4倍ハーフピッチレリーフパターニングのための双側壁パターニングを用いたメモリ線および構造を形成する装置および方法
本発明は、4倍ハーフピッチレリーフパターニングのための双側壁パターニングを用いてメモリ線および構造を製作する装置、方法およびシステムを提供する。本発明は、基板の上方に配される第1のテンプレート層からフィーチャを形成することと、フィーチャに隣接してハーフピッチの側壁スペーサを形成することと、ハーフピッチの側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内により小さいフィーチャを形成することと、より小さいフィーチャに隣接して4分の1ピッチの側壁スペーサを形成することと、4分の1ピッチの側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって導体層から導体フィーチャを形成することとを含む。多数の追加の態様が開示される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、不揮発性メモリに関し、より具体的には、双側壁パターニングによってメモリセルのためのメモリ線および構造を形成する方法に関する。
【0002】
関連出願への相互参照
本願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2009年10月26日に出願された「DOUBLE SIDEWALL PATTERNING FOR 4X HALF PITCH RELIEF PATTERNING」という米国仮特許出願第61/255,080号(代理人整理番号:SD−MXA−265)(特許文献1)に対する優先権を主張する。本願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2009年10月26日に出願された「LAYOUT OF 3D MATRIX ARRAY MEMORY FOR REDUCED COST PATTERNING」という米国仮特許出願第61/255,085号(代理人整理番号:SD−MXA−266)(特許文献2)に対する優先権も主張する。
本願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2010年10月26日に出願された「METHODS AND APPARATUS FOR LAYOUT OF THREE DIMENSIONAL MATRIX ARRAY MEMORY FOR REDUCED COST PATTERNING 」という米国特許出願第12/911,900号(代理人整理番号:SD−MXA−266)(特許文献3)にも関連する。
本願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2010年10月26日に出願された「METHODS OF FORMING PILLARS FOR MEMORY CELLS USING SEQUENTIAL SIDEWALL PATTERNING」という米国特許出願第12/911,944号(代理人整理番号:SD−MXA−267)(特許文献4)にも関連する。
【背景技術】
【0003】
メモリ素子の製作は通例、リソグラフィ、種々の構成材料の堆積、パターニング、エッチング等を含む多数のステップを必要とする。しかし、個々のメモリ要素のサイズの継続的な低減、およびこのようなメモリ要素がメモリ素子上に製作される密度の継続的な増大は現在のリソグラフィおよびパターニング技術の限界に挑んでいる。例えば、既存のリソグラフィおよびパターニング技術は通例、約32ナノメートルよりも小さいピッチを有するフィーチャを形成するのにはあまり適していない。利用可能な技法は比較的費用がかかり、液浸リソグラフィ、極端紫外線リソグラフィ(EUVL:extreme-ultraviolet lithography )、および/または電子ビーム(e−beam:electron beam )直接描画リソグラフィ等の費用がかかるプロセスを必要とする。従って、メモリ素子に用いるメモリセルをパターニングする、改良されたよりコスト効率の高い方法が望まれる。特に、小さいピッチを有するメモリ要素を形成する方法および装置が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国仮特許出願第61/255,080号
【特許文献2】米国仮特許出願第61/255,085号
【特許文献3】米国特許出願第12/911,900号
【特許文献4】米国特許出願第12/911,944号
【特許文献5】米国特許出願第11/125,939号
【特許文献6】米国特許第6,952,030号
【特許文献7】米国特許出願第11/692,151号
【特許文献8】米国特許第5,915,167号
【特許文献9】米国特許出願第11/298,331号
【発明の概要】
【0005】
いくつかの実施形態において、本発明は、メモリのための配線パターンを形成する方法を提供する。この方法は、基板の上方に配される第1のテンプレート層から第1のフィーチャを形成することと、第1のフィーチャに隣接して第1の側壁スペーサを形成することと、第1の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に第2のフィーチャを形成することと、第2のフィーチャに隣接して第2の側壁スペーサを形成することと、第2の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって導体層から導体フィーチャを形成することとを含む。
【0006】
他のいくつかの実施形態において、本発明は、メモリアレイのための配線パターンを提供する。この配線パターンは、基板の上方に配される第1のテンプレート層から形成される第1のフィーチャ、第1のフィーチャに隣接して形成される第1の側壁スペーサ、第1の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に形成される第2のフィーチャ、第2のフィーチャに隣接して形成される第2の側壁スペーサ、および第2の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって導体層から形成される導体フィーチャで形成される構造を備える。
【0007】
さらに他の実施形態において、本発明は、メモリのための配線パターンを形成する方法を提供する。この方法は、基板の上方に配される第1のテンプレート層から第1のフィーチャを形成することと、第1のフィーチャに隣接して側壁スペーサを形成することと、側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に第2のフィーチャを形成することと、第2のフィーチャの側壁上に導電材料を堆積させることによって導体フィーチャを形成することとを含む。
【0008】
他のいくつかの実施形態において、本発明は、メモリアレイのための配線パターンを提供する。この配線パターンは、基板の上方に配される第1のテンプレート層から形成される第1のフィーチャ、第1のフィーチャに隣接して形成される側壁スペーサ、側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に形成される第2のフィーチャ、および第2のフィーチャの側壁上に導電材料を堆積させることによって形成される導体フィーチャで形成される構造を備える。
【0009】
多数の追加の実施形態が添付の図面に関連して以下に記載される。
添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することにより、本発明の特徴をより明確に理解することができる。全図面を通じて同じ参照番号は同じ要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態による例示的なメモリセルの略図である。
【図2A】本発明の実施形態による例示的なメモリセルの単純化された透視図である。
【図2B】図2Aの複数のメモリセルから形成される第1の例示的なメモリレベルの一部の単純化された透視図である。
【図2C】本発明の実施形態による第1の例示的な3次元メモリアレイの一部の単純化された透視図である。
【図2D】本発明の実施形態による第2の例示的な3次元メモリアレイの一部の単純化された透視図である。
【図3】本発明の実施形態によるメモリセルの例示的な実施形態の断面図である。
【図4A】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図4B】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図4C】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図4D】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図4E】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図4F】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図5A】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【図5B】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【図5C】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【図5D】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【図5E】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【図5F】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明はサブミクロン3次元メモリアレイの製造コストの低減を促進する。特に、本発明は、約30nm未満のハーフピッチ(HP:half-pitch)寸法を有するメモリアレイ構造を形成するために(例えば、各々比較的費用がかかる)液浸リソグラフィ、EUVL、またはe−beam直接描画リソグラフィの方法を用いる必要を回避する方法を提供する。
【0012】
本発明の実施形態によっては、ハーフピッチ寸法を2x低減するために用いられることができる方法が提供され、他の実施形態では、ハーフピッチの4x低減が実現されることができる。それ故、本発明の双側壁パターニング方法を用いれば、コスト効率の高い32nmリソグラフィを、8nmのハーフピッチ寸法まで小さくしたメモリ構造(例えば、メモリ線)のパターニングを達成するために用いることができる。現在の技術の観点から言うと、この向上は32nmリソグラフィの5世代の発展(32nmから22nm、16nm、11nm、8nmへ)に相当することに留意するべきである。しかし、本発明が、将来の技術を発展させるためにも用いられてよいことは理解されるはずである。
【0013】
本発明による例示的な実施形態では、利用可能なリソグラフィ技術に関連付けられる最小ピッチ(すなわち、EUVLまたはe−beam直接描画リソグラフィを用いない「最小ピッチ」)よりも小さいピッチを有するメモリ線が、双側壁パターニングを用いて形成される。最初に、層間絶縁膜(ILD:inter-layer dielectric)または基板上に堆積された配線層(例えば、タングステン(W))の上方に2つのテンプレート層(例えば、Si3 N4 )が形成される。テンプレート層同士の間にはエッチング停止層(例えば、SiO2 )が堆積されてよく、下側テンプレート層と配線層との間および配線層とILDとの間には任意使用の接着層が堆積されてもよい。
【0014】
実施形態によっては、従来のリソグラフィ(例えば、32nm技術)を用いて、第1のテンプレート層内に、利用可能なリソグラフィおよびパターニング技術に応じた最小ピッチを有する線(または他のフィーチャ)がパターニングされる。線の側面上に側壁ハードマスクが形成される。側壁ハードマスクは第1のテンプレート層の線構造の両側に側壁スペーサを含む。側壁ハードマスクは、元の線パターンの最小ピッチよりも小さいピッチ、例えば、元の線パターンのピッチの約半分を有する。
【0015】
次に、「ハーフピッチ」の側壁ハードマスクが用いられ、第2のテンプレート層をハーフピッチの線にパターニングする。ハーフピッチのテンプレートの側面上に第2の側壁ハードマスクが形成される。この第2の側壁ハードマスクも第2のテンプレート層ハーフピッチ線の両側に側壁スペーサを含み、「ハーフピッチ」の側壁ハードマスクのピッチよりも小さいピッチ、例えば、元の線パターンのピッチの約4分の1を有する。次に、「4分の1ピッチ」の側壁ハードマスクが用いられ、3次元メモリアレイのためのメモリ線(例えば、ビット線およびワード線)等の4分の1ピッチ構造を形成してもよい。本発明による双側壁パターニングを用いて3次元マトリクスアレイが形成されてもよい。実施形態によっては、マトリクスアレイは、アレイの第1の軸に平行なメモリ線の第1のセットおよびアレイの第2の軸に平行なメモリ線の第2のセットを含む。線の第1および第2のセットは互いに非平行(例えば、垂直)であってもよい。
【0016】
図1は、本発明による例示的なメモリセル10の略図を示す。メモリセル10は、ステアリング素子14に結合される可逆的抵抗スイッチング素子12を含む。可逆的抵抗スイッチング素子12は、2つ以上の状態間で可逆的に切り換えられてよい抵抗率を有する可逆的抵抗率スイッチング材料(分けて示されていない)を含む。
【0017】
例えば、要素12の可逆的抵抗率スイッチング材料は、製作時に低抵抗率の初期状態にあってもよい。第1の電圧および/または電流を印加すると、材料は高抵抗率状態に切り換え可能になる。第2の電圧および/または電流の印加が可逆的抵抗率スイッチング材料を低抵抗率状態に戻してもよい。あるいは、製作時に、可逆的抵抗スイッチング素子12は、適切な電圧(単数または複数)および/または電流(単数または複数)の印加により可逆的に低抵抗状態に切り換え可能な、高抵抗の初期状態にあってもよい。メモリセル内で用いられる場合、1つの抵抗状態は2値の「0」を表してもよい一方で、もう1つの抵抗状態は2値の「1」を表してもよい。ただし、2つを超えるデータ/抵抗状態が用いられてもよい。多数の可逆的抵抗率スイッチング材料および可逆的抵抗スイッチング素子を採用したメモリセルの動作が、例えば、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2005年5月9日に出願された「Rewriteable Memory Cell Comprising A Diode And A Resistance Switching Material」という米国特許出願第11/125,939号(特許文献5)に記載されている。
【0018】
ステアリング素子14は、薄膜トランジスタ、ダイオード、金属−絶縁物−金属トンネル電流素子、あるいは可逆的抵抗スイッチング素子12間の電圧および/またはそこを通じた電流の流れを選択的に制限することによって非オーミック伝導を呈する他の同様のステアリング素子を含んでよい。このように、メモリセル10は2次元または3次元メモリアレイの一部として用いられてもよく、アレイ内の他のメモリセルの状態に影響を及ぼすことなく、データがメモリセル10に書き込まれてもよいし、かつ/またはそこから読み出されてもよい。
【0019】
図2A〜2Dおよび図3を参照しながら、メモリセル10、可逆的抵抗スイッチング素子12およびステアリング素子14の例示的な実施形態を後述する。
図2Aは、本発明による、ステアリング素子14がダイオードであるメモリセル10の例示的な実施形態の単純化された斜視図である。メモリセル10は、第1の導体20と第2の導体22との間でダイオード14と直列結合される可逆的抵抗スイッチング素子12を含む。実施形態によっては、可逆的抵抗スイッチング素子12とダイオード14との間に遮蔽層24が形成されてもよく、可逆的抵抗スイッチング素子12と第2の導体22との間に遮蔽層31および33が形成されてもよい。ダイオード14と第1の導体20との間に追加の遮蔽層28が形成されてもよい。例えば、遮蔽層24、28、31および33は、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステンまたは別の同様の遮蔽層材料を含んでもよい。
【0020】
ダイオード14は、ダイオードのp形領域の上方にn形領域がある上向きであるのか、ダイオードのn形領域の上方にp形領域がある下向きであるのかにかかわらず、垂直多結晶p−nまたはp−i−nダイオード等の任意の適当なダイオードを含んでもよい。図3を参照しながら、ダイオード14の例示的な実施形態を後述する。
【0021】
第1の導体20および/または第2の導体22は、タングステン、任意の適切な金属、高濃度にドープされた半導体材料、導電性ケイ化物、導電性ケイ化物−ゲルマニウム化物、導電性ゲルマニウム化物、または同様のもの等の任意の適当な導電材料を含んでもよい。図2Aの実施形態では、第1および第2の導体20および22はそれぞれ、線路状であり、異なる方向(例えば、互いに実質的に直交する方向)に延在する。他の導体形状および/または配置が用いられてもよい。実施形態によっては、素子性能を向上させるためかつ/または素子の製作を助けるために、第1の導体20および/または第2の導体22とともに、遮蔽層、接着層、反射防止コーティングおよび/または同様のもの(図示せず)が用いられてもよい。
【0022】
図2Bは、図2Aのメモリセル10等の複数のメモリセル10で形成される第1のメモリレベル30の一部の単純化された斜視図である。単純化のために、可逆的抵抗スイッチング素子12、ダイオード14、ならびに遮蔽層24、28、31および33は分けて示されていない。メモリアレイは、(図に示すように)複数のメモリセルが結合される複数のビット線(第2の導体22)およびワード線(第1の導体20)を含む「クロスポイント」アレイである。例示的な実施形態では、第1の導体20および第2の導体22は約16nm〜約8nm、より一般的には約22nm〜約3nmのピッチで規則正しく間隔を置かれる。複数のメモリのレベルと同様に、他のメモリアレイ配置が用いられてもよい。
【0023】
例えば、図2Cは、第2のメモリレベル44の下方に位置する第1のメモリレベル42を含むモノリシックな3次元アレイ40aの一部の単純化された斜視図である。メモリレベル42および44は各々、クロスポイントアレイ内に複数のメモリセル10を含む。当業者であれば、第1および第2のメモリレベル42および44の間に追加の層(例えば、層間絶縁膜)が存在してもよいが、単純化のために図2Cには示されていないことが理解できるはずである。追加のメモリのレベルと同様に、他のメモリアレイ配置が用いられてもよい。図2Cの実施形態では、p形にドープされた領域をダイオードの下部に有するp−i−nダイオードが用いられるのか、またはダイオードの上部に有するp−i−nダイオードが用いられるのかに依存して、すべてのダイオードが、上向きまたは下向き等の同じ方向を「向いて」もよい。そうすれば、ダイオードの製作が簡素化される。
【0024】
例えば、実施形態によっては、メモリレベルは、その全体が本願明細書において参照により援用されている、「High-Density Three-Dimensional Memory Cell」という米国特許第6,952,030号(特許文献6)に記載されているように形成されてもよい。例えば、図2Dに示されているように、第1のメモリレベルの上側導体が、第1のメモリレベルの上方に位置する第2のメモリレベルの下側導体として用いられてもよい。このような実施形態では、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2007年3月27日に出願された「Large Array Of Upward Pointing P-I-N Diodes Having Large And Uniform Current」という米国特許出願第11/692,151号(特許文献7)に記載されているように、隣接するメモリレベル上のダイオードは好ましくは逆方向を向いている。例えば、図2Dに示されるように、第1のメモリレベル42のダイオードは、矢印D1によって示されているような(例えば、p形領域がダイオードの下部にある)上向きのダイオードであってもよい一方で、第2のメモリレベル44のダイオードは、矢印D2によって示されているような(例えば、n形領域がダイオードの下部にある)下向きのダイオードであってもよい。またはその逆も同様である。
【0025】
モノリシックな3次元メモリアレイとは、ウェハ等の単一の基板の上方に、介在基板を用いることなく、複数のメモリレベルが形成されるものである。1つのメモリレベルを形成する層を既存のレベルまたはレベル群の層上に直接堆積または成長させる。それに対して、Leedyによる「Three dimensional structure memory」という米国特許第5,915,167号(特許文献8)に記載されているように、積層メモリは、別々の基板上にメモリレベルを形成し、そのメモリレベルを互いのレベル上に接着することによって構築されていた。基板は結合前に薄くされるかまたはメモリレベルから除去されてもよいが、メモリレベルは初めに別々の基板上に形成されるため、このようなメモリは真のモノリシックな3次元メモリアレイではない。
【0026】
図3は、図2Aのメモリセル10の例示的な実施形態の断面図である。特に、メモリセル10は炭素系可逆的抵抗スイッチング素子12(残りの記載において「炭素層12」と呼ばれる)、ダイオード14、ならびに第1および第2の導体20および22をそれぞれ含んでもよい。素子性能を向上させるためかつ/または素子の製作を容易にするために、メモリセル10は、第1および/または第2の導体20および22とともにそれぞれ用いられてもよい遮蔽層24、28、31、33、ケイ化物層50、ケイ化物形成金属層52ならびに誘電体層58、その他にも接着層、反射防止コーティング層および/または同様のもの(図示せず)も含んでもよい。メモリセル10は1つ以上の側壁ライナ54を含んでもよい。
【0027】
前述したように、ダイオード14は、上向きか下向きのいずれかであってもよい垂直p−nまたはp−i−nダイオードであってもよい。隣接するメモリレベルが導体を共有する図2Dの実施形態では、第1のメモリレベルについては下向きのp−i−nダイオード、および隣接する第2のメモリレベルについては上向きのp−i−nダイオード(またはその逆も同様)等のように、隣接するメモリレベルは好ましくは逆方向を向くダイオードを有する。
【0028】
実施形態によっては、ダイオード14は、ポリシリコン、多結晶シリコン−ゲルマニウム合金、ポリゲルマニウムまたは他の任意の適当な材料等の多結晶半導体材料で形成されてもよい。例えば、ダイオード14は、高濃度にドープされたn+ポリシリコン領域14a、n+ポリシリコン領域14aの上方に低濃度にドープされたかまたは真性(意図的にドープされているのではない)ポリシリコン領域14b、ならびに真性領域14bの上方に高濃度にドープされたp+ポリシリコン領域14cを含んでもよい。n+領域およびp+領域の位置が反転されてもよいことは理解できるはずである。
【0029】
実施形態によっては、n+ポリシリコン領域14aから真性領域14bへのドーパントの移動を阻止しかつ/または減少させるために、n+ポリシリコン領域14a上に薄いゲルマニウムおよび/またはシリコン−ゲルマニウム合金層(図示せず)が形成されてもよい。このような層の利用が、例えば、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2005年12月9日に出願された「Deposited Semiconductor Structure To Minimize N-Type Dopant Diffusion And Method Of Making」という米国特許出願第11/298,331号(特許文献9)に記載されている。実施形態によっては、約10at%以上のゲルマニウムを有する数百オングストローム以下のシリコン−ゲルマニウム合金が用いられてもよい。
【0030】
(例えば、ポリシリコン領域内への金属原子の移動を阻止しかつ/または減少させるために、)第1の導体20とn+領域14aとの間に、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、または他の同様の遮蔽層材料等の遮蔽層28が形成されてもよい。
【0031】
ダイオード14が堆積シリコン(例えば、非晶質または多結晶)で製作される場合、堆積シリコンが製作時に低抵抗率状態にあるようにするために、ダイオード14上にケイ化物層50が形成されてもよい。このような低抵抗率状態は、堆積シリコンを低抵抗率状態に切り換えるために大電圧が必要とされないので、メモリセル10のより容易なプログラミングを可能にする。例えば、p+ポリシリコン領域14c上にチタンまたはコバルト等のケイ化物形成金属層52が堆積されてもよい。実施形態によっては、ケイ化物形成金属層52の上面に追加の窒化物層(図示せず)が形成される場合がある。特に、チタン等の高反応性金属のためには、ケイ化物形成金属層52上にTiN層等の追加のキャップ層が形成されてもよい。それ故、このような実施形態では、p+ポリシリコン領域14cの上にTi/TiNのスタックが形成される。
【0032】
ケイ化物形成金属層52の形成に続いて、RTA工程が約540℃で約1分間遂行され、ケイ化物形成金属層52のすべてまたは一部を消費して、ケイ化物層50を形成してもよい。前述したように、また当該技術分野で周知のように、RTA工程に続いて、湿式化学を用いてケイ化物形成金属層52からのすべての残存窒化物層が剥離されてもよい。
【0033】
遮蔽層24は、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、または別の同様の遮蔽層材料を含み、ケイ化物形成金属層52の上方に形成されてもよい。
【0034】
炭素層12は炭素系材料を含む。例えば、炭素層12は非晶質炭素(aC:amorphous carbon)を含んでもよい。他の実施形態では、炭素層12は、グラフェン、黒鉛、炭素ナノチューブ材料、非晶質ダイアモンド様炭素等を含んでもよい。
遮蔽層31および33は、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、または別の同様の遮蔽層材料を含んでもよく、炭素層12の上方に形成されてもよい。
【0035】
本発明の例示的な実施形態によれば、図4A〜4Fに示される逐次的側壁パターニングプロセスを用いて、実質的に平行で実質的に同一平面上のメモリ線または線路が形成される。図4Aは、本発明の双側壁パターニングプロセスにおいて用いられてもよい層のスタック例400の断面を示す。図に示されているように、第1のテンプレート層402がエッチング停止層404上に堆積される。エッチング停止層404は、任意使用の接着層408上に形成されるかまたは導電層410の直上に形成される第2のテンプレート層406上にある。導電層410は、層間絶縁膜414に結合される接着層412上に形成される。前に示したように、層スタック400の上方および下方に他のメモリおよび/または配線層が形成されてもよい。
【0036】
第1および第2のテンプレート層402、406は窒化ケイ素(Si3 N4 )または任意の実用可能なテンプレート材料であってもよい。これらの層は約50nm〜約500nmの厚みであってもよい。エッチング停止層404は二酸化ケイ素(SiO2 )または任意の実用可能なエッチング停止材料であってもよく、約10nm〜約200nmの厚みであってもよい。接着層408、412は窒化チタン(TiN)、窒化タンタル(TaN)、窒化タングステン(WN)または任意の実用可能な接着材料であってもよく、約20〜約500オングストローム、好ましくは約100オングストロームの厚みであってもよい。他の接着層材料および/または厚みが用いられてもよい。実施形態によっては、接着層408、412は任意使用のものであってもよい。
【0037】
導電層410は、任意の適当な方法(例えば、化学蒸着(CVD:chemical vapor deposition )、物理蒸着(PVD:physical vapor deposition )等)によって堆積される、タングステン(W)または別の適切な金属、高濃度にドープされた半導体材料、導電性ケイ化物、導電性ケイ化物−ゲルマニウム化物、導電性ゲルマニウム化物、あるいは任意の実用可能な配線材料等の任意の適当な導電材料を含んでもよい。少なくとも1つの実施形態では、導電層410は約200〜約2,500オングストロームの厚みのタングステンであってもよい。他の導電層材料および/または導電層厚みが用いられてもよい。
【0038】
図4Bを参照すると、第1のテンプレート層402は、従来のリソグラフィ(例えば、32nm技術)を用いて、利用可能なリソグラフィおよびパターニング技術に応じた最小ピッチを有する線路/線(または他のフィーチャ)をパターニングする。図4Bに示される線フィーチャは、紙面に出入りするように延在し、断面で示されている。次に、例えばポリシリコンの共形のライナを堆積させ、等方性エッチングステップを遂行することによって、第1のテンプレート層402内にパターニングされた線フィーチャの側面上に側壁ハードマスク416が形成される。図4Bに示されているように、結果として生じる側壁ハードマスク416は第1のテンプレート層402の線フィーチャの両側に側壁スペーサを含む。側壁ハードマスク416は、元の線パターンの最小ピッチよりも小さいピッチ、例えば、元の線パターンのピッチの約半分を有する。側壁スペーサは、最小ピッチの2分の1よりも大きい幅を有する空間によって隔てられている。例えば、空間の幅の、線フィーチャの幅に対する比は約3:1であってよい。側壁ハードマスク416を形成するためには、ポリシリコンまたは任意の実用可能な材料が用いられてもよい。次に、図4Cに示されているように、ウェットエッチングプロセスが用いられ、側壁ハードマスク416のスペーサ間の残りの第1のテンプレート層402(すなわち、線フィーチャ)を除去してもよい。実施形態によっては、エッチング停止層404が必要でなくなるように、第2のテンプレート層406は任意選択的にSiO2 であるかまたは第1のテンプレート層402と同様のエッチング速度比を有してもよい。
【0039】
次に、図4Dに示されているように、「ハーフピッチ」の側壁ハードマスク416が用いられ、第2のテンプレート層406をハーフピッチの線にパターニングする。再度、共形のライナを堆積させ、等方性エッチングステップを遂行することによって、第2のテンプレート層406内にパターニングされた線の側面上に側壁ハードマスク418が形成される。図4Eに示されているように、結果として生じる側壁ハードマスク418は第2のテンプレート層406の線構造の両側に側壁スペーサを含む。この第2の側壁ハードマスク418は、「ハーフピッチ」の側壁ハードマスク416のピッチよりも小さいピッチ、例えば、元の線パターンのピッチの約4分の1を有する。次に、ウェットエッチングプロセスが用いられ、側壁ハードマスク418間の残りの第2のテンプレート層406を除去してもよい。
【0040】
次に、図4Fに示されているように、「4分の1ピッチ」の側壁ハードマスク418が用いられ、導体層410をエッチングしてメモリ線(例えば、ビット線およびワード線)等の4分の1ピッチ構造を形成してもよい。次に、誘電体間隙充填材料SiO2 が堆積されてもよく、平坦化プロセスが用いられ、4倍HPレリーフパターニングされたフィーチャを均してもよい。窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、low−k誘電体等の他の誘電体材料、および/または他の誘電体層厚みが用いられてもよい。例示的なlow−k誘電体は炭素ドープ酸化物、シリコン炭素層、または同様のものを含む。
【0041】
次に、図5A〜5Fを参照すると、本発明による逐次的側壁パターニングプロセスを用いて、実質的に平行で実質的に同一平面上のメモリ線または線路を形成するプロセスの第2の例が示されている。図5Aは、本発明の双側壁パターニングプロセスにおいて用いられてもよい層のスタック例500の断面を示す。図に示されているように、第1のテンプレート層502がエッチング停止層504上に堆積される。エッチング停止層504は、第2のエッチング停止層508上に形成される第2のテンプレート層506上にある。第2のエッチング停止層508は層間絶縁膜510上に形成される。前に示したように、他のメモリおよび/または配線層が層スタック500の上方および下方に形成されてもよい。
【0042】
第1および第2のテンプレート層502、506は窒化ケイ素(Si3 N4 )または任意の実用可能なテンプレート材料であってもよい。これらの層は約50nm〜約500nmの厚みであってもよい。エッチング停止層504、508は二酸化ケイ素(SiO2 )または任意の実用可能なエッチング停止材料であってもよく、約10nm〜約200nmの厚みであってもよい。実施形態によっては、エッチング停止層504、508は任意使用のものであってもよい。
【0043】
図5Bを参照すると、第1のテンプレート層502は、従来のリソグラフィ(例えば、32nm技術)を用いて、利用可能なリソグラフィおよびパターニング技術に応じた最小ピッチを有する線路/線(または他のフィーチャ)をパターニングする。図5Bに示されている線フィーチャは、紙面に出入りするように延在し、断面で示されている。次に、例えばポリシリコンの共形のライナを堆積させ、等方性エッチングステップを遂行することによって、第1のテンプレート層502内にパターニングされた線フィーチャの側面上に側壁ハードマスク512が形成される。図5Bに示されているように、結果として生じる側壁ハードマスク512は第1のテンプレート層502の線フィーチャの両側に側壁スペーサを含む。側壁ハードマスク512は、元の線パターンの最小ピッチよりも小さいピッチ、例えば、元の線パターンのピッチの約半分を有する。側壁スペーサは、最小ピッチの2分の1よりも大きい幅を有する空間によって隔てられている。例えば、空間の幅の、線フィーチャ502の幅に対する比は約3:1であってもよい。側壁ハードマスク512を形成するために、ポリシリコンまたは任意の実用可能な材料が用いられてもよい。次に、図5Cに示されているように、ウェットエッチングプロセスが用いられ、側壁ハードマスク512のスペーサ間の残りの第1のテンプレート層502(すなわち、線フィーチャ)を除去してもよい。エッチングプロセスは、側壁ハードマスク512のスペーサ間の任意使用のエッチング停止層504(すなわち、線フィーチャ)を除去するために用いられてもよい。実施形態によっては、エッチング停止層504が必要でなくなるように、第2のテンプレート層506は任意選択的にSiO2 であるかまたは第1のテンプレート層502と同様のエッチング速度比を有してもよい。
【0044】
次に、図5Dに示されているように、「ハーフピッチ」の側壁ハードマスク512が用いられ、第2のテンプレート層506をハーフピッチの線にパターニングする。例えば、第2の任意使用のエッチング停止層508までの時限式エッチングまたは終点検出エッチングが用いられてもよい。図5Eを参照すると、導電材料514が線フィーチャ506上に共形的に堆積され、側壁導体を形成してもよい。任意選択的に、導電材料514の前に接着/遮蔽層材料516が堆積されてもよい。実施形態によっては、TiNが接着層材料516として用いられ、Wが導電材料514として用いられてもよい。他の実施形態では、TaNが接着/遮蔽層材料516として用いられ、銅(Cu)が導電材料514として用いられてもよい。このような実施形態では、Cu線はその後、選択的堆積プロセスを用いて無電界TaNでコーティングされてもよい。
【0045】
次に、SiO2 等の誘電体材料が堆積されてもよく、平坦化プロセス(例えば、化学機械平坦化、エッチバック等)が用いられ、4倍HPレリーフ堆積されたフィーチャを均してもよい。窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、low−k誘電体等の他の誘電体材料、および/または他の誘電体層厚みが用いられてもよい。例示的なlow−k誘電体は炭素ドープ酸化物、シリコン炭素層、または同様のものを含む。実施形態によっては、残りの第2のテンプレート層材料506は、図5Fに示されているように除去されてもよく、次に、誘電体間隙充填材料が堆積され、平坦化されてもよい。
【0046】
当業者であれば、他の同様の技法を用いて本発明による代替のメモリ構造が製作されてよいことが理解できるはずである。例えば、ダイオード14の下方に炭素層12を含むメモリセルが形成されてもよい。
【0047】
前の記載は本発明の例示的な実施形態を開示するものに過ぎない。前に開示された装置および方法の、本発明の範囲内に含まれる変更は当業者であれば容易に理解できるはずである。例えば、前述した実施形態のいずれにおいても、炭素系材料はダイオード14の下方に位置してもよい。前述したように、本発明は主に非晶質炭素に関して記載されているが、他の炭素系材料が同様に用いられてもよい。さらに、各炭素系層は好ましくは、窒化チタンまたは他の遮蔽/接着層等の2つの導電体層間に形成され、ステアリング素子と直列にMIMスタックを形成する。
【0048】
従って、本発明はその例示的な実施形態に関連して開示されているが、他の実施形態が、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲に含まれてもよいことを理解するべきである。
【技術分野】
【0001】
本発明は、不揮発性メモリに関し、より具体的には、双側壁パターニングによってメモリセルのためのメモリ線および構造を形成する方法に関する。
【0002】
関連出願への相互参照
本願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2009年10月26日に出願された「DOUBLE SIDEWALL PATTERNING FOR 4X HALF PITCH RELIEF PATTERNING」という米国仮特許出願第61/255,080号(代理人整理番号:SD−MXA−265)(特許文献1)に対する優先権を主張する。本願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2009年10月26日に出願された「LAYOUT OF 3D MATRIX ARRAY MEMORY FOR REDUCED COST PATTERNING」という米国仮特許出願第61/255,085号(代理人整理番号:SD−MXA−266)(特許文献2)に対する優先権も主張する。
本願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2010年10月26日に出願された「METHODS AND APPARATUS FOR LAYOUT OF THREE DIMENSIONAL MATRIX ARRAY MEMORY FOR REDUCED COST PATTERNING 」という米国特許出願第12/911,900号(代理人整理番号:SD−MXA−266)(特許文献3)にも関連する。
本願は、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2010年10月26日に出願された「METHODS OF FORMING PILLARS FOR MEMORY CELLS USING SEQUENTIAL SIDEWALL PATTERNING」という米国特許出願第12/911,944号(代理人整理番号:SD−MXA−267)(特許文献4)にも関連する。
【背景技術】
【0003】
メモリ素子の製作は通例、リソグラフィ、種々の構成材料の堆積、パターニング、エッチング等を含む多数のステップを必要とする。しかし、個々のメモリ要素のサイズの継続的な低減、およびこのようなメモリ要素がメモリ素子上に製作される密度の継続的な増大は現在のリソグラフィおよびパターニング技術の限界に挑んでいる。例えば、既存のリソグラフィおよびパターニング技術は通例、約32ナノメートルよりも小さいピッチを有するフィーチャを形成するのにはあまり適していない。利用可能な技法は比較的費用がかかり、液浸リソグラフィ、極端紫外線リソグラフィ(EUVL:extreme-ultraviolet lithography )、および/または電子ビーム(e−beam:electron beam )直接描画リソグラフィ等の費用がかかるプロセスを必要とする。従って、メモリ素子に用いるメモリセルをパターニングする、改良されたよりコスト効率の高い方法が望まれる。特に、小さいピッチを有するメモリ要素を形成する方法および装置が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】米国仮特許出願第61/255,080号
【特許文献2】米国仮特許出願第61/255,085号
【特許文献3】米国特許出願第12/911,900号
【特許文献4】米国特許出願第12/911,944号
【特許文献5】米国特許出願第11/125,939号
【特許文献6】米国特許第6,952,030号
【特許文献7】米国特許出願第11/692,151号
【特許文献8】米国特許第5,915,167号
【特許文献9】米国特許出願第11/298,331号
【発明の概要】
【0005】
いくつかの実施形態において、本発明は、メモリのための配線パターンを形成する方法を提供する。この方法は、基板の上方に配される第1のテンプレート層から第1のフィーチャを形成することと、第1のフィーチャに隣接して第1の側壁スペーサを形成することと、第1の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に第2のフィーチャを形成することと、第2のフィーチャに隣接して第2の側壁スペーサを形成することと、第2の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって導体層から導体フィーチャを形成することとを含む。
【0006】
他のいくつかの実施形態において、本発明は、メモリアレイのための配線パターンを提供する。この配線パターンは、基板の上方に配される第1のテンプレート層から形成される第1のフィーチャ、第1のフィーチャに隣接して形成される第1の側壁スペーサ、第1の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に形成される第2のフィーチャ、第2のフィーチャに隣接して形成される第2の側壁スペーサ、および第2の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって導体層から形成される導体フィーチャで形成される構造を備える。
【0007】
さらに他の実施形態において、本発明は、メモリのための配線パターンを形成する方法を提供する。この方法は、基板の上方に配される第1のテンプレート層から第1のフィーチャを形成することと、第1のフィーチャに隣接して側壁スペーサを形成することと、側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に第2のフィーチャを形成することと、第2のフィーチャの側壁上に導電材料を堆積させることによって導体フィーチャを形成することとを含む。
【0008】
他のいくつかの実施形態において、本発明は、メモリアレイのための配線パターンを提供する。この配線パターンは、基板の上方に配される第1のテンプレート層から形成される第1のフィーチャ、第1のフィーチャに隣接して形成される側壁スペーサ、側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に形成される第2のフィーチャ、および第2のフィーチャの側壁上に導電材料を堆積させることによって形成される導体フィーチャで形成される構造を備える。
【0009】
多数の追加の実施形態が添付の図面に関連して以下に記載される。
添付の図面と併せて以下の詳細な説明を考慮することにより、本発明の特徴をより明確に理解することができる。全図面を通じて同じ参照番号は同じ要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の実施形態による例示的なメモリセルの略図である。
【図2A】本発明の実施形態による例示的なメモリセルの単純化された透視図である。
【図2B】図2Aの複数のメモリセルから形成される第1の例示的なメモリレベルの一部の単純化された透視図である。
【図2C】本発明の実施形態による第1の例示的な3次元メモリアレイの一部の単純化された透視図である。
【図2D】本発明の実施形態による第2の例示的な3次元メモリアレイの一部の単純化された透視図である。
【図3】本発明の実施形態によるメモリセルの例示的な実施形態の断面図である。
【図4A】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図4B】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図4C】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図4D】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図4E】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図4F】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第1の一連の断面図の1つを示す。
【図5A】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【図5B】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【図5C】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【図5D】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【図5E】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【図5F】本発明の実施形態によるフィーチャの例示的な製作の間における基板の一部の第2の一連の断面図の1つを示す。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明はサブミクロン3次元メモリアレイの製造コストの低減を促進する。特に、本発明は、約30nm未満のハーフピッチ(HP:half-pitch)寸法を有するメモリアレイ構造を形成するために(例えば、各々比較的費用がかかる)液浸リソグラフィ、EUVL、またはe−beam直接描画リソグラフィの方法を用いる必要を回避する方法を提供する。
【0012】
本発明の実施形態によっては、ハーフピッチ寸法を2x低減するために用いられることができる方法が提供され、他の実施形態では、ハーフピッチの4x低減が実現されることができる。それ故、本発明の双側壁パターニング方法を用いれば、コスト効率の高い32nmリソグラフィを、8nmのハーフピッチ寸法まで小さくしたメモリ構造(例えば、メモリ線)のパターニングを達成するために用いることができる。現在の技術の観点から言うと、この向上は32nmリソグラフィの5世代の発展(32nmから22nm、16nm、11nm、8nmへ)に相当することに留意するべきである。しかし、本発明が、将来の技術を発展させるためにも用いられてよいことは理解されるはずである。
【0013】
本発明による例示的な実施形態では、利用可能なリソグラフィ技術に関連付けられる最小ピッチ(すなわち、EUVLまたはe−beam直接描画リソグラフィを用いない「最小ピッチ」)よりも小さいピッチを有するメモリ線が、双側壁パターニングを用いて形成される。最初に、層間絶縁膜(ILD:inter-layer dielectric)または基板上に堆積された配線層(例えば、タングステン(W))の上方に2つのテンプレート層(例えば、Si3 N4 )が形成される。テンプレート層同士の間にはエッチング停止層(例えば、SiO2 )が堆積されてよく、下側テンプレート層と配線層との間および配線層とILDとの間には任意使用の接着層が堆積されてもよい。
【0014】
実施形態によっては、従来のリソグラフィ(例えば、32nm技術)を用いて、第1のテンプレート層内に、利用可能なリソグラフィおよびパターニング技術に応じた最小ピッチを有する線(または他のフィーチャ)がパターニングされる。線の側面上に側壁ハードマスクが形成される。側壁ハードマスクは第1のテンプレート層の線構造の両側に側壁スペーサを含む。側壁ハードマスクは、元の線パターンの最小ピッチよりも小さいピッチ、例えば、元の線パターンのピッチの約半分を有する。
【0015】
次に、「ハーフピッチ」の側壁ハードマスクが用いられ、第2のテンプレート層をハーフピッチの線にパターニングする。ハーフピッチのテンプレートの側面上に第2の側壁ハードマスクが形成される。この第2の側壁ハードマスクも第2のテンプレート層ハーフピッチ線の両側に側壁スペーサを含み、「ハーフピッチ」の側壁ハードマスクのピッチよりも小さいピッチ、例えば、元の線パターンのピッチの約4分の1を有する。次に、「4分の1ピッチ」の側壁ハードマスクが用いられ、3次元メモリアレイのためのメモリ線(例えば、ビット線およびワード線)等の4分の1ピッチ構造を形成してもよい。本発明による双側壁パターニングを用いて3次元マトリクスアレイが形成されてもよい。実施形態によっては、マトリクスアレイは、アレイの第1の軸に平行なメモリ線の第1のセットおよびアレイの第2の軸に平行なメモリ線の第2のセットを含む。線の第1および第2のセットは互いに非平行(例えば、垂直)であってもよい。
【0016】
図1は、本発明による例示的なメモリセル10の略図を示す。メモリセル10は、ステアリング素子14に結合される可逆的抵抗スイッチング素子12を含む。可逆的抵抗スイッチング素子12は、2つ以上の状態間で可逆的に切り換えられてよい抵抗率を有する可逆的抵抗率スイッチング材料(分けて示されていない)を含む。
【0017】
例えば、要素12の可逆的抵抗率スイッチング材料は、製作時に低抵抗率の初期状態にあってもよい。第1の電圧および/または電流を印加すると、材料は高抵抗率状態に切り換え可能になる。第2の電圧および/または電流の印加が可逆的抵抗率スイッチング材料を低抵抗率状態に戻してもよい。あるいは、製作時に、可逆的抵抗スイッチング素子12は、適切な電圧(単数または複数)および/または電流(単数または複数)の印加により可逆的に低抵抗状態に切り換え可能な、高抵抗の初期状態にあってもよい。メモリセル内で用いられる場合、1つの抵抗状態は2値の「0」を表してもよい一方で、もう1つの抵抗状態は2値の「1」を表してもよい。ただし、2つを超えるデータ/抵抗状態が用いられてもよい。多数の可逆的抵抗率スイッチング材料および可逆的抵抗スイッチング素子を採用したメモリセルの動作が、例えば、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2005年5月9日に出願された「Rewriteable Memory Cell Comprising A Diode And A Resistance Switching Material」という米国特許出願第11/125,939号(特許文献5)に記載されている。
【0018】
ステアリング素子14は、薄膜トランジスタ、ダイオード、金属−絶縁物−金属トンネル電流素子、あるいは可逆的抵抗スイッチング素子12間の電圧および/またはそこを通じた電流の流れを選択的に制限することによって非オーミック伝導を呈する他の同様のステアリング素子を含んでよい。このように、メモリセル10は2次元または3次元メモリアレイの一部として用いられてもよく、アレイ内の他のメモリセルの状態に影響を及ぼすことなく、データがメモリセル10に書き込まれてもよいし、かつ/またはそこから読み出されてもよい。
【0019】
図2A〜2Dおよび図3を参照しながら、メモリセル10、可逆的抵抗スイッチング素子12およびステアリング素子14の例示的な実施形態を後述する。
図2Aは、本発明による、ステアリング素子14がダイオードであるメモリセル10の例示的な実施形態の単純化された斜視図である。メモリセル10は、第1の導体20と第2の導体22との間でダイオード14と直列結合される可逆的抵抗スイッチング素子12を含む。実施形態によっては、可逆的抵抗スイッチング素子12とダイオード14との間に遮蔽層24が形成されてもよく、可逆的抵抗スイッチング素子12と第2の導体22との間に遮蔽層31および33が形成されてもよい。ダイオード14と第1の導体20との間に追加の遮蔽層28が形成されてもよい。例えば、遮蔽層24、28、31および33は、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステンまたは別の同様の遮蔽層材料を含んでもよい。
【0020】
ダイオード14は、ダイオードのp形領域の上方にn形領域がある上向きであるのか、ダイオードのn形領域の上方にp形領域がある下向きであるのかにかかわらず、垂直多結晶p−nまたはp−i−nダイオード等の任意の適当なダイオードを含んでもよい。図3を参照しながら、ダイオード14の例示的な実施形態を後述する。
【0021】
第1の導体20および/または第2の導体22は、タングステン、任意の適切な金属、高濃度にドープされた半導体材料、導電性ケイ化物、導電性ケイ化物−ゲルマニウム化物、導電性ゲルマニウム化物、または同様のもの等の任意の適当な導電材料を含んでもよい。図2Aの実施形態では、第1および第2の導体20および22はそれぞれ、線路状であり、異なる方向(例えば、互いに実質的に直交する方向)に延在する。他の導体形状および/または配置が用いられてもよい。実施形態によっては、素子性能を向上させるためかつ/または素子の製作を助けるために、第1の導体20および/または第2の導体22とともに、遮蔽層、接着層、反射防止コーティングおよび/または同様のもの(図示せず)が用いられてもよい。
【0022】
図2Bは、図2Aのメモリセル10等の複数のメモリセル10で形成される第1のメモリレベル30の一部の単純化された斜視図である。単純化のために、可逆的抵抗スイッチング素子12、ダイオード14、ならびに遮蔽層24、28、31および33は分けて示されていない。メモリアレイは、(図に示すように)複数のメモリセルが結合される複数のビット線(第2の導体22)およびワード線(第1の導体20)を含む「クロスポイント」アレイである。例示的な実施形態では、第1の導体20および第2の導体22は約16nm〜約8nm、より一般的には約22nm〜約3nmのピッチで規則正しく間隔を置かれる。複数のメモリのレベルと同様に、他のメモリアレイ配置が用いられてもよい。
【0023】
例えば、図2Cは、第2のメモリレベル44の下方に位置する第1のメモリレベル42を含むモノリシックな3次元アレイ40aの一部の単純化された斜視図である。メモリレベル42および44は各々、クロスポイントアレイ内に複数のメモリセル10を含む。当業者であれば、第1および第2のメモリレベル42および44の間に追加の層(例えば、層間絶縁膜)が存在してもよいが、単純化のために図2Cには示されていないことが理解できるはずである。追加のメモリのレベルと同様に、他のメモリアレイ配置が用いられてもよい。図2Cの実施形態では、p形にドープされた領域をダイオードの下部に有するp−i−nダイオードが用いられるのか、またはダイオードの上部に有するp−i−nダイオードが用いられるのかに依存して、すべてのダイオードが、上向きまたは下向き等の同じ方向を「向いて」もよい。そうすれば、ダイオードの製作が簡素化される。
【0024】
例えば、実施形態によっては、メモリレベルは、その全体が本願明細書において参照により援用されている、「High-Density Three-Dimensional Memory Cell」という米国特許第6,952,030号(特許文献6)に記載されているように形成されてもよい。例えば、図2Dに示されているように、第1のメモリレベルの上側導体が、第1のメモリレベルの上方に位置する第2のメモリレベルの下側導体として用いられてもよい。このような実施形態では、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2007年3月27日に出願された「Large Array Of Upward Pointing P-I-N Diodes Having Large And Uniform Current」という米国特許出願第11/692,151号(特許文献7)に記載されているように、隣接するメモリレベル上のダイオードは好ましくは逆方向を向いている。例えば、図2Dに示されるように、第1のメモリレベル42のダイオードは、矢印D1によって示されているような(例えば、p形領域がダイオードの下部にある)上向きのダイオードであってもよい一方で、第2のメモリレベル44のダイオードは、矢印D2によって示されているような(例えば、n形領域がダイオードの下部にある)下向きのダイオードであってもよい。またはその逆も同様である。
【0025】
モノリシックな3次元メモリアレイとは、ウェハ等の単一の基板の上方に、介在基板を用いることなく、複数のメモリレベルが形成されるものである。1つのメモリレベルを形成する層を既存のレベルまたはレベル群の層上に直接堆積または成長させる。それに対して、Leedyによる「Three dimensional structure memory」という米国特許第5,915,167号(特許文献8)に記載されているように、積層メモリは、別々の基板上にメモリレベルを形成し、そのメモリレベルを互いのレベル上に接着することによって構築されていた。基板は結合前に薄くされるかまたはメモリレベルから除去されてもよいが、メモリレベルは初めに別々の基板上に形成されるため、このようなメモリは真のモノリシックな3次元メモリアレイではない。
【0026】
図3は、図2Aのメモリセル10の例示的な実施形態の断面図である。特に、メモリセル10は炭素系可逆的抵抗スイッチング素子12(残りの記載において「炭素層12」と呼ばれる)、ダイオード14、ならびに第1および第2の導体20および22をそれぞれ含んでもよい。素子性能を向上させるためかつ/または素子の製作を容易にするために、メモリセル10は、第1および/または第2の導体20および22とともにそれぞれ用いられてもよい遮蔽層24、28、31、33、ケイ化物層50、ケイ化物形成金属層52ならびに誘電体層58、その他にも接着層、反射防止コーティング層および/または同様のもの(図示せず)も含んでもよい。メモリセル10は1つ以上の側壁ライナ54を含んでもよい。
【0027】
前述したように、ダイオード14は、上向きか下向きのいずれかであってもよい垂直p−nまたはp−i−nダイオードであってもよい。隣接するメモリレベルが導体を共有する図2Dの実施形態では、第1のメモリレベルについては下向きのp−i−nダイオード、および隣接する第2のメモリレベルについては上向きのp−i−nダイオード(またはその逆も同様)等のように、隣接するメモリレベルは好ましくは逆方向を向くダイオードを有する。
【0028】
実施形態によっては、ダイオード14は、ポリシリコン、多結晶シリコン−ゲルマニウム合金、ポリゲルマニウムまたは他の任意の適当な材料等の多結晶半導体材料で形成されてもよい。例えば、ダイオード14は、高濃度にドープされたn+ポリシリコン領域14a、n+ポリシリコン領域14aの上方に低濃度にドープされたかまたは真性(意図的にドープされているのではない)ポリシリコン領域14b、ならびに真性領域14bの上方に高濃度にドープされたp+ポリシリコン領域14cを含んでもよい。n+領域およびp+領域の位置が反転されてもよいことは理解できるはずである。
【0029】
実施形態によっては、n+ポリシリコン領域14aから真性領域14bへのドーパントの移動を阻止しかつ/または減少させるために、n+ポリシリコン領域14a上に薄いゲルマニウムおよび/またはシリコン−ゲルマニウム合金層(図示せず)が形成されてもよい。このような層の利用が、例えば、その全体が本願明細書において参照により援用されている、2005年12月9日に出願された「Deposited Semiconductor Structure To Minimize N-Type Dopant Diffusion And Method Of Making」という米国特許出願第11/298,331号(特許文献9)に記載されている。実施形態によっては、約10at%以上のゲルマニウムを有する数百オングストローム以下のシリコン−ゲルマニウム合金が用いられてもよい。
【0030】
(例えば、ポリシリコン領域内への金属原子の移動を阻止しかつ/または減少させるために、)第1の導体20とn+領域14aとの間に、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、または他の同様の遮蔽層材料等の遮蔽層28が形成されてもよい。
【0031】
ダイオード14が堆積シリコン(例えば、非晶質または多結晶)で製作される場合、堆積シリコンが製作時に低抵抗率状態にあるようにするために、ダイオード14上にケイ化物層50が形成されてもよい。このような低抵抗率状態は、堆積シリコンを低抵抗率状態に切り換えるために大電圧が必要とされないので、メモリセル10のより容易なプログラミングを可能にする。例えば、p+ポリシリコン領域14c上にチタンまたはコバルト等のケイ化物形成金属層52が堆積されてもよい。実施形態によっては、ケイ化物形成金属層52の上面に追加の窒化物層(図示せず)が形成される場合がある。特に、チタン等の高反応性金属のためには、ケイ化物形成金属層52上にTiN層等の追加のキャップ層が形成されてもよい。それ故、このような実施形態では、p+ポリシリコン領域14cの上にTi/TiNのスタックが形成される。
【0032】
ケイ化物形成金属層52の形成に続いて、RTA工程が約540℃で約1分間遂行され、ケイ化物形成金属層52のすべてまたは一部を消費して、ケイ化物層50を形成してもよい。前述したように、また当該技術分野で周知のように、RTA工程に続いて、湿式化学を用いてケイ化物形成金属層52からのすべての残存窒化物層が剥離されてもよい。
【0033】
遮蔽層24は、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、または別の同様の遮蔽層材料を含み、ケイ化物形成金属層52の上方に形成されてもよい。
【0034】
炭素層12は炭素系材料を含む。例えば、炭素層12は非晶質炭素(aC:amorphous carbon)を含んでもよい。他の実施形態では、炭素層12は、グラフェン、黒鉛、炭素ナノチューブ材料、非晶質ダイアモンド様炭素等を含んでもよい。
遮蔽層31および33は、窒化チタン、窒化タンタル、窒化タングステン、または別の同様の遮蔽層材料を含んでもよく、炭素層12の上方に形成されてもよい。
【0035】
本発明の例示的な実施形態によれば、図4A〜4Fに示される逐次的側壁パターニングプロセスを用いて、実質的に平行で実質的に同一平面上のメモリ線または線路が形成される。図4Aは、本発明の双側壁パターニングプロセスにおいて用いられてもよい層のスタック例400の断面を示す。図に示されているように、第1のテンプレート層402がエッチング停止層404上に堆積される。エッチング停止層404は、任意使用の接着層408上に形成されるかまたは導電層410の直上に形成される第2のテンプレート層406上にある。導電層410は、層間絶縁膜414に結合される接着層412上に形成される。前に示したように、層スタック400の上方および下方に他のメモリおよび/または配線層が形成されてもよい。
【0036】
第1および第2のテンプレート層402、406は窒化ケイ素(Si3 N4 )または任意の実用可能なテンプレート材料であってもよい。これらの層は約50nm〜約500nmの厚みであってもよい。エッチング停止層404は二酸化ケイ素(SiO2 )または任意の実用可能なエッチング停止材料であってもよく、約10nm〜約200nmの厚みであってもよい。接着層408、412は窒化チタン(TiN)、窒化タンタル(TaN)、窒化タングステン(WN)または任意の実用可能な接着材料であってもよく、約20〜約500オングストローム、好ましくは約100オングストロームの厚みであってもよい。他の接着層材料および/または厚みが用いられてもよい。実施形態によっては、接着層408、412は任意使用のものであってもよい。
【0037】
導電層410は、任意の適当な方法(例えば、化学蒸着(CVD:chemical vapor deposition )、物理蒸着(PVD:physical vapor deposition )等)によって堆積される、タングステン(W)または別の適切な金属、高濃度にドープされた半導体材料、導電性ケイ化物、導電性ケイ化物−ゲルマニウム化物、導電性ゲルマニウム化物、あるいは任意の実用可能な配線材料等の任意の適当な導電材料を含んでもよい。少なくとも1つの実施形態では、導電層410は約200〜約2,500オングストロームの厚みのタングステンであってもよい。他の導電層材料および/または導電層厚みが用いられてもよい。
【0038】
図4Bを参照すると、第1のテンプレート層402は、従来のリソグラフィ(例えば、32nm技術)を用いて、利用可能なリソグラフィおよびパターニング技術に応じた最小ピッチを有する線路/線(または他のフィーチャ)をパターニングする。図4Bに示される線フィーチャは、紙面に出入りするように延在し、断面で示されている。次に、例えばポリシリコンの共形のライナを堆積させ、等方性エッチングステップを遂行することによって、第1のテンプレート層402内にパターニングされた線フィーチャの側面上に側壁ハードマスク416が形成される。図4Bに示されているように、結果として生じる側壁ハードマスク416は第1のテンプレート層402の線フィーチャの両側に側壁スペーサを含む。側壁ハードマスク416は、元の線パターンの最小ピッチよりも小さいピッチ、例えば、元の線パターンのピッチの約半分を有する。側壁スペーサは、最小ピッチの2分の1よりも大きい幅を有する空間によって隔てられている。例えば、空間の幅の、線フィーチャの幅に対する比は約3:1であってよい。側壁ハードマスク416を形成するためには、ポリシリコンまたは任意の実用可能な材料が用いられてもよい。次に、図4Cに示されているように、ウェットエッチングプロセスが用いられ、側壁ハードマスク416のスペーサ間の残りの第1のテンプレート層402(すなわち、線フィーチャ)を除去してもよい。実施形態によっては、エッチング停止層404が必要でなくなるように、第2のテンプレート層406は任意選択的にSiO2 であるかまたは第1のテンプレート層402と同様のエッチング速度比を有してもよい。
【0039】
次に、図4Dに示されているように、「ハーフピッチ」の側壁ハードマスク416が用いられ、第2のテンプレート層406をハーフピッチの線にパターニングする。再度、共形のライナを堆積させ、等方性エッチングステップを遂行することによって、第2のテンプレート層406内にパターニングされた線の側面上に側壁ハードマスク418が形成される。図4Eに示されているように、結果として生じる側壁ハードマスク418は第2のテンプレート層406の線構造の両側に側壁スペーサを含む。この第2の側壁ハードマスク418は、「ハーフピッチ」の側壁ハードマスク416のピッチよりも小さいピッチ、例えば、元の線パターンのピッチの約4分の1を有する。次に、ウェットエッチングプロセスが用いられ、側壁ハードマスク418間の残りの第2のテンプレート層406を除去してもよい。
【0040】
次に、図4Fに示されているように、「4分の1ピッチ」の側壁ハードマスク418が用いられ、導体層410をエッチングしてメモリ線(例えば、ビット線およびワード線)等の4分の1ピッチ構造を形成してもよい。次に、誘電体間隙充填材料SiO2 が堆積されてもよく、平坦化プロセスが用いられ、4倍HPレリーフパターニングされたフィーチャを均してもよい。窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、low−k誘電体等の他の誘電体材料、および/または他の誘電体層厚みが用いられてもよい。例示的なlow−k誘電体は炭素ドープ酸化物、シリコン炭素層、または同様のものを含む。
【0041】
次に、図5A〜5Fを参照すると、本発明による逐次的側壁パターニングプロセスを用いて、実質的に平行で実質的に同一平面上のメモリ線または線路を形成するプロセスの第2の例が示されている。図5Aは、本発明の双側壁パターニングプロセスにおいて用いられてもよい層のスタック例500の断面を示す。図に示されているように、第1のテンプレート層502がエッチング停止層504上に堆積される。エッチング停止層504は、第2のエッチング停止層508上に形成される第2のテンプレート層506上にある。第2のエッチング停止層508は層間絶縁膜510上に形成される。前に示したように、他のメモリおよび/または配線層が層スタック500の上方および下方に形成されてもよい。
【0042】
第1および第2のテンプレート層502、506は窒化ケイ素(Si3 N4 )または任意の実用可能なテンプレート材料であってもよい。これらの層は約50nm〜約500nmの厚みであってもよい。エッチング停止層504、508は二酸化ケイ素(SiO2 )または任意の実用可能なエッチング停止材料であってもよく、約10nm〜約200nmの厚みであってもよい。実施形態によっては、エッチング停止層504、508は任意使用のものであってもよい。
【0043】
図5Bを参照すると、第1のテンプレート層502は、従来のリソグラフィ(例えば、32nm技術)を用いて、利用可能なリソグラフィおよびパターニング技術に応じた最小ピッチを有する線路/線(または他のフィーチャ)をパターニングする。図5Bに示されている線フィーチャは、紙面に出入りするように延在し、断面で示されている。次に、例えばポリシリコンの共形のライナを堆積させ、等方性エッチングステップを遂行することによって、第1のテンプレート層502内にパターニングされた線フィーチャの側面上に側壁ハードマスク512が形成される。図5Bに示されているように、結果として生じる側壁ハードマスク512は第1のテンプレート層502の線フィーチャの両側に側壁スペーサを含む。側壁ハードマスク512は、元の線パターンの最小ピッチよりも小さいピッチ、例えば、元の線パターンのピッチの約半分を有する。側壁スペーサは、最小ピッチの2分の1よりも大きい幅を有する空間によって隔てられている。例えば、空間の幅の、線フィーチャ502の幅に対する比は約3:1であってもよい。側壁ハードマスク512を形成するために、ポリシリコンまたは任意の実用可能な材料が用いられてもよい。次に、図5Cに示されているように、ウェットエッチングプロセスが用いられ、側壁ハードマスク512のスペーサ間の残りの第1のテンプレート層502(すなわち、線フィーチャ)を除去してもよい。エッチングプロセスは、側壁ハードマスク512のスペーサ間の任意使用のエッチング停止層504(すなわち、線フィーチャ)を除去するために用いられてもよい。実施形態によっては、エッチング停止層504が必要でなくなるように、第2のテンプレート層506は任意選択的にSiO2 であるかまたは第1のテンプレート層502と同様のエッチング速度比を有してもよい。
【0044】
次に、図5Dに示されているように、「ハーフピッチ」の側壁ハードマスク512が用いられ、第2のテンプレート層506をハーフピッチの線にパターニングする。例えば、第2の任意使用のエッチング停止層508までの時限式エッチングまたは終点検出エッチングが用いられてもよい。図5Eを参照すると、導電材料514が線フィーチャ506上に共形的に堆積され、側壁導体を形成してもよい。任意選択的に、導電材料514の前に接着/遮蔽層材料516が堆積されてもよい。実施形態によっては、TiNが接着層材料516として用いられ、Wが導電材料514として用いられてもよい。他の実施形態では、TaNが接着/遮蔽層材料516として用いられ、銅(Cu)が導電材料514として用いられてもよい。このような実施形態では、Cu線はその後、選択的堆積プロセスを用いて無電界TaNでコーティングされてもよい。
【0045】
次に、SiO2 等の誘電体材料が堆積されてもよく、平坦化プロセス(例えば、化学機械平坦化、エッチバック等)が用いられ、4倍HPレリーフ堆積されたフィーチャを均してもよい。窒化ケイ素、酸窒化ケイ素、low−k誘電体等の他の誘電体材料、および/または他の誘電体層厚みが用いられてもよい。例示的なlow−k誘電体は炭素ドープ酸化物、シリコン炭素層、または同様のものを含む。実施形態によっては、残りの第2のテンプレート層材料506は、図5Fに示されているように除去されてもよく、次に、誘電体間隙充填材料が堆積され、平坦化されてもよい。
【0046】
当業者であれば、他の同様の技法を用いて本発明による代替のメモリ構造が製作されてよいことが理解できるはずである。例えば、ダイオード14の下方に炭素層12を含むメモリセルが形成されてもよい。
【0047】
前の記載は本発明の例示的な実施形態を開示するものに過ぎない。前に開示された装置および方法の、本発明の範囲内に含まれる変更は当業者であれば容易に理解できるはずである。例えば、前述した実施形態のいずれにおいても、炭素系材料はダイオード14の下方に位置してもよい。前述したように、本発明は主に非晶質炭素に関して記載されているが、他の炭素系材料が同様に用いられてもよい。さらに、各炭素系層は好ましくは、窒化チタンまたは他の遮蔽/接着層等の2つの導電体層間に形成され、ステアリング素子と直列にMIMスタックを形成する。
【0048】
従って、本発明はその例示的な実施形態に関連して開示されているが、他の実施形態が、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の趣旨および範囲に含まれてもよいことを理解するべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
メモリのための配線パターンを形成する方法であって、
基板の上方に配される第1のテンプレート層から第1のフィーチャを形成するステップと、
前記第1のフィーチャに隣接して第1の側壁スペーサを形成するステップと、
前記第1の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に第2のフィーチャを形成するステップと、
前記第2のフィーチャに隣接して第2の側壁スペーサを形成するステップと、
前記第2の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって導体層から導体フィーチャを形成するステップと、
を含む方法。
【請求項2】
請求項1記載の方法において、
前記第1のフィーチャは、最小ピッチ能力を有するリソグラフィ装置を用いて形成され、かつ前記リソグラフィ装置の最小ピッチ能力を用いて最小ピッチで形成される方法。
【請求項3】
請求項2記載の方法において、
前記第1の側壁スペーサは、最小ピッチよりも小さいピッチを有する方法。
【請求項4】
請求項2記載の方法において、
前記第1の側壁スペーサは、最小ピッチの約半分のピッチを有する方法。
【請求項5】
請求項1記載の方法において、
前記第2の側壁スペーサは、前記第1の側壁スペーサのピッチよりも小さいピッチを有する方法。
【請求項6】
請求項2記載の方法において、
前記第2の側壁スペーサは、最小ピッチの約4分の1のピッチを有する方法。
【請求項7】
請求項1記載の方法において、
前記第2のフィーチャを形成する前に前記第1のフィーチャを除去するステップをさらに含む方法。
【請求項8】
メモリアレイのための配線パターンであって、
基板の上方に配される第1のテンプレート層から形成される第1のフィーチャ、前記第1のフィーチャに隣接して形成される第1の側壁スペーサ、前記第1の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に形成される第2のフィーチャ、前記第2のフィーチャに隣接して形成される第2の側壁スペーサ、および前記第2の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって導体層から形成される導体フィーチャで形成される構造を備える配線パターン。
【請求項9】
請求項8記載の配線パターンにおいて、
前記第1のフィーチャは、最小ピッチ能力を有するリソグラフィ装置を用いて形成され、かつ前記リソグラフィ装置の最小ピッチ能力を用いて最小ピッチで形成される配線パターン。
【請求項10】
請求項9記載の配線パターンにおいて、
前記第1の側壁スペーサは、最小ピッチよりも小さいピッチを有する配線パターン。
【請求項11】
請求項9記載の配線パターンにおいて、
前記第1の側壁スペーサは、最小ピッチの約半分のピッチを有する配線パターン。
【請求項12】
請求項8記載の配線パターンにおいて、
前記第2の側壁スペーサは、前記第1の側壁スペーサのピッチよりも小さいピッチを有する配線パターン。
【請求項13】
請求項9記載の配線パターンにおいて、
前記第2の側壁スペーサは、最小ピッチの約4分の1のピッチを有する配線パターン。
【請求項14】
請求項8記載の配線パターンにおいて、
前記第1のフィーチャおよび前記第2のフィーチャは除去される配線パターン。
【請求項15】
メモリのための配線パターンを形成する方法であって、
基板の上方に配される第1のテンプレート層から第1のフィーチャを形成するステップと、
前記第1のフィーチャに隣接して側壁スペーサを形成するステップと、
前記側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に第2のフィーチャを形成するステップと、
前記第2のフィーチャの側壁上に導電材料を堆積させることによって導体フィーチャを形成するステップと、
を含む方法。
【請求項16】
請求項15記載の方法において、
前記第1のフィーチャは、最小ピッチ能力を有するリソグラフィ装置を用いて形成され、かつ前記リソグラフィ装置の最小ピッチ能力を用いて最小ピッチで形成される方法。
【請求項17】
請求項16記載の方法において、
前記側壁スペーサは、最小ピッチよりも小さいピッチを有する方法。
【請求項18】
請求項16記載の方法において、
前記側壁スペーサは、最小ピッチの約半分のピッチを有する方法。
【請求項19】
請求項15記載の方法において、
前記導体フィーチャは、前記側壁スペーサのピッチよりも小さいピッチを有する方法。
【請求項20】
請求項16記載の方法において、
前記導体フィーチャは、最小ピッチの約4分の1のピッチを有する方法。
【請求項21】
請求項15記載の方法において、
前記第2のフィーチャを形成する前に前記第1のフィーチャを除去するステップをさらに含む方法。
【請求項22】
メモリアレイのための配線パターンであって、
基板の上方に配される第1のテンプレート層から形成される第1のフィーチャ、前記第1のフィーチャに隣接して形成される側壁スペーサ、前記側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に形成される第2のフィーチャ、および前記第2のフィーチャの側壁上に導電材料を堆積させることによって形成される導体フィーチャで形成される構造を備える配線パターン。
【請求項23】
請求項22記載の配線パターンにおいて、
前記第1のフィーチャは、最小ピッチ能力を有するリソグラフィ装置を用いて形成され、かつ前記リソグラフィ装置の最小ピッチ能力を用いて最小ピッチで形成される配線パターン。
【請求項24】
請求項23記載の配線パターンにおいて、
前記側壁スペーサは、最小ピッチよりも小さいピッチを有する配線パターン。
【請求項25】
請求項23記載の配線パターンにおいて、
前記側壁スペーサは、最小ピッチの約半分のピッチを有する配線パターン。
【請求項26】
請求項22記載の配線パターンにおいて、
前記導体フィーチャは、前記第1の側壁スペーサのピッチよりも小さいピッチを有する配線パターン。
【請求項27】
請求項23記載の配線パターンにおいて、
前記導体フィーチャは、最小ピッチの約4分の1のピッチを有する配線パターン。
【請求項28】
請求項22記載の配線パターンにおいて、
前記第1のフィーチャおよび前記第2のフィーチャは除去される配線パターン。
【請求項1】
メモリのための配線パターンを形成する方法であって、
基板の上方に配される第1のテンプレート層から第1のフィーチャを形成するステップと、
前記第1のフィーチャに隣接して第1の側壁スペーサを形成するステップと、
前記第1の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に第2のフィーチャを形成するステップと、
前記第2のフィーチャに隣接して第2の側壁スペーサを形成するステップと、
前記第2の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって導体層から導体フィーチャを形成するステップと、
を含む方法。
【請求項2】
請求項1記載の方法において、
前記第1のフィーチャは、最小ピッチ能力を有するリソグラフィ装置を用いて形成され、かつ前記リソグラフィ装置の最小ピッチ能力を用いて最小ピッチで形成される方法。
【請求項3】
請求項2記載の方法において、
前記第1の側壁スペーサは、最小ピッチよりも小さいピッチを有する方法。
【請求項4】
請求項2記載の方法において、
前記第1の側壁スペーサは、最小ピッチの約半分のピッチを有する方法。
【請求項5】
請求項1記載の方法において、
前記第2の側壁スペーサは、前記第1の側壁スペーサのピッチよりも小さいピッチを有する方法。
【請求項6】
請求項2記載の方法において、
前記第2の側壁スペーサは、最小ピッチの約4分の1のピッチを有する方法。
【請求項7】
請求項1記載の方法において、
前記第2のフィーチャを形成する前に前記第1のフィーチャを除去するステップをさらに含む方法。
【請求項8】
メモリアレイのための配線パターンであって、
基板の上方に配される第1のテンプレート層から形成される第1のフィーチャ、前記第1のフィーチャに隣接して形成される第1の側壁スペーサ、前記第1の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に形成される第2のフィーチャ、前記第2のフィーチャに隣接して形成される第2の側壁スペーサ、および前記第2の側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって導体層から形成される導体フィーチャで形成される構造を備える配線パターン。
【請求項9】
請求項8記載の配線パターンにおいて、
前記第1のフィーチャは、最小ピッチ能力を有するリソグラフィ装置を用いて形成され、かつ前記リソグラフィ装置の最小ピッチ能力を用いて最小ピッチで形成される配線パターン。
【請求項10】
請求項9記載の配線パターンにおいて、
前記第1の側壁スペーサは、最小ピッチよりも小さいピッチを有する配線パターン。
【請求項11】
請求項9記載の配線パターンにおいて、
前記第1の側壁スペーサは、最小ピッチの約半分のピッチを有する配線パターン。
【請求項12】
請求項8記載の配線パターンにおいて、
前記第2の側壁スペーサは、前記第1の側壁スペーサのピッチよりも小さいピッチを有する配線パターン。
【請求項13】
請求項9記載の配線パターンにおいて、
前記第2の側壁スペーサは、最小ピッチの約4分の1のピッチを有する配線パターン。
【請求項14】
請求項8記載の配線パターンにおいて、
前記第1のフィーチャおよび前記第2のフィーチャは除去される配線パターン。
【請求項15】
メモリのための配線パターンを形成する方法であって、
基板の上方に配される第1のテンプレート層から第1のフィーチャを形成するステップと、
前記第1のフィーチャに隣接して側壁スペーサを形成するステップと、
前記側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に第2のフィーチャを形成するステップと、
前記第2のフィーチャの側壁上に導電材料を堆積させることによって導体フィーチャを形成するステップと、
を含む方法。
【請求項16】
請求項15記載の方法において、
前記第1のフィーチャは、最小ピッチ能力を有するリソグラフィ装置を用いて形成され、かつ前記リソグラフィ装置の最小ピッチ能力を用いて最小ピッチで形成される方法。
【請求項17】
請求項16記載の方法において、
前記側壁スペーサは、最小ピッチよりも小さいピッチを有する方法。
【請求項18】
請求項16記載の方法において、
前記側壁スペーサは、最小ピッチの約半分のピッチを有する方法。
【請求項19】
請求項15記載の方法において、
前記導体フィーチャは、前記側壁スペーサのピッチよりも小さいピッチを有する方法。
【請求項20】
請求項16記載の方法において、
前記導体フィーチャは、最小ピッチの約4分の1のピッチを有する方法。
【請求項21】
請求項15記載の方法において、
前記第2のフィーチャを形成する前に前記第1のフィーチャを除去するステップをさらに含む方法。
【請求項22】
メモリアレイのための配線パターンであって、
基板の上方に配される第1のテンプレート層から形成される第1のフィーチャ、前記第1のフィーチャに隣接して形成される側壁スペーサ、前記側壁スペーサをハードマスクとして用いることによって第2のテンプレート層内に形成される第2のフィーチャ、および前記第2のフィーチャの側壁上に導電材料を堆積させることによって形成される導体フィーチャで形成される構造を備える配線パターン。
【請求項23】
請求項22記載の配線パターンにおいて、
前記第1のフィーチャは、最小ピッチ能力を有するリソグラフィ装置を用いて形成され、かつ前記リソグラフィ装置の最小ピッチ能力を用いて最小ピッチで形成される配線パターン。
【請求項24】
請求項23記載の配線パターンにおいて、
前記側壁スペーサは、最小ピッチよりも小さいピッチを有する配線パターン。
【請求項25】
請求項23記載の配線パターンにおいて、
前記側壁スペーサは、最小ピッチの約半分のピッチを有する配線パターン。
【請求項26】
請求項22記載の配線パターンにおいて、
前記導体フィーチャは、前記第1の側壁スペーサのピッチよりも小さいピッチを有する配線パターン。
【請求項27】
請求項23記載の配線パターンにおいて、
前記導体フィーチャは、最小ピッチの約4分の1のピッチを有する配線パターン。
【請求項28】
請求項22記載の配線パターンにおいて、
前記第1のフィーチャおよび前記第2のフィーチャは除去される配線パターン。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図4D】
【図4E】
【図4F】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【公表番号】特表2013−508986(P2013−508986A)
【公表日】平成25年3月7日(2013.3.7)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−535449(P2012−535449)
【出願日】平成22年10月26日(2010.10.26)
【国際出願番号】PCT/US2010/054017
【国際公開番号】WO2011/056529
【国際公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【出願人】(507318624)サンディスク スリーディー,エルエルシー (86)
【Fターム(参考)】
【公表日】平成25年3月7日(2013.3.7)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年10月26日(2010.10.26)
【国際出願番号】PCT/US2010/054017
【国際公開番号】WO2011/056529
【国際公開日】平成23年5月12日(2011.5.12)
【出願人】(507318624)サンディスク スリーディー,エルエルシー (86)
【Fターム(参考)】
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