在形成三维存储器器件的阶梯结构中的标记图案制造技术

提供了形成三维(3D)存储器器件的阶梯结构中的标记图案的实施例。在一个示例中，一种半导体器件，包括：堆叠结构，具有在衬底之上沿垂直方向交替布置的多个绝缘层和多个导体层。在一些实施例中，所述半导体器件还包括标记图案，所述标记图案具有在所述衬底之上的不同材料的多个交错层并与所述堆叠结构相邻。所述标记图案包括位于标记区域中的中心标记结构，所述中心标记结构将所述标记区域划分为较远离所述堆叠结构的第一标记子区域和较靠近所述堆叠结构的第二标记子区域，所述第一标记子区域的第一图案密度高于或等于所述第二标记子区域的第二图案密度。

The mark pattern in the ladder structure of 3D memory device

An embodiment of a marker pattern in a ladder structure forming a three-dimensional (3D) memory device is provided. In one example, a semiconductor device includes a stacking structure having a plurality of insulating layers and a plurality of conductive layers arranged alternately in a vertical direction on the substrate. In some embodiments, the semiconductor device also includes a marking pattern having multiple interleaving layers of different materials on the substrate and adjacent to the stacking structure. The mark pattern includes a center mark structure located in the mark area, which divides the mark area into a first mark sub area far away from the stack structure and a second mark sub area close to the stack structure. The first pattern density of the first mark sub area is higher than or equal to the second pattern density of the second mark sub area.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在形成三维存储器器件的阶梯结构中的标记图案
本公开的实施例涉及在形成三维(3D)存储器器件的阶梯结构中的标记图案。
技术介绍
通过改进工艺技术、电路设计、编程算法和制造工艺，平面存储器单元被缩放到较小的尺寸。然而，随着存储器单元的特征尺寸接近下限，平面工艺和制造技术变得具有挑战性且成本高。结果，平面存储器单元的存储密度接近上限。3D存储器架构可以解决平面存储器单元中的密度限制。3D存储器架构包括存储器阵列和用于控制信号来往于存储器阵列的外围器件。
技术实现思路
公开了形成3D存储器器件的阶梯结构中的标记图案的实施例。在一个示例中，一种半导体器件，包括：堆叠结构，具有在衬底之上沿垂直方向交替布置的多个绝缘层和多个导体层。在一些实施例中，所述半导体器件还包括标记图案，所述标记图案具有在所述衬底之上的不同材料的多个交错层并与所述堆叠结构相邻。所述标记图案包括位于标记区域中的中心标记结构，所述中心标记结构将所述标记区域划分为较远离所述堆叠结构的第一标记子区域和较靠近所述堆叠结构的第二标记子区域，所述第一标记子区域的第一图案密度高于或等于所述第二标记子区域的第二图案密度。在另一示例中，一种用于控制光致抗蚀剂修整工艺的修整速率的标记图案，包括多个交错层，所述多个交错层包括在衬底之上沿垂直方向堆叠的不同材料的至少两层。在一些实施例中，所述标记图案还包括中心标记结构，所述中心标记结构将所述标记区域划分为较远离器件区域的第一标记子区域和较靠近所述器件区域的第二标记子区域，所述第一标记子区域的第一图案密度高于或等于所述第二标记子区域的第二图案密度。。在不同的示例中，一种用于形成半导体器件的方法，包括以下操作。首先，确定电介质堆叠体之上的器件区域和与所述器件区域相邻的标记区域，所述电介质堆叠体包括在衬底之上交替布置的多个绝缘材料层和多个牺牲材料层。可以使用相同的蚀刻工艺图案化所述器件区域和所述标记区域，以形成标记图案，所述标记图案在所述标记区域中具有中心标记结构并且在所述器件区域中具有阶梯图案。所述标记图案和所述阶梯图案可以具有等于至少一个绝缘材料层和一个牺牲材料层的厚度的相同的厚度，并且所述中心标记结构将所述标记区域划分为较远离所述器件区域的第一标记子区域和较靠近所述器件区域的第二标记子区域。所述第一标记子区域的第一图案密度可以大于或等于所述第二标记子区域的第二图案密度。可以形成光致抗蚀剂层以覆盖所述阶梯图案并暴露所述标记图案，并且可以修整所述光致抗蚀剂层以沿水平方向暴露所述电介质堆叠体的部分。可以执行蚀刻工艺以保持所述标记图案并去除所述电介质堆叠体的所暴露的部分并形成阶梯。附图说明并入于此并形成说明书的部分的附图示出了本公开的实施例，并且与描述一起，进一步用于解释本公开的原理并使得本领域技术人员能够实现和使用本公开。图1A示出了在时间t0处在形成3D存储器器件中用于光致抗蚀剂(PR)修整速率控制的标记图案的横截面视图，且图1B示出了在时间tn处的标记图案的横截面视图。图2示出了根据本公开的一些实施例的3D存储器器件和标记图案。图3A示出了根据本公开的一些实施例的示例性标记图案的顶视图。图3B示出了根据本公开的一些实施例的图3A中所示的示例性标记图案的横截面视图。图3C示出了根据本公开的一些实施例的图3A和3B中所示的示例性标记图案的横截面视图，以及3D存储器器件。图4A示出了根据本公开的一些实施例的另一示例性标记图案的顶视图。图4B示出了根据本公开的一些实施例的图4A中所示的其它示例性标记图案的横截面视图。图4C示出了根据本公开的一些实施例的图4A和4B中所示的其它示例性标记图案的横截面视图，以及3D存储器器件。图5A和5B示出了根据本公开的一些实施例的用于使用用于光致抗蚀剂层的修整速率控制的示例性标记图案来形成3D存储器器件的制造工艺，该标记图案。图6示出了根据本公开的一些实施例的用于使用用于光致抗蚀剂层的修整速率控制的示例性标记图案来形成3D存储器器件的示例性制造工艺的流程图。将参考附图描述本公开的实施例。具体实施方式虽然讨论了特定配置和布置，但是应当理解，这仅仅是为示例目的。本领域技术人员将认识到，能够使用其它配置和布置，而不脱离本公开的精神和范围。对本领域技术人员明显的是，也能够在各种其它应用中采用本公开。应当注意，申请文件中对“一个实施例”、“实施例”、“范例实施例”、“一些实施例”等的引用指示描述的实施例可以包括特定特征、结构、或特性，但是每一个实施例不必然包括该特定特征、结构、或特性。此外，该短语不必然指相同的实施例。此外，当联系实施例描述特定特征、结构或特性时，不管是否明确描述，与其它实施例相联系来实现该特征、结构或特性都在本领域技术人员的知识范围内。通常，至少部分根据上下文中的使用来理解术语学。例如，于此使用的术语“一个或更多”，至少部分取决于上下文，可以用于在单数的意义上描述任何特征、结构、或特性，或可以用于在复数的意义上描述特征、结构或特性的组合。类似地，诸如“一”、“一个”、或“所述”的术语再次可以被理解为传达单数使用或传达复数使用，至少部分取决于上下文。另外，术语“基于”可以被理解为不一定旨在传达一组排他性因素，而是可以替代地，仍然至少部分地根据上下文，允许存在不一定明确描述的其他因素。如于此使用的，术语“名义的/名义地”指在产品或工艺的设计阶段期间设定的用于部件或工艺操作的特性或参数的期望或目标值与期望值以上和/或以下的值的范围一起。值的范围能够归因于制造工艺或公差的稍微变化。如于此使用的，术语“大约”指示能够基于与主题半导体器件相关联的特定技术节点而变化的给定量的值。基于特定技术节点，术语“大约”能够指示给定量的值在例如该值的10-30％(例如，该值的±10％、±20％、或±30％)之内变化。如本文所使用的，阶梯结构是指一组表面，其包括至少两个水平表面(例如，沿着x-y平面)和至少两个(例如，第一和第二)垂直表面(例如，沿着z轴)，使得每个水平表面邻接第一垂直表面并邻接第二垂直表面，该第一垂直表面从水平表面的第一边缘向上延伸，该第二垂直表面从水平表面的第二边缘向下延伸。“台阶”或“阶梯”是指一组邻接表面的高度的垂直偏移。在本公开中，术语“阶梯”和术语“台阶”是指阶梯结构的一个级并且可互换地使用。在本公开中，水平方向可以指与衬底(例如，提供用于其之上的结构的形成的制造平台的衬底)的顶表面平行的方向(例如，x轴或y轴)，并且垂直方向可以指正交于结构的顶表面的方向(例如，z轴)。在本公开中，通过使用例如电介质堆叠层之上的PR层的蚀刻掩模重复蚀刻电介质对，可以从包括多个交替布置的电介质对(例如，绝缘材料层/牺牲材料层对)的电介质堆叠体形成阶梯结构。一个电介质对中的绝缘材料层和下面的牺牲材料层可以具有相同或不同的厚度。在一些实施例中，一个或多个电介质对可以形成一个台阶。在形成阶梯结构期间，PR层被修整(例如，从电介质堆叠层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种半导体器件，包括：/n堆叠结构，包括在衬底之上沿垂直方向交替布置的多个绝缘层和多个导体层；以及/n标记图案，具有在所述衬底之上的不同材料的多个交错层并与所述堆叠结构相邻，其中，所述标记图案包括位于标记区域中的中心标记结构，所述中心标记结构将所述标记区域划分为较远离所述堆叠结构的第一标记子区域和较靠近所述堆叠结构的第二标记子区域，所述第一标记子区域的第一图案密度高于或等于所述第二标记子区域的第二图案密度。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体器件，包括：
堆叠结构，包括在衬底之上沿垂直方向交替布置的多个绝缘层和多个导体层；以及
标记图案，具有在所述衬底之上的不同材料的多个交错层并与所述堆叠结构相邻，其中，所述标记图案包括位于标记区域中的中心标记结构，所述中心标记结构将所述标记区域划分为较远离所述堆叠结构的第一标记子区域和较靠近所述堆叠结构的第二标记子区域，所述第一标记子区域的第一图案密度高于或等于所述第二标记子区域的第二图案密度。


2.如权利要求1所述的半导体器件，其中，
所述第一标记子区域包括至少一个第一标记结构，并且所述第二标记子区域包括至少一个第二标记结构；
所述至少一个第一标记结构的数量大于或等于所述至少一个第二标记结构的数量；并且
所述中心标记结构、所述至少一个第一标记结构和所述至少一个第二标记结构中的每个包括第一材料和第二材料的所述多个交错层，所述第一材料不同于所述第二材料。


3.如权利要求2所述的半导体器件，其中，
所述第一标记子区域的所述第一图案密度等于所述第二标记子区域的所述第二图案密度；并且
所述至少一个第一标记结构和所述至少一个第二标记结构沿水平方向对称分布在所述中心标记结构的相对侧上。


4.如权利要求2或3所述的半导体器件，其中，所述至少一个第一标记结构的所述数量等于所述至少一个第二标记结构的所述数量。


5.如权利要求4所述的半导体器件，其中，
所述至少一个第一标记结构和所述至少一个第二标记结构具有相同的形状和相同的尺寸；
所述中心标记结构和所述至少一个第一标记结构在所述第一标记子区域中以相同的距离沿水平方向均匀布置；并且
所述中心标记结构和所述至少一个第二标记结构在所述第二标记子区域中以所述相同的距离沿水平方向均匀布置。


6.如权利要求2所述的半导体器件，其中，
所述第一标记子区域的所述第一图案密度大于所述第二标记子区域的所述第二图案密度；并且
所述至少一个第一标记结构和所述至少一个第二标记结构沿水平方向不对称地分布在所述中心标记结构的相对侧上。


7.如权利要求2或6所述的半导体器件，其中，所述至少一个第一标记结构的所述数量大于所述至少一个第二标记结构的所述数量。


8.如权利要求7所述的半导体器件，其中，
所述至少一个第一标记结构和所述至少一个第二标记结构具有相同的形状和相同的尺寸；并且
沿水平方向，所述至少一个第一标记结构中的两个之间的距离小于所述至少一个第二标记结构中的两个之间的距离。


9.如权利要求8所述的半导体器件，其中，沿水平方向，所述中心标记结构和所述至少一个第一标记结构在所述第一标记子区域中以第一距离均匀分布，并且所述中心标记结构和所述至少一个第二标记结构在所述第二标记子区域中以第二距离均匀分布，所述第一距离小于所述第二距离。


10.如权利要求1-9中任一项所述的半导体器件，其中，所述堆叠结构包括阶梯结构，所述多个绝缘层中的每个和相应的导体层形成所述阶梯结构的阶梯。


11.如权利要求10所述的半导体器件，其中，所述中心标记结构的高度等于至少一个阶梯的沿所述垂直方向的厚度。


12.一种用于控制光致抗蚀剂修整工艺的修整速率的标记图案，包括多个交错层，所述多个交错层包括在衬底之上沿垂直方向堆叠的不同材料的至少两层；以及
中心标记结构，将所述标记区域划分为较远离器件区域的第一标记子区域和较靠近所述器件区域的第二标记子区域，所述第一标记子区域的第一图案密度高于或等于所述第二标记子区域的第二图案密度。


13.如权利要求12所述的标记图案，其中，所述第一标记子区域包括至少一个第一标记结构，并且所述第二标记子区域包括至少一个第二标记结构，所述至少一个第一标记结构的数量为大于或等于所述至少一个第二标记结构的数量。


14.如权利要求13所述的标记图案，其中，
所述第一标记子区域的所述第一图案密度等于所述第二标记子区域的所述第二图案密度；并且
所述至少一个第一标记结构和所述至少一个第二标记结构沿水平方向对称分布在所述中心标记结构的相对侧上。


15.如权利要求13或14所述的标记图案，其中，所述至少一个第一标记结构的所述数量等于所述至少一个第二标记结构的所述数量。


16.如权利要求15所述的标记图案，其中，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琳，刘云飞，王猛，
申请(专利权)人：长江存储科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42