮發性記憶體結構包括一基底以及形成於基底上方的一閘極堆疊層。閘極堆疊層包括一主動圖案以及一扶軌塊體。主動圖案包括複數個第一主動堆疊和複數個第二主動堆疊，此些第一主動堆疊和此些第二主動堆疊分別在第一方向上相距設置，且分別沿第二方向延伸，第二方向不同於第一方向。扶軌塊體沿第一方向延伸，且扶軌塊體具有相對的第一側與第二側，此些第一主動堆疊連接第一側，此些第二主動堆疊連接第二側，第一側包括在第一方向上相距設置的複數個第一突出部。

Description

非揮發性記憶體結構及其形成方法

本發明實施例是關於一種非揮發性記憶體結構及其形成方法，且特別是有關於快閃記憶體結構及其形成方法。

隨著快閃記憶體的製程持續微縮，許多挑戰隨之而生。例如，在多次的圖案轉移製程後，記憶體結構中長條柱狀的多個主動堆疊與一堆疊塊體之間的連接處可能有面積過窄、甚至完全斷開的問題，使得後續在此堆疊塊體上所設置的接觸件不能穩定的甚至無法電性連接至此些主動堆疊的閘極。因此，業界仍需要改進非揮發性記憶體結構的製造方法，以克服元件尺寸縮小所產生的問題。

本發明提供一種非揮發性記憶體結構，包括一基底以及形成於基底上方的一閘極堆疊層。閘極堆疊層包括一主動圖案以及一扶軌塊體。主動圖案包括複數個第一主動堆疊和複數個第二主動堆疊，此些第一主動堆疊和此些第二主動堆疊分別在第一方向上相距設置，且分別沿第二方向延伸，第二方向不同於第一方向。扶軌塊體沿第一方向延伸，且扶軌塊體具有相對的第一側與第二側，第一主動堆疊連接第一側，第二主動堆疊連接第二側，第一側包括在第一方向上相距設置的複數個第一突出部。

本發明提供一種非揮發性記憶體結構的形成方法，包括提供一基底；在該基底之上依序形成一主動層、一硬遮罩層、一核心圖案；在核心圖案的側壁上形成間隙壁；去除該核心圖案，留下的該些間隙壁形成於該硬遮罩層上；在該些間隙壁的上方提供一圖案化光阻層，該圖案化光阻層包括一主體部以及複數個翼部，其中主體部沿第一方向延伸。此些翼部則連接主體部的第一側且在第一方向上相距設置。此些翼部並沿第二方向突出，第二方向不同於第一方向。之後，根據前述圖案化光阻層和此些間隙壁，蝕刻硬遮罩層，以形成一硬遮罩圖案；以及將前述硬遮罩圖案轉移至主動層，以形成一閘極堆疊層。

第1A至1I圖是根據本發明的一實施例，繪示形成非揮發性記憶體結構在不同製造階段的示意圖。其中第1F圖是沿著第1F-1的立體圖中的線B-B擷取的剖面示意圖。第1F-2圖是沿著第1F-1的立體圖中的線C-C擷取的剖面示意圖。第1F-3圖是第1F-1圖中的局部俯視示意圖。第1G-1圖是根據本發明的一實施例的記憶體結構的製程中間階段的立體圖。第1G圖是沿著第1G-1圖中線B-B擷取的剖面示意圖。第1G-2圖是第1G-1圖中記憶體結構的局部俯視示意圖。第1I圖是沿著第1I-1圖中線B-B擷取的剖面示意圖。第1I-2圖是第1I-1圖中記憶體結構的局部俯視示意圖。

參照第1A圖，首先，提供一基底100，例如是一半導體基底。在一實施例中，基底100可以是元素半導體基底，例如矽基底、或鍺基底；或化合物半導體基底，例如碳化矽基底、或砷化鎵基底。在一實施例中，基底100可以是絕緣體覆矽基底。

之後，於基底100上方形成主動層110。主動層110是由多個材料層形成的堆疊，其包含依序形成於基底100之上的穿隧氧化物層102、導電層104以及氮化矽層106。穿隧氧化物層102例如可包括氧化矽或高介電常數(k＞4)材料。高介電常數材料例如可包括氧化鉿、氧化鉿矽、氧化鉿鋁或氧化鉿鉭。導電層104例如可包含多晶矽或摻雜多晶矽。

再參照第1A圖，於主動層110之上依序形成硬遮罩層112、硬遮罩層113、犧牲核心層114以及抗反射層115。硬遮罩層112可包括介電材料，例如氧化矽、氮化矽、氮氧化矽或其組合。在一實施例中，硬遮罩層112的材料包含四乙氧基矽烷(TEOS)。硬遮罩層113的材料包含多晶矽。犧牲核心層114可包括富碳(carbon-rich)材料，例如碳層或是旋塗碳。抗反射層115可包括富矽(silicon-rich)材料，例如包含氮氧化矽。

接著，再參照第1A圖，於抗反射層115之上形成圖案化光阻層116。圖案化光阻層116包含設置於記憶體結構之陣列區域中的複數個光阻1161、以及位於光阻1161之間的開口1163。

之後，使用圖案化光阻層116為遮罩，對下方的抗反射層115和犧牲核心層114進行蝕刻製程，以去除抗反射層115和犧牲核心層114未被圖案化光阻層116覆蓋的部分(亦即，對應於開口1163處的部分)，直到暴露出硬遮罩層113的上表面，如第1B圖所示。在此示例中，蝕刻製程後，係形成抗反射層115’以及核心圖案1145。圖案化光阻層116可以是在蝕刻製程中被完全消耗，或是透過額外的灰化(ash)製程去除。在一實施例中，前述蝕刻製程係為乾式蝕刻製程。再者，根據一實施例，在蝕刻製程之後，可對核心圖案1145進行修整(trim)製程，從而降低形成於記憶體結構表面上的缺陷。

請參照第1C圖，在硬遮罩層113上形成間隙壁材料層118，間隙壁材料層118順應性的覆蓋硬遮罩層113、核心圖案1145與抗反射層115’。如第1C圖所示，間隙壁材料層118填入開口1163處但未填滿開口1163。間隙壁材料層118可包括介電材料，例如是氧化矽、氮氧化矽、氮化矽或其組合，且其形成方法可包括化學氣相沈積方法、或其他適合的方法。

請參照第1D圖，去除部分的間隙壁材料層118，以形成間隙壁1185及空隙1187。間隙壁1185例如是形成在核心圖案1145以及抗反射層115’的側壁上，空隙1187形成於開口1163(第1C圖)中並曝露出部分的硬遮罩層113的上表面。去除部分的間隙壁材料層118的方式例如可包括乾式蝕刻製程。

請參照第1E圖，去除抗反射層115’及核心圖案1145，以形成空隙1186。空隙1186暴露出下方硬遮罩層113的部分上表面。去除核心圖案1145的方式例如可包括乾式蝕刻製程。

再參照第1E圖，空隙1186的底部在方向D1上具有寬度W _C，空隙1187的底部在方向D1上具有寬度W _B。在此示例中，空隙1186底部的寬度W _C以及空隙1187底部的寬度W _B大致相等。在其他實施例中，寬度W _C亦可大於或小於寬度W _B，本揭露不限於此。

值得一提的是，在第1C圖的步驟中，可控制間隙壁材料層118所形成的厚度，以控制後續形成的間隙壁1185以及主動堆疊162的寬度。此外，間隙壁1185形成的位置又可根據核心圖案1145的位置而定。

接著，請同時參照第1F、1F-1、1F-2、1F-3圖，於硬遮罩層113上(例如沿方向D3)依序形成犧牲材料層131、抗反射層132以及圖案化光阻層30。犧牲材料層131可包括富碳材料，例如碳層或旋塗碳。在一實施例中，犧牲材料層131係可以完全覆蓋間隙壁1185，並且填滿空隙1186、1187。抗反射層132可包括氮氧化矽。

請參照第1F-1、1F-2和1F-3圖，圖案化光阻層30具有特殊圖案，例如包括主體部30M以及位於主體部30M之相對兩側的多個翼部31和多個平坦部32。詳細而言，在一實施例中，如第1F-3圖所示，主體部30M具有相對的第一側301和第二側302，其中多個翼部31包括位於第一側301的第一翼部311和位於第二側302的第二翼部312，而多個平坦部32包括位於第一側301的第一平坦部321和位於第二側302的第二平坦部322。第一翼部311和第一平坦部321在方向D1上交替設置，且第一翼部311沿方向D2突出；而第二翼部312和第二平坦部322在方向D1上交替設置，且第二翼部312沿方向D4突出。方向D4例如(但不限於)是與方向D2相反方向。於此示例中，如第1F-1和1F-3圖所示，在方向D2上，主體部30M之第一側301的第一平坦部321係對應於第二側302的第二翼部312，第一側301的第一翼部311係對應於第二側302的第二平坦部322。在其他示例中，圖案化光阻層30之相對兩側的翼部除可如第1F-3圖所示完全的錯開外，亦可僅有部分錯開或是完全相對應。

如第1F-3圖所示，圖案化光阻層30的第一翼部311與第二翼部312在方向D2上偏移設置。例如，第一翼部311在方向D2上的中心線L _C1係與第二翼部312在方向D2上的中心線L _C2相互錯開。

再者，此示例中，如第1F-1圖所示，雖然間隙壁1185被圖案化光阻層30覆蓋，但為清楚顯示圖案化光阻層30與下方間隙壁1185之間的相關圖案位置，在第1F-3圖(以及後續的第2A、3A圖)中係以虛線繪製間隙壁1185。如第1F-3圖所示，圖案化光阻層30的各個翼部31係覆蓋相鄰兩間隙壁1185的部分，以及覆蓋兩間隙壁1185之間的一個空隙1186或1187。因此，單一第一翼部311在方向D1上的寬度W _P1係大於相鄰兩間隙壁1185之間的空隙距離W _t1，但小於各間隙壁1185的寬度W _S的兩倍與空隙距離W _t1的總和，即W _t1＜W _P1＜2×W _S+W _t1。類似的，單一第二翼部312在方向D1上具有寬度W _P2，其中W _t1＜W _P2＜2×W _S+W _t1。

在一實施例中，單一第一翼部311或是單一第二翼部312分別覆蓋相鄰兩間隙壁1185之間的一個空隙1186或1187，以及覆蓋相鄰兩間隙壁1185約一半的寬度，參照第1F-3圖，亦即W _P1=W _P2=W _S+W _t1。

在第1F圖之後，係進行如第1G、1H、1I圖所示之圖案轉移製程，以在基底100之上形成閘極堆疊層。

請參照第1F圖、第1F-1圖、第1F-2圖、第1G圖及第1G-1圖。使用圖案化光阻層30以及間隙壁1185為遮罩進行蝕刻製程，以依序蝕刻去除抗反射層132、犧牲材料層131、以及硬遮罩層113未被圖案化光阻層30以及間隙壁1185覆蓋的部分，直到暴露出硬遮罩層112的上表面112a。在一實施例中，此蝕刻製程為乾式蝕刻。

特別說明的是，蝕刻製程之後的硬遮罩層113形成硬遮罩圖案1135。詳細而言，請參照第1G-1圖，對於圖案化光阻層30未覆蓋的區域，將間隙壁1185的圖案轉移至硬遮罩層113，而對於圖案化光阻層30覆蓋的區域，則將圖案化光阻層30的圖案轉移至硬遮罩層113，而形成硬遮罩圖案1135。此外，未被圖案化光阻層30覆蓋的間隙壁1185在蝕刻製程中可能會被全部或部分消耗，因此可能會留下部分的間隙壁1185’於硬遮罩圖案1135上。一實施例中，在蝕刻製程之後，進一步去除圖案化光阻層30及其下方的抗反射層132’和犧牲材料層131’。

參照第1G圖及第1H圖，使用硬遮罩圖案1135及間隙壁1185’(若有殘留)為遮罩對下方的材料層進行蝕刻製程，直到暴露出主動層110的上表面，例如氮化矽層106的上表面106a。在一實施例中，此蝕刻製程為乾式蝕刻。如第1H圖所示，蝕刻製程後的硬遮罩層112形成硬遮罩圖案1125。

參照第1H圖及第1I圖，使用硬遮罩圖案1125為遮罩對下方的材料層進行蝕刻製程，而形成主動層110’及基底100’。如第1I圖所示，主動層110’包括穿隧氧化物層102’、導電層104’以及氮化矽層106’。此外，硬遮罩圖案1125在蝕刻製程中可能會被部分消耗，而留下硬遮罩圖案1126。

請參照第1I、1I-1、1I-2圖，在以硬遮罩圖案1125為遮罩對下方材料層進行蝕刻後，係形成閘極堆疊層16，其包括一主動圖案160以及一扶軌塊體(rail block)163。在一實施例中，可形成額外的部件(例如，源極/汲極區)於此結構之上，以製得非揮發性記憶體裝置。非揮發性記憶體例如為一反及型(NAND)快閃記憶體。

參照第1I-1和1I-2圖，扶軌塊體163具有相對的第一側1631與第二側1632。第一側1631包含在方向D1上交替設置的多個第一突出部1635 _P以及多個第一基部1635 _F，且第一突出部1635 _P沿方向D2突出。類似的，第二側1632包含在方向D1上交替設置的多個第二突出部1636 _P以及多個第二基部1636 _F，且第二突出部1636 _P沿方向D4突出。在此示例中，第一突出部1635 _P與第二突出部1636 _P在方向D2上偏移設置。例如第1I-2圖中第一突出部1635 _P在方向D2上的中心線L _G1與第二突出部1636 _P在方向D2上的中心線L _G2相互錯開。此外，在方向D2上，第一突出部1635 _P可對應於第二基部1636 _F，第一基部1635 _F可對應第二突出部1636 _P。在其他實施例中，第一突出部1635 _P與第二突出部1636 _P在方向D2上可相對應的設置，例如第一基部1635 _F可對應於第二基部1636 _F，而第一突出部1635 _P可對應於第二突出部1636 _P(如後續第3B圖所示)。

一實施例中，主動圖案160包含連接至扶軌塊體163的多個主動堆疊161和162(後續形成記憶胞)，其中主動堆疊161和162分別連接至扶軌塊體163之相對的第一側1631與第二側1632。再者，相鄰的主動圖案160間具有溝槽170，溝槽170包含溝槽171和172。詳細而言，主動堆疊161之間具有溝槽171，主動堆疊162之間具有溝槽172。其中主動堆疊161、主動堆疊162、溝槽171以及溝槽172皆例如沿方向D2或D4延伸。一實施例中，相鄰兩個溝槽171係分別對應扶軌塊體163的第一基部1635 _F與第一突出部1635 _P；相鄰兩個溝槽172係分別對應扶軌塊體163的第二基部1636 _F與第二突出部1636 _P。在後續製程中可於溝槽171以及溝槽172中填入絕緣材料，以分別形成對應的淺溝槽隔離件(未示出)。

再者，在一實施例中，若俯視閘極堆疊層16，溝槽171/172連接於扶軌塊體163的突出部的一端部相較於延伸部係呈現較大的寬度。舉例而言，如第1I-2圖所示，溝槽171包括延伸部1715以及端部1716，其中端部1716分別連接延伸部1715及扶軌塊體163的第一側1631的突出部1635 _P。延伸部1715在方向D1上具有寬度W _t1，端部1716在方向D1上的最大寬度係定義為寬度W _t2，寬度W _t2係大於寬度W _t1。溝槽172包括延伸部1725以及端部1726，其中端部1726分別連接延伸部1725及扶軌塊體163的第二側1632的突出部1636 _P。延伸部1725在方向D1上具有寬度W _t3，端部1726在方向D1上的最大寬度定義為寬度W _t4，寬度W _t4係大於寬度W _t3。

特別說明的是，在此由上示圖(第1G-2圖、第1I-2圖)觀察，單一間隙壁1185具有位於圖案化光阻層30的各翼部31(包括第一翼部311及第二翼部312)兩側的端部以及遠離圖案化光阻層30的延伸部。此處，所形成的主動圖案160係對應於間隙壁1185的延伸部的圖案，而所形成的扶軌塊體163係對應於圖案化光阻層30及間隙壁1185的端部聯合組成的圖案。在主動圖案160與扶軌塊體163之間連接處可具有足夠的連接面積，而無斷線之虞。根據本揭露一實施例的形成方法，例如，第1F-1圖所示之圖案化光阻層30的第一翼部311和第二翼部312分別對應第1I-1圖所示之扶軌塊體163的第一突出部1635 _P和第二突出部1636 _P。

第2A圖繪示在對應第1F-3圖的製程步驟中設置傳統的圖案化光阻層40的局部俯視示意圖。參照第1F-1圖的製程步驟，第2A圖的間隙壁1185係位於抗反射層132下方並且被犧牲材料層131覆蓋，而以虛線繪製間隙壁1185，以利清楚顯示圖案化光阻層40與下方間隙壁1185之間的相關圖案位置。第2B圖繪示使用如第2A圖所示之圖案化光阻層40和間隙壁1185聯合組成的圖案對下方的材料層進行蝕刻製程後的俯視示意圖。第2A圖與第1F-3圖的差異僅在於圖案化光阻層的圖案不同。第2B圖可對應於第1G-2圖的製程步驟，差異僅在對下方的材料層進行蝕刻後上視的圖案不同。第2A、2B圖中與第1F-3、1G-2 圖中相同的元件係沿用相同的標號，以利清楚說明。

當使用第2A圖的圖案化光阻層40對其下的抗反射層132/犧牲材料層131進行蝕刻製程時(例如進行第1G圖所述的製程步驟)，當蝕刻進行到暴露出間隙壁1185，並要繼續蝕刻空隙1187處的犧牲材料層131時，由於圖案化光阻層40的邊緣處、間隙壁1185、以及空隙1187處會產生複數的高度斷差，進而使得圖案化光阻層40的邊緣處、間隙壁1185、以及空隙1187處的交界處(如第2A圖中所繪示的箭頭指示處)容易受到更多蝕刻電漿的攻擊(即有較快的蝕刻速率)，造成更多的間隙壁1185材料被蝕刻。因此，如第2B圖所示，蝕刻製程使得間隙壁1185會在鄰近圖案化光阻層40的側邊處會形成內凹缺陷1185 _D。特別說明的是，在使用傳統的圖案化光阻層40時，單一間隙壁1185的在方向D2同位置上的相對兩側若同時產生內凹缺陷1185 _D，內凹缺陷1185 _D可能隨著後續製程而擴大，進而截斷此處的圖案，使得最後形成的主動堆疊無法連接至扶軌塊體。

請再參照第1F-3、1G-2圖。第1G-2圖繪示使用如第1F-3圖所示的圖案化光阻層30對下方的材料層進行蝕刻製程的局部俯視示意圖。第1F-3、1G-2圖的步驟以及後續將圖案化光阻層30的圖案轉移至下方的主動層，其形成方法已敘述於前述第1G、1H、1I圖的形成步驟，在此不重述。

在本實施例中，圖案化光阻層具有突出的第一翼部311及第二翼部312，當進行蝕刻製程時，僅有對應於第一翼部311/第二翼部312處的空隙1187/1186鄰近圖案化光阻層30的邊緣處(如第1F-3圖中所繪示的箭頭指示處)容易受到更多蝕刻電漿的攻擊，而造成更多的間隙壁1185材料被蝕刻。但對應於第一平坦部321/第二平坦部322處的空隙1186/1187鄰近圖案化光阻層30的邊緣處則由於屏蔽效應而不會被過度蝕刻。因此，相較於使用如第2A圖所示的圖案化光阻層40進行蝕刻所產生的上視圖案(第2B圖)，在使用如第1F-3圖所提供的圖案化光阻層30進行蝕刻後，如第1G-2圖所示，並不會在單一間隙壁1185位於方向D2上同位置相對兩側同時形成內凹缺陷1185 _D，因此可避免後續的製程中此處圖案被截斷的風險。

第3A圖繪示在對應第1F-3圖的製程步驟中設置根據本揭露其他實施例的圖案化光阻層50的局部俯視示意圖。第3A圖與第1F-3圖的差異在於圖案化光阻層50和30的圖案不同。再者，參照第1F-1圖的製程步驟，第3A圖的間隙壁1185係位於抗反射層132下方並且被犧牲材料層131覆蓋，因此以虛線繪製間隙壁1185。第3B圖繪示使用如第3A圖所示的圖案化光阻層50和間隙壁1185聯合組成的圖案，對下方的材料層進行蝕刻製程後的俯視示意圖。再者，第3A、3B圖中與第1F-3、1I-2圖中相同的元件係沿用相同的標號，以利清楚說明。

如第3A圖所示，圖案化光阻層50包括主體部50M以及位於主體部50M之相對兩側的多個翼部51和多個平坦部52。詳細而言，在一實施例中，主體部50M具有相對的第一側501和第二側502，其中多個翼部51包括位於第一側501的第一翼部511和位於第二側502的第二翼部512，而多個平坦部52包括位於第一側501的第一平坦部521和位於第二側502的第二平坦部522。第一翼部511和第一平坦部521在方向D1上交替設置，且第一翼部511沿方向D2突出；而第二翼部512和第二平坦部522方向D1上交替設置，且第二平坦部522沿方向D4突出。方向D4例如(但不限於)是與方向D2相反方向。於此示例中，在方向D2上，主體部50M之第一側501的第一翼部511係對應於第二側502的第二翼部512，第一側301的第一平坦部521在係對應於第二側502的第二平坦部522。

如第3A圖所示，在一實施例中，圖案化光阻層50的第一翼部511與第二翼部512在方向D2上對應設置。例如，第一翼部511在方向D2上的中心線L _C1係與第二翼部512在方向D2上的中心線L _C2相互重合。

如第3A所示的間隙壁1185及圖案化光阻層50聯合組成的圖案在經過後續的多道製程後，可製得包括主動圖案160與扶軌塊體163的閘極堆疊層，其局部俯視圖如第3B圖所示。第3B圖中所形成的主動圖案160對應於間隙壁1185的圖案，而所形成的扶軌塊體163對應於圖案化光阻層50之主體部50M的圖案。第3B圖中的元件內容，可參照上述如第1I-2圖之說明。

綜合上述，根據本揭露一實施例提出的非揮發性記憶體結構及其形成方法可通過使用具有特殊圖案的圖案化光阻層，使圖案化光阻層的圖案在後續多道製程後可順利的轉移至主動層，且不會增加額外的成本。此外，所製得的閘極堆疊層不但包含了具有足夠面積的扶軌塊體可設置接觸件，還可製得順利連接至扶軌塊體的多個主動堆疊，而無斷線之虞，使後續在扶軌塊體上所設置的接觸件可與此些主動堆疊的導電層(例如閘極)電性連接。因此，即使製得的主動堆疊在連接扶軌塊體的邊緣處於蝕刻製程中產生了一部分向內凹陷的材料損失(如第1G-2圖所示)，亦不會發生斷線的風險。因此，可以改善所形成的非揮發性記憶體的良率及可靠度。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

100,100’:基底 102,102’:穿隧氧化物層 104,104’:導電層 106,106’:氮化矽層 110,110’:主動層 112,113:硬遮罩層 1125,1126,1135:硬遮罩圖案: 114:犧牲核心層 1145:核心圖案 115,115’,132,132’:抗反射層 116,30,40,50:圖案化光阻層 1161:光阻 1163:開口 118:間隙壁材料層 1185:間隙壁 1185’:圖案化間隙壁 1185 _D:內凹缺陷 1186,1187:空隙 131,131’:犧牲材料層 16:閘極堆疊層 160:主動圖案 161,162:主動堆疊 170,171,172:溝槽 163:扶軌塊體 30M, 50M:主體部 301,1631,501:第一側 302,1632,502:第二側 1635 _P:第一突出部 1635 _F:第一基部 1636 _P:第二突出部 1636 _F:第二基部 1715:第一延伸部 1725:第二延伸部 1716:第一端部 1726:第二端部 31,51:翼部 311,511:第一翼部 312,512:第二翼部 321,521:第一平坦部 322,522:第二平坦部 106a,112a:上表面 W _S,W _C,W _B,W _P1,W _P2,W _S:寬度 W _t1,W _t3:延伸寬度 W _t2,W _t4:端部寬度 D1,D2,D3,D4:方向 B-B,C-C:剖線 L _C1,L _C2,L _G1,L _G2:中心線

第1A~1F、1F-1、1F-2、1F-3、1G、1G-1、1G-2、1H、1I、1I-1及1I-2圖是根據本發明的一實施例，繪示形成非揮發性記憶體結構在不同階段的示意圖。第2A圖繪示在對應第1F-3圖的製程步驟中設置傳統的圖案化光阻層的局部俯視示意圖；第2B圖繪示使用如第2A圖所示之圖案化光阻層對下方的材料層進行蝕刻製程後的俯視示意圖。第3A圖繪示在對應第1F-3圖的製程步驟中設置根據本揭露其他實施例的圖案化光阻層的局部俯視示意圖；第3B圖繪示使用本揭露其他實施例的圖案化光阻層，對下方的材料層進行蝕刻製程的俯視示意圖。

100’:基底 102’: 穿隧氧化物層 104’:導電層 106’:氮化矽層 110’:主動層 1126:硬遮罩圖案: 16:閘極堆疊層 160:主動圖案 161,162:主動堆疊 163:扶軌塊體 1631:第一側 1632:第二側 1635 _P:第一突出部 1635 _F:第一基部 1636 _P:第二突出部 1636 _F:第二基部 170,171,172:溝槽 D1,D2,D3,D4:方向 B-B:剖線

Claims

一種非揮發性記憶體結構，包括：一基底；及一閘極堆疊層，形成於該基底上方，該閘極堆疊層包括：一主動圖案，包括複數個第一主動堆疊和複數個第二主動堆疊，該些第一主動堆疊和該些第二主動堆疊分別在第一方向上相距設置，且分別沿第二方向延伸，該第二方向不同於該第一方向；以及一扶軌塊體，沿該第一方向延伸，該扶軌塊體具有相對的一第一側與一第二側，該些第一主動堆疊連接該第一側，該些第二主動堆疊連接該第二側，該第一側包括在該第一方向上相距設置的複數個第一突出部，其中該些第一突出部沿該第二方向突出。
如請求項1之非揮發性記憶體結構，其中該扶軌塊體的該第二側包括複數個第二突出部，且該些第二突出部在該第一方向上相距設置。
如請求項2之非揮發性記憶體結構，其中該些第一突出部與該些第二突出部在該第二方向上相對應的設置。
如請求項2之非揮發性記憶體結構，其中該些第一突出部在該第二方向上的第一中心線係與該些第二突出部在該第二方向上的第二中心線相互重合(overlapped)。
如請求項2之非揮發性記憶體結構，其中該些第一突出部與該些第二突出部在該第二方向上偏移(shifted)設置，其中該些第一突出部在該第二方向上的第一中心線係與該些第二突出部在該第二方向上的第二中心線相互錯開。
如請求項2之非揮發性記憶體結構，其中該扶軌塊體的該第一側更包括複數個第一基部，且該些第一基部係與該些第一突出部係交替的設置，該扶軌塊體的該第二側更包括複數個第二基部，且該些第二基部係與該些第二突出部係交替的設置。
如請求項6之非揮發性記憶體結構，其中該些第一基部對應於該些第二基部，該些第一突出部對應於該些第二突出部。
如請求項6之非揮發性記憶體結構，其中該些第一突出部對應於該些第二基部，該些第一基部對應於該些第二突出部。
如請求項6之非揮發性記憶體結構，更包括複數個第一淺溝槽隔離件與該些第一主動堆疊交錯設置，其中該些第一淺溝槽隔離件係沿該第二方向延伸，且兩個相鄰的該些第一淺溝槽隔離件分別對應該第一基部與該第一突出部，其中該些第一淺溝槽隔離件分別包括：第一延伸部，在該第一方向上具有一第一延伸寬度；以及第一端部，分別連接該第一延伸部與該扶軌塊體的該第一側，在該第一方向上具有一第一端部寬度，該第一端部寬度大於該第一延伸寬度。
一種非揮發性記憶體結構的形成方法，包括：提供一基底；在該基底之上依序形成一主動層、一硬遮罩層、一核心圖案；在該核心圖案的側壁上形成間隙壁；去除該核心圖案，留下的該些間隙壁形成於該硬遮罩層上；在該些間隙壁的上方提供一圖案化光阻層，該圖案化光阻層包括：一主體部，沿第一方向延伸；以及複數個翼部，連接該主體部之第一側且在第一方向上相距設置，該些翼部並沿第二方向突出，該第二方向不同於該第一方向；根據該圖案化光阻層和該些間隙壁，蝕刻該硬遮罩層，以形成一硬遮罩圖案；以及將該硬遮罩圖案轉移至該主動層，以形成一閘極堆疊層，其中該閘極堆疊層包括一突出部，且該突出部沿該第二方向突出。
如請求項10之非揮發性記憶體結構的形成方法，其中連接該主體部之該第一側的該些翼部係為第一翼部，該圖案化光阻層更包括複數個第二翼部連接該主體部之第二側且沿該第二方向突出，該些第二翼部在該第一方向上相距設置，該第一側相對於該第二側。
如請求項11之非揮發性記憶體結構的形成方法，其中該些第一翼部與該些第二翼部在該第二方向上相對應的設置。
如請求項11之非揮發性記憶體結構的形成方法，其中該些第一翼部與該些第二翼部在該第二方向上偏移(shifted)的設置。
如請求項11之非揮發性記憶體結構的形成方法，其中該圖案化光阻層更包括：複數個第一平坦部與該些第一翼部交替的設置；以及複數個第二平坦部與該些第二翼部交替的設置。
如請求項10之非揮發性記憶體結構的形成方法，其中該些翼部在該第一方向上的各寬度係大於相鄰兩該些間隙壁之間的空隙距離，小於各該間隙壁的寬度的兩倍與該空隙距離的總和。