專利名稱：采用雙金屬鑲嵌工藝和壓印光刻形成三維存儲器陣列中的存儲器線和通路的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及半導體制造技術(shù)，更具體涉及采用雙金屬鑲嵌工藝和壓印光刻形成三 維存儲器陣列中的存儲器線和通路(Via)。
背景技術(shù)：
深通路(例如，單片三維存儲器陣列中跨越和/或連接多級存儲器元件的通路，也 已知為下面將要描述的Z通路(Zia))的形成通常需要采用相對昂貴的先進蝕刻工具。此 外，形成深通路包含的每個掩模步驟通常需要使用相對昂貴的先進沉浸式光刻(immersion lithography)工具和技術(shù)。此外，當特征尺寸達到32nm至15nm時采用沉浸式光刻形成深 通路，將變得更加昂貴，甚至是不可能的。從而，需要的是不要求采用沉浸式光刻并降低制 造采用深通路的深、亞微米三維存儲器陣列的制造成本的方法和裝置。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的方面，提供一種三維存儲器陣列中的存儲器層的形成方法。此方法 包括形成具有多個深度的模板，其中至少一個深度對應于第一存儲器線，且其中至少一個 深度對應于通路；將模板壓印到轉(zhuǎn)移材料中；固化轉(zhuǎn)移材料；并采用壓印和固化的轉(zhuǎn)移材 料形成存儲器層。根據(jù)其他方面，本發(fā)明提供一種三維存儲器陣列中的存儲器層。此存儲器層包含 多個存儲器線和通路，多個存儲器線和通路通過金屬鑲嵌工藝采用具有多個深度的壓印光 刻模板形成，其中至少一個深度對應于通路，且其中至少一個深度對應于通路；以及工作耦 合于存儲器線的多個存儲器單元。根據(jù)其他方面，本發(fā)明提供一種用于制造三維儲存器中的存儲器層的壓印光刻掩 模。此掩模包括形成有特征的半透明材料，該特征用于在壓印金屬鑲嵌工藝采用的轉(zhuǎn)移材 料中做出壓印，該掩模具有多個壓印深度。至少一個壓印深度對應于用于形成存儲器線的 溝槽，且其中至少一個深度對應于用于形成通路的孔。根據(jù)其它方面，本發(fā)明提供一種三維存儲器陣列，其包括疊置形成且通過垂直Z 通路彼此電性耦合的多個水平存儲器層，和包含多個存儲器線和通路的存儲器層，多個存儲 器線和通路兩者同時采用壓印光刻掩模形成，該Z通路由每個存儲器層中對準的通路形成。從下面的具體描述、所附權(quán)利要求以及附圖中，本發(fā)明的其它特征和方面將變得 更加明顯。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的實施例的簡化的示例三維存儲器陣列的交錯字線和位線的 結(jié)構(gòu)表示的透視圖。圖2是示例壓印光刻模板的透視圖，其適于形成根據(jù)本發(fā)明實施例的圖1的三維 存儲器結(jié)構(gòu)的存儲器線。圖3是第二示例壓印光刻模板的透視圖，其適于形成根據(jù)本發(fā)明實施例的三維存 儲器結(jié)構(gòu)的存儲器線。圖4AX至4DX以及4AY至4DY描繪具有各種工藝層的襯底的一序列截面圖(分別 從前面(X)和側(cè)面(Y)透視)，該序列表示根據(jù)本發(fā)明實施例的形成存儲器線的層和通路的方法。圖5A至5D描繪根據(jù)本發(fā)明實施例的連接鄰近字線層和在不同的深度的位線(如 果有位線的話)的Z通路的不同的柱的截面圖。圖6是適于形成根據(jù)本發(fā)明實施例的三維存儲器陣列的存儲器線的第三示例壓 印光刻掩模的透視圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種用于形成三維存儲器陣列(例如，具有在單個襯底上的多個層級 和/或形成在不同襯底上并隨后接合在一起的多個二維陣列的堆疊層級的單片三維存儲 器陣列)的方法和裝置，其采用雙深度壓印光刻掩模(例如，3D模板)以同時形成到鄰近 的存儲器層級的分別用于存儲器線和通路的溝槽和孔。更具體地，每個線和通路都是采用雙金屬鑲嵌工藝而形成的，其中，雙金屬鑲嵌工藝的第一特征可以是字線或位線，且第二特 征可以是從字線或位線引出的通路。在一些實施例中，多深度壓印光刻掩?？杀挥靡酝瑫r 形成用于存儲器線和通路溝槽的溝槽和不同深度的孔，該不同深度的孔到諸如其它位線和 /或字線的不同的深度特征，以及到鄰近的存儲器層級。在本發(fā)明的另一方面中以及在一些實施例中，存儲器線可被交錯，使得形成為在 每條線的一端的延伸部的擴大的接觸襯墊區(qū)域以交替的方式被設置在三維存儲器陣列的 相對側(cè)。換句話說，鄰近的線在相對彼此的相對端可具有它們的相關(guān)的擴大的襯墊區(qū)域。從 而，該交錯為擴大的襯墊區(qū)域提供附加區(qū)域，擴大的襯墊區(qū)域被設置以接觸從其它存儲器 線延伸的通路。通過擴大襯墊區(qū)域，與通路對準變得不那么難。在一些實施例中，如上所述字線和位線都可形成有從字線和位線延伸的通路。在 一些實施例中，只有字線可與通路同時形成。在這樣的實施例中，用于字線的壓印光刻掩模 可具有兩個深度第一深度，用于形成字線；以及第二深度，用以形成將達到下一個字線的 全深度通路和達到下一個位線的相對短通路的孔。在這樣的實施例中，通路形狀可以覆蓋 位線邊緣。類似地，在一些實施例中，僅位線可與通路同時形成。在一些實施例中，采用的 壓印光刻掩?？删哂腥齻€深度第一深度，用于形成字線；第二深度，用以形成到達下一個 字線的全深度通路的孔；以及第三深度，用以形成達到下一個位線的相對短通路的孔。在一 些實施例中，采用的壓印光刻掩模可具有四個深度第一深度，用于形成字線；第二深度， 用以形成到達下一個字線的全深度通路的孔；第三深度，用于形成到達上部位線層的相對 短深度通路的孔；以及第四深度，用于形成達到較低位線層的中間深度通路的孔?？梢圆捎?具有其他數(shù)目的深度的其它壓印光刻掩模。在一些實施例中，根據(jù)本發(fā)明的多層級存儲器陣列包括形成在幾個存儲器平面或 存儲器層級的每一個上的存儲器單元。在多于一層上的存儲器單元串可連接到單個層上的 全局位線。為了更方便地連接到存儲器陣列的支持電路(support circuitry)，支持電路可 設置在陣列下面的襯底中，這樣的全局位線可設置在所有存儲器層級下面的單片集成電路 的層上。在一些實施例中，這樣的全局位線層可位于多個存儲器層級的中間或在該陣列上 面，且可采用多于一個全局位線。此外，在多于一個層上的存儲器單元串也可連接到單個層 上的共用的偏壓節(jié)點(bias node)，共用的偏壓節(jié)點可設置在所有存儲器單元上方。在一些 實施例中，共用的偏壓節(jié)點可位于多個存儲器層級的中間，或在陣列下方。共用的偏壓節(jié)點 可類似地被設置在多于一個層上。因為一些存儲器排列(例如，無鏡的排列)可對每個鄰近的存儲器單元串采用全 局位線，所以全局位線的節(jié)距可比其它排列更緊密，在其它排列中相鄰的存儲器單元串共 用相同的全局位線。為減輕全局位線節(jié)距的問題，在某些實施例中，全局位線可在兩個或更 多個布線層上布線。例如，偶數(shù)存儲器單元串可與設置在一個全局位線層上的全局位線相 關(guān)，而奇數(shù)存儲器單元串可與設置在另一個全局位線層上的全局位線相關(guān)。從而，可以希望 在字線層之間具有下至位線的不同層級的通路。也可以希望使通路錯開以幫助與存儲器單 元串的節(jié)距匹配，且所需的全局位線節(jié)距放大到單獨的存儲器單元串的節(jié)距的兩倍。也可采用接觸多于兩個的垂直相鄰層的垂直通路，特別是對于具有多于一個存儲 器單元平面的三維陣列。這樣的垂直連接可通常被稱為“Z通路(Zia) ”以表示在ζ方向上 連接多于一個層的通路型結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的Z通路結(jié)構(gòu)及其形成的相關(guān)方法在2003年3月18
8日授權(quán)給Cleeves的美國專利第6，534，403號中被描述，其公開內(nèi)容通過引用整體結(jié)合于此。參考圖1，其描繪了簡化的示例三維存儲器陣列的交錯字線102和位線104的結(jié)構(gòu) 表示100的透視圖。所描繪的交錯的存儲器線102、104示出通過本發(fā)明方法和裝置形成的 特征。形成三維存儲器陣列的傳統(tǒng)方面的細節(jié)可在先前并入的美國專利申請第11/751，567 號中找到。在其它實施例中，根據(jù)本發(fā)的明圖1的多層級存儲器陣列包括存儲器單元(未 示出)，其包括在字線102和位線104的交叉位置處的串聯(lián)的垂直二極管和電阻變化層。這 樣的交叉點二極管存儲器陣列的示例在以上參考的美國專利6951780中被具體描述。在本 發(fā)明中，每條字線102(以及每條位線104)可包括在字線102(或位線104)的一端的擴大 的接觸襯墊區(qū)域106。從每條字線102和每條位線104向下延伸的通路108被對準以接觸 擴大的接觸襯墊區(qū)域106。從而，通過交錯，通路108到下面的存儲器陣列線102、104的對 準被放松。交錯增強了壓印光刻的優(yōu)點，通過允許使用最小的節(jié)距而又享受對于通路對準 的更大容限。在這樣的實施例中，線寬和節(jié)距可比通路對準變化被更多地調(diào)整比例。例如， 22nm寬的字線102可以約44nm的節(jié)距形成，然而在通路位置處的有效線節(jié)距可約為88nm。 在某些排列中，層之間的對準變化可大至22nm。本發(fā)明的方法是可調(diào)整規(guī)模的，因為金屬鑲 嵌工藝允許在較小的特征尺寸形成更魯棒的存儲器線102、104。而且，關(guān)于填充孔以形成通 路，通路的高寬比不會像制造現(xiàn)有技術(shù)的三維存儲器排列那樣有挑戰(zhàn)性，每個存儲器線層 與通路108相關(guān)。注意，與現(xiàn)有技術(shù)三維存儲器設計不同，每個字線層通過成形在位線層上 的交錯襯墊106和通路108連接到下一個字線層，且通路108與雙金屬鑲嵌的位線層相關(guān)。參考圖2，其描繪了壓印光刻掩模200或適于形成圖1所示的三維存儲器線陣列的 存儲器線102、104以及通路108的模板的示例。壓印光刻掩模200或模板通過蝕刻希望的 圖案到由例如水晶或熔融石英制成的半透明的空白板中而形成。如所示，壓印掩模200包 括具有較寬的著陸臺(landing) 206的交錯軌(rail) 202 (對應于溝槽)，較寬的著陸臺在軌 202的交替端處以形成接觸襯墊。柱形物208(對應于通路)從每個著陸臺的頂表面向上突 出。壓印光刻掩模200可以通過任何可被用以圖案化掩模200的技術(shù)(例如，32nm、16nm、 9nm光刻工藝；沉浸式光刻等)可實現(xiàn)的最小尺寸(例如，線寬和節(jié)距)形成。因為單個掩 模200可被重復使用以形成許多互連結(jié)構(gòu)層，掩模200的制造成本可分散到每次使用掩模 200。從而通過本發(fā)明的方法和裝置可實現(xiàn)凈生產(chǎn)成本的減少。在操作中，壓印光刻掩模200從所述取向反轉(zhuǎn)，且被用于壓印其互補形狀到液體 轉(zhuǎn)移層中。液體轉(zhuǎn)移層隨后通過暴露于光(例如，紫外線)或其它直接經(jīng)過半透明的壓印光 刻掩模200透射的輻照被硬化或固化。如下面將更詳細地描述的，在氧化蝕刻期間可采用 硬化的或固化的轉(zhuǎn)移層，以轉(zhuǎn)移壓印光刻掩模200的特征到電介質(zhì)(例如，氧化物)層中。參考圖3，描繪了壓印光刻掩模的第二示例300或適于形成三維存儲器陣列的存 儲器線和通路的模板。簡化的示例掩模300對應于下面關(guān)于圖4AX至4DX以及4AY至4DY 所述的工藝順序中采用的掩模300。如圖3中截面切線X-X和視圖箭頭所示，圖4AX、4BX、 4CX和4DX是一序列的工藝步驟的截面圖，其示出在制造存儲器陣列中使用的電介質(zhì)層中 溝槽和孔的形成。如圖3所示，各個圖的順序是從溝槽的長度向下看，背離壓印光刻掩模 300的柱形物。此外，如圖3中截面切線Y-Y和視圖箭頭所示，圖4AY、4DY、4AY和4DY也是 一序列工藝步驟的截面圖，示出電介質(zhì)層中溝槽和孔的形成。然而也如圖3所示，這些透視 圖是穿過溝槽和通道孔看的，壓印光刻掩模300的柱形物設置在截面圖的左手邊。由于采用上述壓印光刻模板200，壓印光刻模板300或模板的第二示例可通過蝕刻希望的圖案到 例如由水晶或熔融石英制成的半透明的空白板中而形成。此外，壓印光刻模板300也可以 通過任何可用以圖案化掩模300的技術(shù)(例如，32nm、16nm、9nm光刻技術(shù)、沉浸式光刻等) 可實現(xiàn)的最小尺寸(例如，線寬和節(jié)距)形成。如上所述，因為單個掩?？杀恢貜褪褂靡孕?成許多層互連結(jié)構(gòu)，掩模300的制造成本可分散到掩模300的每次使用。從而，通過本發(fā)明 的方法和裝置可實現(xiàn)凈生產(chǎn)成本的降低。參考圖4AX至4DX以及圖4AY至4DY，分別從前平面截面圖和側(cè)平面截面圖描繪了 用于三維存儲器陣列的層的存儲器線和通路的形成方法。注意如上所示，每對并排的圖表 示相同的工藝步驟的截面平面圖，其中標號以X結(jié)尾的圖是在圖3的X-X截面切線的視圖， 標號以Y結(jié)尾的圖是在圖3的Y-Y截面切線的視圖。在圖4AX和4AY中描繪的步驟中，本 發(fā)明的發(fā)明性工藝可開始于各種材料層402-408的初始排列，各種材料層402-408被選出 以適合在存儲器陣列或其他電路中形成希望的器件。壓印光刻掩模300顯示為插入轉(zhuǎn)移層402中。在轉(zhuǎn)移層402以下，硬掩模404已 沉積在電介質(zhì)層406上，電介質(zhì)層406在導體或布線層408上。轉(zhuǎn)移層402有助于同時將 存儲器線圖案和通路圖案兩者從壓印光刻掩模300轉(zhuǎn)移到電介質(zhì)層406。在一些實施例中， 轉(zhuǎn)移層402可以是可光聚合的液體材料，其被旋涂或沉積在硬掩模層404上。當經(jīng)受后續(xù) 的蝕刻工藝時，該蝕刻工藝有助于希望的雙金屬鑲嵌圖案的轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)移層402 —旦被固化， 優(yōu)選提供高的蝕刻速率選擇性。在一些實施例中，轉(zhuǎn)移層402可以是抗蝕劑或傳統(tǒng)的光致 抗蝕劑和/或光固化材料，光致抗蝕劑諸如旋涂聚合物PMMA，光固化材料諸如Molecular Imprints Inc.出售的名字為S-FIL Monomat AcOl的光固化材料，其通過利用諸如100瓦 特Hg-Se紫外線弧燈的光源暴露于I線輻照(例如，365納米)可被固化。可利用的光固 化材料的另一個示例是包括乙烯乙二醇二丙烯酸酯(3-丙烯醛基丙氧基)三(三甲基硅氧 基)硅烷、t- 丁基丙烯酸酯、以及2-羥基-2甲基-1-苯基-丙烷-1-酮?？刹捎闷渌?實行的材料。在一些實施例中，轉(zhuǎn)移層402可具有在約500埃到約5，000埃的范圍內(nèi)的初 始厚度。在轉(zhuǎn)移層402與電介質(zhì)層406之間，可沉積硬掩模材料404。在一些實施例中，多 晶半導體材料可用作硬掩模404，諸如多晶硅、多晶硅鍺合金、多晶鍺或任何其他合適的材 料。在另外的實施例中，可采用諸如鎢(W)材料。硬掩模材料層404的厚度可以是變化的 厚度，取決于采用的蝕刻工藝參數(shù)。在一些實施例中，硬掩模材料404可具有初始厚度在約 500埃至約3000埃范圍內(nèi)的初始厚度。電介質(zhì)層406是雙金屬鑲嵌互連結(jié)構(gòu)最終形成在其中的層。電介質(zhì)層406可包括 電介質(zhì)材料或絕緣材料，包含硅基電介質(zhì)材料、硅酸鹽、低k材料等等。硅基電介質(zhì)材料包 括二氧化硅(SiO2)、氮化硅、氧氮化硅等等。硅酸鹽包括氟摻雜的硅玻璃(FSG)、四乙氧基硅 烷(TEOS)、硼磷四乙氧基硅烷(BPTEOS)、磷硅酸鹽玻璃(PSG)、硼磷硅酸鹽玻璃(BPSG)、以 及其他合適的材料和旋涂玻璃(SOG)。低k聚合物材料包括聚酰亞胺、氟化聚酰亞胺、聚硅 倍二氧烷、苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚(芳酯)、聚對二甲苯F、聚對二甲苯N、無定形聚四氟乙烯 等等中的一個或多個。市售的低k材料的具體示例包括來自AlliedSignal的商標標識為 Flare 的低k材料，被認為是由全氟聯(lián)苯和芳香雙酚衍生的來的；來自Applied Materials 的 BlackDiamond ；來自 Asahi Chemical 的 ALCAP-S ；來自 Dow Chemical 的 SiLK 和Cyclotene 、BCB ；來自 Dupont 的 Teflon、聚四氟乙烯；來自 Dow Corning 的 XLK 和 3MS ； 來自 Hitachi Chemical 的 HSG RZ25 ；來自 HoneywellElectronic Materials 的 H0SP 和 Nanoglass ；來自 JSR Microelectronics 的 LKD ；來自 Novellus 的 CORAL 和 AF4 ；來自 Battelle PNNL的中孔徑的硅石；以及來自Schumacher的Velox PAE-2。在一些實施例 中，電介質(zhì)層406可具有在約1500埃至約10，000埃的范圍內(nèi)的初始厚度。在電介質(zhì)層406下面，導電金屬或布線層408可包括鎢(W)或任何可行的導體。在 一些實施例中，布線層408可具有在約1000埃至約2000埃范圍內(nèi)的厚度。布線層408可 形成在襯底(未示出)和/或可以是另一個存儲器層級的一部分上。壓印光刻掩模300被向下壓到轉(zhuǎn)移層402中。一旦掩模300在適當位置，轉(zhuǎn)移層 402隨后通過暴露于直接通過半透明的壓印光刻掩模300透射的光(例如，紫外線)或其它 輻射(例如，電子束)被硬化。如圖4BX和4BY所示，在轉(zhuǎn)移層402被固化之后掩模300被 移除，且掩模300的雙金屬鑲嵌特征的互補版本保留。接著，蝕刻工藝被施加以形成圖4CX 和4CY所描繪的結(jié)構(gòu)。在一些實施例中，在通道孔中暴露的硬掩模層404被初始地蝕刻掉。 接著，在局部蝕刻通道孔中暴露的電介質(zhì)層406期間，在溝槽區(qū)域中，轉(zhuǎn)移層402被腐蝕通 到硬掩模層404。為了形成圖4DX和4DY所描繪的最終結(jié)構(gòu)，硬掩模層404在溝槽中的暴露的區(qū)域 被蝕刻掉且隨后暴露的電介質(zhì)層406被蝕刻掉以形成最終的溝槽。電介質(zhì)層406在通道孔 中被先暴露的區(qū)域被向下蝕刻到布線層408以形成最終的通道孔。保留的電介質(zhì)層406隨 后準備在溝槽和通道孔中容納導電材料。參考圖5A至5D，描繪了表示連接鄰近字線層以及在不同深度的字線(若有的話) 的通路柱(這里稱為Z通路)的各種不同的實施例的截面圖。圖5A描繪由形成Z通路的 三個堆疊的通路508連接的水平字線502。標為“a”和“b”的兩個深度分別對應溝槽和孔 的深度，溝槽和孔分別由壓印光刻掩模300的軌和柱形物形成。圖5B也描繪由形成Z通路的堆疊通路508連接的水平字線502。然而，在第三深 度“C”的第三金屬鑲嵌特征被包含在圖5B的結(jié)構(gòu)中。在第三深度的肩部允許將垂直走線 (即，進入頁面和出離頁面)的位線504連接到字線502，如所示。類似地，圖5C也描繪由形成Z通路的堆疊通路508連接的水平字線502以及采用 在標為“d”的附加深度的肩部到位線504的連接。然而，注意深度d比深度c深。肩部的 相對深度的該差異有助于到在不同深度的特征(例如，位線)的連接。圖5D包括四個壓印 深度a、b、c、d，從而有助于到兩個不同深度的位線的連接。在三維存儲器陣列的各種實施例中，可一起采用所述Z通路的不同組合。例如，在 位線在兩個不同深度走線的結(jié)構(gòu)中，可以以交替的交錯的方式采用圖5B和5C的Z通路。圖 6描繪壓印光刻掩模600的示例，其包括在四個不同深度a、b、c、d交錯的金屬鑲嵌特征，其 可被用于促進形成在不同深度c、d的位線504的互連。前面的描述僅公開了本發(fā)明的示范性實施例。落入本發(fā)明范圍內(nèi)的以上公開實施 例的修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是明顯的。例如，盡管只描繪了具有最多四個壓印深度的 壓印光刻掩模，在一些實施例中，可采用任何可行數(shù)目的壓印深度。因此，盡管結(jié)合其示范性實施例公開了本發(fā)明，應理解其它實施例可落入所附權(quán) 利要求定義的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種三維存儲器陣列中存儲器層的形成方法，所示方法包括形成具有多個深度的模板，其中至少一個深度對應于第一存儲器線，且其中至少一個深度對應于通路；壓印所述模板到轉(zhuǎn)移材料中；固化所述轉(zhuǎn)移材料；以及采用所述壓印并固化的轉(zhuǎn)移材料形成存儲器層。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述模板包括由水晶和熔融石英中至少一個形成 所述模板。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述模板包括形成模板，其包括對應于多個存儲 器線的溝槽的多個軌。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述模板包括形成模板，其包括對應于多個通路 的孔的多個柱形物。
5.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述模板包括形成模板，其包括對應于多個通路 的孔的多個柱形物以及對應于多個存儲器線的溝槽的多個軌。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其中形成所述模板包括在所述軌上形成所述柱形物。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其中在所述軌上形成所述柱形物包括在每個鄰近軌的交替 相對端上形成柱形物。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其中在所述軌上形成所述柱形物包括在所述軌上形成組合 高度大于所述軌的單獨高度的柱形物。
9.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述模板包括形成模板，其包括對應于接觸襯墊 的多個著陸臺。
10.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述模板包括形成模板，其包括對應于通路的孔 的多個柱形物、對應于存儲器線的溝槽的多個軌、以及對應于接觸襯墊的多個著陸臺。
11.權(quán)利要求10所述的方法，其中形成所述模板包括在每個鄰近軌的交替相對端上形 成著陸臺。
12.權(quán)利要求11所述的方法，其中形成所述模板包括所述著陸臺上形成所述柱形物。
13.權(quán)利要求1所述的方法，其中形成所述模板包括形成包括多個柱形物的模板，其中 至少一些所述柱形物包括至少一個肩部。
14.權(quán)利要求13所述的方法，其中形成所述包括多個柱形物的模板包括形成具有肩部 的柱形物，該肩部設置在接觸第二存儲器線的深度。
15.權(quán)利要求1所述的方法，其中壓印所述模板到轉(zhuǎn)移材料中包括壓印所述模板到包 括抗蝕劑的轉(zhuǎn)移材料中。
16.權(quán)利要求1所述的方法，其中壓印所述模板到轉(zhuǎn)移材料中包括壓印所述模板以在 所述轉(zhuǎn)移材料中形成溝槽和孔的圖案。
17.權(quán)利要求1所述的方法，其中壓印所述模板到轉(zhuǎn)移材料中包括壓印所述模板到形 成在硬掩模層上的轉(zhuǎn)移材料層中，該硬掩模形成在電介質(zhì)層上，該電介質(zhì)層形成在布線層 上。
18.權(quán)利要求17所述的方法，其中壓印所述模板到轉(zhuǎn)移材料中包括壓印所述模板到所 述轉(zhuǎn)移材料層中，使得至少一個壓印深度到達所述硬掩模層的區(qū)域。
19.權(quán)利要求18所述的方法，其中采用所述壓印并固化的轉(zhuǎn)移材料形成存儲器層包括 蝕刻通過所述模板到達的所述硬掩模的區(qū)域。
20.權(quán)利要求19所述的方法，其中采用所述壓印并固化的轉(zhuǎn)移材料形成存儲器層包括 蝕刻在所述硬掩模層的所述蝕刻區(qū)域下面的所述電介質(zhì)區(qū)域，以形成至少一個通路孔。
21.權(quán)利要求18所述的方法，其中采用所述壓印并固化的轉(zhuǎn)移材料形成存儲器層包括 蝕刻所述轉(zhuǎn)移材料下至所述硬掩模層。
22.權(quán)利要求21所述的方法，其中采用所述壓印并固化的轉(zhuǎn)移材料形成存儲器層包括 通過蝕刻所述轉(zhuǎn)移材料下至所述硬掩模層，將被預先暴露的所述硬掩模層蝕刻掉。
23.權(quán)利要求22所述的方法，其中采用所述壓印并固化的轉(zhuǎn)移材料形成存儲器層包括 部分蝕刻通過將所述硬掩模層蝕刻掉而被預先暴露的所述電介質(zhì)層，所述硬掩模層通過蝕 刻所述轉(zhuǎn)移材料下至所述硬掩模層被預先暴露，其中所述電介質(zhì)層的所述部分蝕刻在電介 質(zhì)層中形成用于至少一個存儲器線的溝槽。
24.一種三維存儲器陣列中的存儲器層，該存儲器層包括多個存儲器線和通路，通過金屬鑲嵌工藝采用具有多個深度的壓印光刻模板形成，其 中至少一個深度對應于所述存儲器線，且其中至少一個深度對應于所述通路；以及 多個存儲器單元，工作地耦合到所述存儲器線。
25.權(quán)利要求24所述的存儲器層，其中所述壓印光刻模板由水晶和熔融石英中至少之 一形成。
26.權(quán)利要求24所述的存儲器層，其中所述模板包括對應于多個存儲器線的溝槽的多 個軌。
27.權(quán)利要求24所述的存儲器層，其中所述模板包括對應于多個通路的孔的多個柱形物。
28.權(quán)利要求24所述的存儲器層，其中所述模板包括對應于多個存儲器線的溝槽的多 個軌，以及對應于多個通路的孔的多個柱形物。
29.權(quán)利要求28所述的存儲器層，其中所述模板包括設置在所述軌上的所述柱形物。
30.權(quán)利要求29所述的存儲器層，其中設置在所述軌上的所述柱形物被設置在每個鄰 近軌的交替相對端。
31.權(quán)利要求30所述的存儲器層，其中設置在所述軌上的所述柱形物具有大于所述軌 的單獨高度的組合高度。
32.權(quán)利要求24所述的存儲器層，其中所述模板包括對應于接觸襯墊的多個著陸臺。
33.權(quán)利要求24所述的存儲器層，其中所述模板包括對應于通路的孔的多個柱形物、 對應于存儲器線的溝槽的多個軌、以及對應于接觸襯墊的多個著陸臺。
34.權(quán)利要求33所述的存儲器層，其中所述模板包括在每個鄰近軌的交替相對端的著 陸臺。
35.權(quán)利要求34所述的存儲器層，其中所述模板包括設置在所述著陸臺上的所述柱形物。
36.權(quán)利要求24所述的存儲器層，其中所述模板包括多個柱形物，其中至少一些所述 柱形物包括至少一個肩部。
37.權(quán)利要求36所述的存儲器層，其中所述模板包括多個具有肩部的柱形物，該肩部設置在與對應于所述存儲器線和所述通路的深度不同的深度。
38.權(quán)利要求24所述的存儲器層，其中通過壓印所述模板到包括抗蝕劑的所述轉(zhuǎn)移材 料中而形成所述存儲器層。
39.權(quán)利要求24所述的存儲器層，其中采用沉積在硬掩模層上的轉(zhuǎn)移材料層，形成所 述存儲器層，所述硬掩模層沉積在電介質(zhì)層上，所述電介質(zhì)層沉積在布線層上。
40.一種采用權(quán)利要求1所述的方法形成的存儲器層。
41.一種壓印光刻掩模，用于制造三維存儲器中的存儲器層，該掩模包括形成有特征的半透明材料，該特征用于在金屬鑲嵌工藝中采用的轉(zhuǎn)移材料中做出壓 印，所述掩模具有多個壓印深度，其中至少一個壓印深度對應于形成存儲器線的溝槽，且其中至少一個深度對應于形成 通路的孔。
42.權(quán)利要求24所述的壓印光刻掩模，其中所述壓印光刻掩模由水晶和熔融石英中至 少之一形成。
43.權(quán)利要求41所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模包括對應于多個存儲器線的溝槽 的多個軌。
44.權(quán)利要求41所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模包括對應于多個通路的孔的多個 柱形物。
45.權(quán)利要求41所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模包括對應于多個通路的孔的多個 柱形物，以及對應于多個存儲器線的溝槽的多個軌。
46.權(quán)利要求45所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模包括設置在所述軌上的所述柱形物。
47.權(quán)利要求46所述的壓印光刻掩模，其中設置在所述軌上的所述柱形物被設置在每 個鄰近軌的交替相對端。
48.權(quán)利要求47所述的壓印光刻掩模，其中設置在所述軌上的所述柱形物具有大于所 述軌的單獨高度的組合高度。
49.權(quán)利要求41所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模包括對應于接觸襯墊的多個著陸臺。
50.權(quán)利要求41所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模包括對應于通路的孔的多個柱形 物、對應于存儲器線的溝槽的多個軌、以及對應于接觸襯墊的多個著陸臺。
51.權(quán)利要求50所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模包括在每個鄰近軌的交替相對端 的著陸臺。
52.權(quán)利要求51所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模包括設置在所述著陸臺上的所述 柱形物。
53.權(quán)利要求41所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模包括多個柱形物，其中至少一些 所述柱形物包括至少一個肩部。
54.權(quán)利要求53所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模包括多個具有肩部的柱形物，該 肩部設置在與對應于所述存儲器線和所述通路的深度不同的深度。
55.權(quán)利要求41所述的壓印光刻掩模，其中通過壓印所述掩模到包括抗蝕劑的轉(zhuǎn)移材 料中，所述掩模被采用以同時形成存儲器層的存儲器線和通路。
56.權(quán)利要求41所述的壓印光刻掩模，其中所述掩模被采用以從沉積在硬掩模層上的轉(zhuǎn) 移材料層來形成存儲器層，所述硬掩模層沉積在電介質(zhì)層上，所述電介質(zhì)層沉積在布線層上。
57.一種三維存儲器陣列，包括彼此疊置形成且通過垂直Z通路彼此電性耦合的多個水平存儲器層，所述Z通路由每 個存儲器層中對準的通路形成，且所述存儲器層包括多個存儲器線和所述通路，所述存儲 器線和所述Z通路兩者采用壓印光刻掩模同時形成。
58.權(quán)利要求57所述的三維存儲器陣列，其中通過金屬鑲嵌工藝采用具有多個深度 的所述壓印光刻掩模形成所述多個存儲器線和通路，其中至少一個深度對應于所述存儲器 線，且其中至少一個深度對應于所述通路。
59.權(quán)利要求57所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模由水晶和熔融石英中 至少之一形成。
60.權(quán)利要求57所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模包括對應于多個存儲 器線的溝槽的多個軌。
61.權(quán)利要求57所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模包括對應于多個通路 的孔的多個柱形物。
62.權(quán)利要求57所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模包括對應于多個通路 的孔的多個柱形物，以及對應于多個存儲器線的溝槽的多個軌。
63.權(quán)利要求62所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模包括設置在所述軌上 的所述柱形物。
64.權(quán)利要求63所述的三維存儲器陣列，其中設置在所述軌上的所述柱形物被設置在 每個鄰近軌的交替相對端。
65.權(quán)利要求64所述的三維存儲器陣列，其中設置在所述軌上的所述柱形物具有大于 所述軌的單獨高度的組合高度。
66.權(quán)利要求57所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模包括對應于接觸襯墊 的多個著陸臺。
67.權(quán)利要求57所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模包括對應于通路的孔 的多個柱形物、對應于存儲器線的溝槽的多個軌、以及對應于接觸襯墊的多個著陸臺。
68.權(quán)利要求67所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模包括在每個鄰近軌的 交替相對端的著陸臺。
69.權(quán)利要求68所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模包括設置在所述著陸 臺上的所述柱形物。
70.權(quán)利要求57所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模包括多個柱形物，其 中至少一些所述柱形物包括至少一個肩部。
71.權(quán)利要求70所述的三維存儲器陣列，其中所述壓印光刻掩模包括多個具有肩部的 柱形物，該肩部設置在與對應于所述存儲器線和所述通路的深度不同的深度。
72.權(quán)利要求57所述的三維存儲器陣列，其中通過將所述壓印光刻掩模壓印到包括抗 蝕劑的轉(zhuǎn)移材料中形成所述存儲器層。
73.權(quán)利要求57所述的三維存儲器陣列，其中采用沉積在硬掩模層上的轉(zhuǎn)移材料層形 成所述存儲器層，所述硬掩模層沉積在電介質(zhì)層上，所述電介質(zhì)層沉積在布線層上。
全文摘要
本發(fā)明提供采用多深度壓印光刻掩模以及金屬鑲嵌工藝來形成三維存儲器陣列的系統(tǒng)、裝置和方法。描述了用于制造三維存儲器中的存儲器層的壓印光刻掩模。該掩模包括形成具有特征的半透明材料，該特征用于在金屬鑲嵌工藝中采用的轉(zhuǎn)移材料中做出壓印，該掩模具有多個壓印深度。至少一個壓印深度對應于用于形成存儲器線的溝槽，且至少一個深度對應于用于形成通路的孔。還公開了許多其他方面。
文檔編號H01L21/8239GK101919046SQ200880123672
公開日2010年12月15日 申請日期2008年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月31日
發(fā)明者羅伊·E·肖伊爾萊恩 申請人:桑迪士克3D有限責任公司