多层元件的边缘结构及其制造方法技术

本发明专利技术公开了一种多层元件的边缘结构及其制造方法，其中多层元件包括叠层的多层单元层。此边缘结构包括第一及第二阶梯结构。第一阶梯结构位于多层元件的须形成接触窗的第一方向，包括各单元层的第一方向的第一边缘部，这些第一边缘部的边界随层级升高而逐渐内缩，其中由最低单元层的第一边缘部的边界至最高单元层的第一边缘部的边界的仰角为第一角度。第二阶梯结构包括各单元层的第二方向的第二边缘部，这些第二边缘部的边界位置随层级升高的变化不规则，且由最低单元层的第二边缘部的边界至最高单元层的第二边缘部的边界的仰角为第二角度，其大于上述第一角度。

【技术实现步骤摘要】
多层元件的边缘结构及其制造方法
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，特别是有关于一种多层元件的边缘结构及其制造方法。
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掩模层，以及其间交替进行的多次一层刻蚀步骤及多次掩模层削减步骤而形成在多层元件区四周。图1绘示使用6个掩模层的例子中，第一至第六掩模层10-1～10-6及多层元件区100的大小及位置关系。如图1所示，第一掩模层10-1至第六掩模层10-6的尺寸在X方向及Y方向上皆以同样的差值依序渐小，使得Y方向阶梯结构的宽度WY等于X方向阶梯结构的宽度WX。然而，由于接触窗及第一金属层的图案仅位于X(或Y)方向阶梯区上，故Y(或X)方向阶梯区的面积被浪费掉了。
技术实现思路
本专利技术提供一种多层元件的边缘结构，其不形成接触窗的方向的阶梯区的面积可以缩到很小，而可减少芯片面积的浪费。本专利技术并提供一种多层元件的边缘结构的制造方法，其可用来制造本专利技术的多层元件区的边缘结构。本专利技术的多层元件的边缘结构中，多层元件包括叠层的多层单元层。此边缘结构包括第一及第二阶梯结构。第一阶梯结构位于多层元件的须形成接触窗的第一方向，包括各单元层的第一方向的第一边缘部，这些第一边缘部的边界随层级升高而逐渐内缩，其中由最低单元层的第一边缘部的边界至最高单元层的第一边缘部的边界的仰角为第一角度。第二阶梯结构包括各单元层的第二方向的第二边缘部，这些第二边缘部的边界位置随层级升高的变化不规则，且由最低单元层的第二边缘部的边界至最高单元层的第二边缘部的边界的仰角为第二角度，其大于第一角度。在一实施例中，第一角度介于6°与12°之间，第二角度介于20°与60°之间。在一实施例中，所述第一方向为X方向且所述第二方向为Y方向，或者所述第一方向为Y方向且所述第二方向为X方向。在一实施例中，每一单元层包括第一材料层及第二材料层，且这些单元层中的这些第一材料层与这些第二材料层交替叠层。可能第一材料层包括氮化硅层且第二材料层包括氧化硅层，或者第一材料层包括导体层且第二材料层包括绝缘层。一种多层元件的边缘结构的制造方法，包括：形成包含多层单元层的叠层；多次掩模层形成步骤，其各自于所述叠层上形成一掩模层；以及于每一掩模层形成的后，交替进行多次刻蚀步骤及至少一次掩模层削减步骤，其中每一次刻蚀步骤移除该掩模层所暴露出的一层单元层。其中，在所述多层元件的将形成接触窗的第一方向上未经削减的任一掩模层的边界比经最后一次削减的前一掩模层的边界内缩，在第二方向上未经削减的任一掩模层的边界至少超出经最后一次削减的前一掩模层的边界，且在第二方向上最先形成的掩模层的边界与多层元件之间的距离小于在第一方向上最先形成的掩模层的边界与多层元件之间的距离。在一实施例中，未经削减的任一掩模层的第二方向的边界预设为对齐未经削减的前一掩模层的第二方向的边界。在一实施例中，每一单元层包括第一及第二材料层，且这些单元层中的这些第一材料层与这些第二材料层交替叠层。在每一单元层中第二材料层位于第一材料层之上的情况下，移除暴露出的一层单元层的方法例如包括：移除暴露出的一层第二材料层，其以下方相邻的一层第一材料层为刻蚀中止层；以及移除先前作为刻蚀中止层的一层第一材料层，其以下方相邻的一层第二材料层为刻蚀中止层。在本专利技术的多层元件的边缘结构中，由于第二方向的第二阶梯结构的斜角大于上方将形成接触窗的第一方向的第一阶梯结构的斜角，故第二方向的阶梯区的宽度较窄，而得以减少芯片面积的浪费。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，并配合所附图式作详细说明如下。附图说明图1绘示先前技术形成多层元件的边缘结构用的掩模设计的上视图。图2绘示本专利技术一实施例的多层元件的边缘结构的制造方法所用的掩模设计的上视图。图3绘示本专利技术一实施例的多层元件的边缘结构中的X方向阶梯结构的剖面图，此阶梯结构所在的区域为将形成多层元件的接触窗的区域。图4A、4B绘示本专利技术两实施例的Y方向阶梯结构的剖面图，其中图4A显示各个刚形成的掩模层的Y方向边界皆完全对准且各掩模层形成后进行的刻蚀或掩模削减步骤数目相同时的结果。图5以剖面图绘示本专利技术一实施例的多层元件的边缘结构的制造方法中，第一掩模层形成的后的刻蚀步骤及掩模削减步骤。图6、图7绘示上述实施例中第二掩模层刚形成的后的X/Y方向边缘区的剖面图。【符号说明】10-1～10-6、20-1～20-6：掩模层100：多层元件区102a、102b：单元层的X方向边缘部、Y方向边缘部500：基底502：氧化硅层的边缘部502a、502b：氧化硅层的X方向边缘部、Y方向边缘部504：氮化硅层的边缘部504a、504b：氮化硅层的X方向边缘部、Y方向边缘部506：氧化硅层-氮化硅层对(ON对)的边缘部506a、506b：ON对的X方向边缘部、Y方向边缘部510、512、512'：掩模层5102：经最后一次削减的掩模层510的X方向边界5104：经最后一次削减的掩模层510的Y方向边界600：成品的阶梯轮廓H：阶梯结构的高度h1、h1'、h1”、h2、h2”、h6”：掩模层的高度T：每一单元层的厚度θ1、θ2：角度WX：X方向阶梯结构的宽度WY、W'Y：Y方向阶梯结构的宽度w：掩模层被削减的宽度或每一个梯面的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的用，而非用以限制本专利技术的范围。图2绘示本专利技术一实施例的多层元件的边缘结构的制造方法所用的掩模设计。前述多层元件例如为3D内存。请参照图2，此实施例先后形成6个掩模层20-1、20-2、20-3、20-4、20-5及20-6，且多层元件的将形成接触窗的方向为X方向。其中，最先形成的掩模层20-1定义了X方向阶梯结构及Y方向阶梯结构二者的边界，掩模层20-1的X方向边界与多层元件区100之间的距离即为将形成的X方向阶梯结构的宽度WX，而掩模层20-1的Y方向边界与多层元件区100之间的距离即为将形成的Y方向阶梯结构的宽度W'Y。又如图2所示，愈后形成的掩模层的X方向边界愈后退，以形成后续连接接触窗用的规则、梯面够宽的阶梯结构，其宽度WX和先前技术一样。然而，各个掩模层20-1、20-2、20-3、20-4、20-5及20-6的Y方向边界皆预设为对齐，其与多层元件区100之间的距离可以预设为接近最后形成的掩模层20-6的X方向边界与多层元件区100之间的距离，而远小于最先形成的掩模层20-1的X方向边界与多层元件区100之间的距离即WX。如此所得的Y方向阶梯结构的宽度W'Y将远小于X方向阶梯结构的宽度WX。虽然以上实施例形成6个掩模层，但本专利技术并不限于此，掩模层的数目可随欲形成的梯级的数目增减而增减，可随每一梯级的高度增减而增减，且可随每一梯级的梯面宽度增减而增减。另外，如果Y方向阶梯结构的宽度W'Y不需要减少太多，则后形成的掩模层(例如20-5)刚形成后的Y方向边界不一定要预设为与前一掩模层(例如20-4)刚形成后的Y方向边界对齐，而只要超过前一掩模层经其最后一次掩本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多层元件的边缘结构，所述多层元件包括叠层的多层单元层，该边缘结构包括：第一阶梯结构，位于所述多层元件的须形成接触窗的第一方向，包括这些单元层的第一方向的第一边缘部，这些第一边缘部的边界随层级升高而逐渐内缩，且由最低单元层的第一边缘部的边界至最高单元层的第一边缘部的边界的仰角为第一角度；以及第二阶梯结构，包括这些单元层的第二方向的第二边缘部，这些第二边缘部的边界位置随层级升高的变化不规则，且由最低单元层的第二边缘部的边界至最高单元层的第二边缘部的边界的仰角为第二角度，所述第二角度大于所述第一角度。

【技术特征摘要】
1.一种多层元件的边缘结构，所述多层元件包括叠层的多层单元层，该边缘结构包括：第一阶梯结构，位于所述多层元件的须形成接触窗的第一方向，包括这些单元层的第一方向的第一边缘部，这些第一边缘部的边界随层级升高而逐渐内缩，且由最低单元层的第一边缘部的边界至最高单元层的第一边缘部的边界的仰角为第一角度；以及第二阶梯结构，包括这些单元层的第二方向的第二边缘部，这些第二边缘部的边界位置随层级升高的变化不规则，且由最低单元层的第二边缘部的边界至最高单元层的第二边缘部的边界的仰角为第二角度，所述第二角度大于所述第一角度。2.根据权利要求1所述的多层元件的边缘结构，其中第一角度介于6°与12°之间，且第二角度介于20°与60°之间。3.根据权利要求1或2所述的多层元件的边缘结构，其中所述第一方向为X方向且所述第二方向为Y方向，或者所述第一方向为Y方向且所述第二方向为X方向。4.根据权利要求1或2所述的多层元件的边缘结构，其中每一单元层包括第一材料层及第二材料层，且这些单元层中的这些第一材料层与这些第二材料层交替叠层。5.根据权利要求4所述的多层元件的边缘结构，其中第一材料层包括氮化硅层，第二材料层包括氧化硅层。6.根据权利要求4所述的多层元件的边缘结构，其中第一材料层包括导体层，第二材料层包括绝缘层。7.一种多层元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金成，
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