非对称阶梯结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种非对称阶梯结构及其制造方法，该非对称阶梯结构包括：叠层的多层单元层及m个(m≥2)区域，其中每个区域中有不同部分的单元层其各自有一部分未被上方相邻的单元层覆盖，且该不同部分的单元层其两两间隔为m层单元层，而形成阶差为m层单元层的阶梯，并且任两区域中的两不同部分的单元层不重复。

【技术实现步骤摘要】
非对称阶梯结构及其制造方法
本专利技术是有关于一种适用于集成电路的结构及其制造方法，特别是有关于一种非对称阶梯结构，以及其制造方法。
技术介绍
多层元件结构，例如三维(3D)元件阵列(例如3D内存)的各层元件的导线皆需要电性连接，所以其接触区中各层导电层皆需露出以供电性连接，从而形成阶梯状的接触垫结构。在现有技术中，上述阶梯结构是通过先后形成且渐次缩小的多个光刻胶层，以及其间交替进行的多次一层刻蚀步骤及至少一次光刻胶削减步骤而形成。图1绘示使用4道掩模先后形成4个图案化光刻胶层，每一光刻胶层形成后交替进行4次刻蚀一层单元层102的步骤及3次光刻胶削减步骤的例子，其中以第一/二/三/四光刻胶层为掩模时所蚀去的部分为112/114/116/118，最后形成16个梯级。然而，如此定义出的对称阶梯结构很宽，其中每一单元层都有两部分分别被暴露在阶梯结构的两个半部，而该两部分中有一个部分即一半的面积用不到，所以会造成芯片面积的浪费。
技术实现思路
本专利技术提供一种非对称阶梯结构，其至少可将阶梯结构的宽度减少一半，而可避免芯片面积的浪费。本专利技术并提供一种非对称阶梯结构的制造方法，其可用来制造本专利技术的非对称阶梯结构。本专利技术的非对称阶梯结构包括：叠层的多层单元层及m个(m≥2)区域，其中每个区域中有不同部分的单元层其各自有一部分未被上方相邻的单元层覆盖，且该不同部分的单元层其两两间隔为m层单元层，而形成阶差为m层单元层的阶梯，并且任两区域中的两不同部分的单元层不重复。例如，m＝2时其中一区露出奇数层单元层，另一区露出偶数层单元层。在一实施例中，单元层的总层数为N(N≥4)，且当这些单元层由下至上编号为第1至第N单元层时，第i(i＝1～m)区域中的该不同部分的单元层的编号为N-(i-1)-0×m、N-(i-1)-1×m...N-(i-1)-ki×m，其中ki为不使N-(i-1)-ki×m小于1的最大整数。在一实施例中，所述m个区域的阶梯排列形成峰状。在另一实施例中，所述m个区域的阶梯排列形成谷状。在一实施例中，所述m个区域中至少有两个区域的阶梯的由低至高的走向不同或相反。在另一实施例中，所述m个区域中至少有两个区域的阶梯的由低至高的走向相同。在一实施例中，每一单元层包括第一材料层及第二材料层，且这些单元层的这些第一材料层及这些第二材料层交替叠层。在一相关实施例中，这些单元层叠层在一衬底上，每一单元层中第二材料层位于第一材料层上，且最低的单元层与衬底之间还有一层第二材料层，其覆盖衬底或者未覆盖衬底的一部分，其中衬底的该部分位于该m个区域中的至少一个区域中。在一实施例中，单元层的总层数或N值为m值的整数倍。本专利技术的非对称阶梯结构的制造方法包括：在衬底上形成包括多层单元层的叠层结构；阶形产生程序，包括光刻、掩模削减及刻蚀操作，以在m个(m≥2)区域各自中产生阶差为m层单元层的阶梯形状；以及m-1次局部刻蚀程序，分别对第2至第m区域进行，其中对第i区域(i＝2～m)进行的局部刻蚀程序除去第i区域中的i-1层单元层。其中，所述阶差产生步骤与m-1次局部刻蚀程序这m个程序的顺序为任意。在一实施例中，在经过局部刻蚀程序的所述第2至第m区域中，至少有一个区域在经过阶差产生步骤及对应的局部刻蚀程序之后会有所述衬底的一部分暴露出来。在本专利技术的非对称阶梯结构中，由于任两区域所露出的两部分单元层不重复，故阶梯结构所占面积至少比现有技术少一半，且m值(m≥2)愈大节省的面积愈多。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附附图作详细说明如下。附图说明图1为现有技术的对称阶梯结构的剖面图，并标示出其工艺中以不同图案化光刻胶层为掩模时所去除的部分。图2为本专利技术一实施例的m＝2的谷状非对称阶梯结构的剖面图，并标示其工艺中以不同图案化光刻胶层为掩模时所去除的部分。图3A～3F绘示本专利技术一实施例的如图2所示的m＝2的谷状非对称阶梯结构的制造方法的剖面图。图4A～4B绘示本专利技术另一实施例的m＝2的谷状非对称阶梯结构的制造方法中的局部刻蚀程序的剖面图，此另一实施例的阶形产生程序可与图3A～3D所示者相同。图5绘示本专利技术一实施例的m＝2的峰状非对称阶梯结构的剖面图。图6绘示本专利技术一实施例中，谷状非对称阶梯结构与峰状非对称阶梯结构各自所在的位置。图7绘示本专利技术一实施例的2个区域的阶梯由低至高的走向相同的m＝2的谷状非对称阶梯结构。图8绘示本专利技术一实施例的m＝4的谷状非对称阶梯结构的工艺中，m个区域中的各个阶区中所去除的单元层层数。图9绘示本专利技术一实施例的m＝4的谷状非对称阶梯结构的不同剖面的剖面图，并标示出其工艺中以不同图案化光刻胶层为掩模时所去除的部分。图10绘示本专利技术一实施例的m＝4的峰状非对称阶梯结构的剖面图。【符号说明】20、20’、22、30、40、50：非对称阶梯结构100：衬底102：单元层104：第一材料层106：第二材料层112、114、116、118：以不同光刻胶层为掩模时所去除的部分212、212a、212b、214、216、216’：光刻胶层220、222、224：刻蚀600：阵列区602：周边区610：剖面线802、804、806、808：以不同光刻胶层为掩模时所刻蚀的部分w：宽度具体实施方式以下将通过实施方式对本专利技术作进一步说明，但该等实施方式仅为例示说明之用，而非用以限制本专利技术的范围。例如，单元层的总层数N可为区域数m的整数倍，但本专利技术不限于此。当N/m为整数时，前述不使N-(i-1)-ki×m小于1的最大整数ki即为N/m-1，其推导过程如下：N-(i-1)-ki×m≥1→ki≤N/m-i/m；当i＝m时N/m-i/m为N/m-1，其为整数，故ki为N/m-1；当i＜m时则i/m＜1而使N/m-i/m大于N/m-1但小于N/m，故ki仍为N/m-1。当N/m不为整数时，ki即非定数。图2为本专利技术一实施例的m＝2的谷状非对称阶梯结构的剖面图，并有标示其工艺中以不同光刻胶层为掩模时所去除的部分。请参照图2，此非对称阶梯结构20有两区(m＝2)，且单元层102的层数为16(N＝16)。当这些单元层102由下至上编号为第1至第16单元层时，第1区域(i＝1)露出第16(＝16-(1-1)-0×2)、第14(＝16-(1-1)-1×2)、第12、第10、第8、第6、第4及第2(＝16-(1-1)-7×2)单元层102(i＝1时不使N-(i-1)-ki×m小于1的最大整数ki为7，等于16/2-1＝N/m-1)，亦即偶数层的单元层102，而形成阶差为2(＝m)层单元层102的阶梯；第2区域(i＝2)露出第15(＝16-(2-1)-0×2)、第13(＝16-(2-1)-1×2)、第11、第9、第7、第5、第3及第1(＝16-(2-1)-7×2)单元层102(i＝2时不使N-(i-1)-ki×m小于1的最大整数ki亦为7)，亦即奇数层的单元层102，而形成另一个阶差为2(＝m)层单元层102的阶梯。第1区域所露出的偶数层的单元层102与第2区域所露出的奇数层的单元层102之间当无重复，且这两个区域的阶梯排列形成谷状。另外，此处所谓第1、第2区域的编号只是为了符合前述规则，并无排列顺序等方面的特别意义。在其他m＝2的实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非对称阶梯结构，其特征在于，包括：叠层的多层单元层及m个(m≥2)区域，其中每个区域中有不同部分的单元层其各自有一部分未被上方相邻的单元层覆盖，且该不同部分的单元层其两两间隔为m层单元层，而形成阶差为m层单元层的阶梯，并且任两区域中的两不同部分的单元层不重复。

【技术特征摘要】
1.一种非对称阶梯结构，其特征在于，包括：叠层的多层单元层及m个(m≥2)区域，其中每个区域中有不同部分的单元层其各自有一部分未被上方相邻的单元层覆盖，且该不同部分的单元层其两两间隔为m层单元层，而形成阶差为m层单元层的阶梯，并且任两区域中的两不同部分的单元层不重复。2.根据权利要求1所述的非对称阶梯结构，其特征在于，这些单元层的总层数为N(N≥4)，且当这些单元层由下至上编号为第1至第N单元层时，第i(i＝1～m)区域中的该不同部分的单元层的编号为N-(i-1)-0×m、N-(i-1)-1×m...N-(i-1)-ki×m，其中ki为不使N-(i-1)-ki×m小于1的最大整数。3.根据权利要求1或2所述的非对称阶梯结构，其特征在于，所述m个区域的阶梯排列形成峰状或谷状。4.根据权利要求1或2所述的非对称阶梯结构，其特征在于，所述m个区域中至少有两个区域的阶梯的由低至高的走向不同或相反。5.根据权利要求1或2所述的非对称阶梯结构，其特征在于，所述m个区域中至少有两个区域的阶梯的由低至高的走向相同。6.根据权利要求1或2所述的非对称阶梯结构，其特征在于，每一单元层包括第一材料层及第二材料层，且这些...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耀元，
申请(专利权)人：旺宏电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71