メモリデバイスなどのいくつかの電子デバイス(例えば集積回路)は、場合によっては複合スタックと呼ぶことができる様々な材料のスタックを含むことができる。スタックの一番上の層(例えば表面層)の下方の、埋設層と呼ぶことができるスタックの1つまたは複数の層は、埋設線と呼ぶことができる導電線を含むことができる。埋設線の例には、電極、回路トレース、相互接続を含むことができ、あるいはメモリデバイスの例ではアクセス線を含むことができる。
埋設線を形成するための他の製造技法と比較すると、本明細書において説明される製造技法は、処理ステップ(例えばマスキングまたは他のフォトリソグラフィステップ、堆積ステップあるいはエッチングステップ)の数を有利に低減することができ、さらに製造時間および製造コストを低減する。例えば本明細書において説明される製造技法は、複数の埋設層における埋設線の構築(それには限定されないが同時構築を含む)を有利にサポートすることができる。別の例として、本明細書において説明される製造技法は、埋設線を含む埋設層の上方に存在する層の形成(例えば堆積)に引き続く埋設線の構築を有利にサポートすることができ(例えば埋設層が埋設されている間)、一方、他の製造技法は、何らかの上方の層の形成に先立つ(例えば埋設層が埋設されることになる前の)、所与の層における埋設線の形成が強制され得る。これらの利点は単に例示的なものにすぎず、当業者は、本明細書において説明される技法および構造の他の利点を認識し得る。
本明細書における教示によれば、埋設線は、スタックの頂部層に所望の形状(例えば線形または非線形パターンまたは構成)で配置されたビア(例えばアクセスビア)をパターニングすることによって形成することができる。ビアを利用して、1つまたは複数のターゲット埋設層(例えば埋設アクセス線が形成される層)から材料を除去し(例えば同時に)、材料のスタック中にそれぞれのチャネルまたはトンネルを形成することができる。チャネルには、埋設線を形成することができる導電性材料を同時に充填することができる。
場合によっては、同じビアを使用して、より早期に形成された別のチャネルを充填するために使用された導電性材料内に、より狭い追加チャネルを作り出すことができる。より狭いチャネルを導電性材料内に作り出すことにより、ターゲット埋設層でより狭いチャネルを取り囲んでいる導電性材料の細長いループ(例えばバンド、リング、レーストラック)を得ることができ、また、より狭いチャネルに第2の材料(例えば誘電材料または他の絶縁材料)を充填することができる。引き続いて導電性材料のループを切断して、導電性材料の離散的なセグメントをターゲット埋設層に作り出すことができ、離散的なセグメントの各々は埋設線を含むことができる。さらに、このようなチャネル製造技法およびループ製造技法を第2の材料内で反復し、導電性材料のループ(または導電性材料のセグメント)によって取り囲まれた1つまたは複数の追加埋設線を作り出すことも可能である。
いくつかの例では、本明細書において説明される製造技法を使用して、3Dメモリデバイスの複数の層に埋設アクセス線を形成することができる。例えば結果として得られるメモリデバイスは、記憶セルの複数のデッキを含むことができ、また、各デッキは1つまたは複数の埋設アクセス線を含むことができる。いくつかの例では、このようなメモリデバイスは、3Dクロス・ポイント・アーキテクチャであることが可能であり、あるいは3Dクロス・ポイント・アーキテクチャを有することも可能である。したがってクロス・ポイント・アーキテクチャにおける記憶セルの各デッキは、複数の第1のアクセス線(例えばワード線)を第1の平面に含むことができ、また、複数の第2のアクセス線(例えばビット線)を第2の平面に含むことができる。第1のアクセス線および第2のアクセス線の各位相クロス・ポイントは記憶セルに対応し得る。したがってクロス・ポイント・アーキテクチャにおける記憶セルのデッキは、アクセス線の位相クロス・ポイント(例えばアクセス線の3D格子構造)に位置する複数の記憶セルを有するメモリアレイを含むことができる。上で説明した埋設アクセス線を形成することにより、記憶セルのデッキの形成と関連する処理ステップの数を少なくすることができ、したがって製造プロセスと関連する時間およびコストを低減することができる。
上で紹介した本開示の特徴は、以下で、埋設線および関連する製造技法の文脈でさらに説明される。次に、埋設線を製造するための構造および技法の特定の例が説明される。本開示のこれらおよび他の特徴は、埋設線および関連する製造技法に関連する装置図、形成の方法図およびフローチャートによってさらに示されており、また、それらを参照してさらに説明される。
図Aから図1Cは、本開示による、埋設線のための例示的製造技法を示したものである。図1Aは、スタック105−aを形成する1つまたは複数の薄膜堆積すなわち成長ステップを含むことができる処理ステップ100−aを示したものである。図1Aは、本明細書において説明される他の製造技法を適用する前の層の初期スタックであってもよいスタック105−aの側面図を示したものである。スタック105−aは基板の上方に形成することができ、様々な材料の多数の異なる層を含むことができる複合スタックと呼ぶことができる。材料は、例えばスタック105−aに基づいて製造される電子デバイスのタイプなどの多数の要因に基づいて選択することができる。例えばメモリデバイスの文脈では、材料は、利用される記憶セルのタイプ(例えば自己選択メモリ、FeRAM、CBRAM、クロス・ポイント)、または記憶セルのデッキの所望の数(例えば記憶セルの2つ以上のデッキ)に基づいて選択することができる。
いくつかの例では、スタック105−aは、スタック105−aの頂部層であってもよい上部層110を含むことができる。上部層110は、例えば誘電材料および/またはハードマスク材料を含むことができる。上部層110がハードマスク材料を含む場合には、上部層110はハードマスク層110と呼ぶことができる。いくつかの例では、第1のセットのビアを上部層110の中に形成することができる。ビアは、例えばビアの特定のパターンを上部層110に転写するフォトリソグラフィステップを使用して形成することができる。
スタック105−aは、第1の層115−aおよび第1の層115−bと呼ぶことができる層115−aおよび115−bをも含むことができる。図1Aは2つの第1の層115(例えば第1の層115−aおよび第1の層115−b)を示しているが、スタック105−aは任意の数の第1の層を含むことができる。いくつかの例では、第1の層115−aおよび115−bの各々は第1の誘電材料を含むことができる。図1Bおよび図1Cを参照して以下で説明されるように、チャネルは、一組の第1のビアを使用してそれぞれの第1の層(例えば第1の層115−aおよび第1の層115−b)の各々の中に形成することができ、また、引き続いて各チャネルに電極材料(例えば銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、タングステン(W)、チタン(Ti)、炭素(C)、金属合金、導電ドープ半導体などの導電性材料、または他の導電性材料、合金など)を充填することができる。それぞれの第1の層の中に形成されるチャネルは、第1のセットのビアを形成した後に形成することができる。場合によっては、それぞれの第1の層115の中のチャネルは同時に形成することができ、すなわち第1の層115−aの中のチャネルは、第1の層115−bの中のチャネルと同時に形成することができる。
各チャネルに電極材料を充填することにより、最終的に一組の第1の導電線を形成することができる。第1の導電線は頂部層の下方(例えば層110の下方)に配置されるため、場合によっては、第1の導電線は埋設導電線と呼ぶことができる。2つ以上の層に形成される埋設線、例えば第1の誘電材料を各々に含む2つ以上の層の中に形成される埋設線は、本明細書において説明されている製造技法に従って同時に形成することができる。
スタック105−aは、第2の層125と呼ぶことができる層125を含むことができる。図2Aは単一の第2の層125を示しているが、スタック105−aは任意の数の第2の層を含むことができる。いくつかの例では、第2の層125は第2の誘電材料を含むことができる。第2の誘電材料は、第1の層115−aおよび第1の層115−bの第1の誘電材料とは異なる材料であってもよい。図4を参照して以下で説明されるように、第2の層125の中にもチャネルを形成することができ、また、引き続いて電極材料を充填することができ、この電極材料は、任意の第1の層115の中に形成されるチャネルに充填するために使用される電極材料と同じであっても、あるいは異なっていてもよい。第2の層125の中に形成されるチャネルは、上記一組の第1のビアとは異なる構成を有することができる一組の第2のビアを使用して形成することができる。
第2の層125の中のチャネルに電極材料を充填することにより、最終的に第2の導電線(あるいはスタック105が複数の第2の層125を含む例では、各第2の層125が第2の導電線を含む一組の第2の導電線)を形成することができる。第2の導電線は頂部層の下方(例えば層110の下方)に配置されるため、場合によっては、第2の導電線は埋設導電線と呼ぶことができる。2つ以上の層に形成される埋設線、例えば第2の誘電材料を各々に含む2つ以上の第2の層の中に形成される埋設線は、本明細書において説明されている製造技法に従って同時に形成することができる。
いくつかの例では、スタック105−aは、第3の層120(例えば第3の層120−aおよび第3の層120−b)と呼ぶことができる層120−aおよび120−bを含むことができる。第3の層120−a、120−bは、第1の層115−a、115−bを分離することができる。いくつかの例では、各第3の層は、スタック105−aの一部として形成されるメモリ材料(例えばカルコゲニド合金)であってもよく、あるいはそれを含むことができる。他の例では、各第3の層は、後で除去することができ(例えば部分的に除去することができ、あるいは完全に除去することができる)、また、メモリ材料(例えばカルコゲニド合金)と置き換えることができるプレースホルダー材料であってもよく、あるいはそれを含むことができる。各第3の層は、最終的には、同時に形成することができる1つまたは複数の記憶セルを含むことができる。また、各第3の層は、いくつかの例では、誘電材料、または能動CMOSデバイスを含む層であってもよく、あるいはそれを含むことができる。能動CMOSデバイスは、例えば第1の層115−a、115−bおよび/または第2の層125の中の埋設線によって互いに結合することができる。いくつかの例では、各第3の層120−aは、隣接する第1の層115を隣接する第2の層125から分離する緩衝材料を含むことができる。
スタック105−aは層130を含むことができる。場合によっては、層130は、本明細書において説明される様々なエッチングプロセスに耐えるためのエッチング停止材料を含むことができる。層130は、場合によっては層110と同じハードマスク材料を含むことができ、あるいは異なる材料を含むことができる。場合によっては、層130は基板であってもよく、あるいは層130の下方であってもよい基板または他の層(図示せず)の中に形成された回路または他の構造に対する緩衝層を提供することができる。いくつかの例では、層130は、エッチング停止層であってもよく、あるいはエッチング停止層と呼ぶことも可能である。
図1Bは処理ステップ100−bを示したものである。いくつかの例では、図1Bは、ビア135(例えばビア135の上面図)、および処理ステップ100−bが完了した後のスタック105−aの例であってもよいスタック105−bの側面図を示している。処理ステップ100−bは、ビア135の形状をスタック105−aの上に転写するフォトリソグラフィステップを含むことができる。いくつかの例では、フォトリソグラフィステップは、ビア135の形状(例えばビア135の内側のフォトレジスト材料の欠乏によって画定される)を有するフォトレジスト層(図示せず)を頂部層(例えば図1Aを参照して説明した上部層110)の上に形成するステップを含むことができる。いくつかの例では、エッチング処理ステップ(例えばフォトレジスト層を使用した)は、後続する処理ステップの間、頂部層内に確立されたビア135の形状をアクセスビアとして繰り返し使用することができるよう、すなわちビア335の形状を含んだ頂部層が、後続する処理ステップのためのビア135の形状のアクセスビアを提供するハードマスク層として機能することができるよう、ビア135の形状を頂部層の上に転写することができる。
いくつかの例では、処理ステップ100−bは、スタック105−aから1つまたは複数の材料を除去するための異方性エッチングステップを含むことができる。異方性エッチングステップは、ターゲット材料にエッチング液(例えば1つまたは複数の化学元素の混合物)を加えることによってターゲット材料を少なくとも1つの方向に除去することができる。エッチング液は、ターゲット材料(例えば図1Aを参照して説明した上部層110)のみを除去し、一方、他の材料(例えばフォトレジスト)をエッチング液に露出した状態で維持することになる1つまたは複数の特性を含むことができる。異方性エッチングステップは、材料の1つまたは複数の層を除去する場合、単一の処理ステップの間に1つまたは複数のエッチング液を使用することができる。場合によっては、異方性エッチングステップは、あるグループの材料(例えば酸化物および窒化物)を除去し、一方、他のグループの材料(例えば金属)をエッチング液に露出した状態で維持することになる1つまたは複数の特性を含むエッチング液を使用することができる。
異方性エッチングステップ(例えばプラズマエッチング)は、ビア135の形状に基づいて1つまたは複数の材料を除去することができ、それによりビア135の形状に基づいて、スタック105−aの1つまたは複数の層を貫通するビア孔145を作り出すことができる。例えば異方性エッチングステップは、上で説明したフォトリソグラフィステップの間に形成されたビア135の形状に基づいて1つまたは複数の材料を除去することができる。ビア135は幅140(例えば直径)を有することができ、また、ビア孔145は、いくつかの例では、ビア135の幅に対応する幅を有することができる。
いくつかの例では、スタック105−bは複数のビア135を含むことができ、また、ビア135は一組のビアに含めることができる。例えばスタック105−bは、第1の方向に展開するように配置された複数の第1のビアを含むことができ、また、いくつかの例では、第2の方向に展開するように配置された第2の複数のビアを含むことができる。複数のビアの各々は行で構成することができ、各行は異なる方向に展開することができる。例えば第1の行のビアは第1の方向に展開することができ、また、第2の行のビアは第2の方向に展開して「L」字形を形成することができる。ビアの他の例示的構成は、図2Aおよび図2Bに関連して説明される。
図1Cは処理ステップ100−cを示したものである。図1Cは、空洞136の上面図およびスタック105−cの側面図を示すことができる。いくつかの例では、スタック105−cは、処理ステップ100−cが完了した後のスタック105−b(例えば図1Bを参照して説明した)を示すことができる。追加または別法として、空洞136は、スタック105−cの1つまたは複数の第1の層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、第1の層115−b)の中に形成された1つまたは複数の空洞の上面図を表すことができる。例えば空洞136は、共通の中心をビア135と共有することができ、例えばビア135および空洞136は、図1Cに示されているようにビア135の垂直方向の軸の周りに同心であってもよく、垂直方向は、スタック105を貫通して展開する方向を意味しており、スタック105の下方に位置している基板に対して直角である。ビア孔145は、1つまたは複数のターゲット層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、第1の層115−b)内のターゲット材料(例えば第1の誘電材料)を露出させることができる。いくつかの例では、処理ステップ100−cは、1つまたは複数のターゲット層内に、ビア孔145の周りに形成された空洞136を生成するための等方性エッチングステップを含むことができる。
いくつかの例では、等方性エッチングステップは、第1の誘電材料の一部を各第1の層から(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−aから、および第1の層115−bから)同時に除去することができる。等方性エッチングステップは、エッチング液に露出されるスタック105−b中の他の材料(例えば他の層の)を保護する(あるいは実質的に保護する)ことができる。等方性エッチングステップの結果、各空洞136の外側の幅(例えば幅150)をビア孔145の幅(例えば幅140)より広くすることができる。いくつかの例では、ビア孔145はビア135の直径に対応し得る。したがって空洞136の外側の幅(例えば幅150)は、部分的に、ビア135の幅および/または処理ステップ100−cの間に除去されるターゲット材料の量に基づくことができる。追加または別法として、各空洞136は、1つまたは複数の埋設層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、第1の層115−b)の中に形成されるため、埋設空洞136と呼ぶことも可能である。
任意の数の埋設空洞136を形成することができ、また、いくつかの例では同時に形成することができる。例えば処理ステップ100−aから100−cを使用して、層のスタック内に多数の埋設空洞136を同時に形成することができる。形成される埋設空洞136の特定の数は、いくつかの例では、部分的に、スタックの全く異なるターゲット層の数(例えばターゲット材料を含み、かつ、他の層によって分離された全く異なる層の数)に基づいて決定することができる。スタックを貫通して侵入するビア孔145は、等方性エッチングステップが、ビア孔145を介して、各埋設ターゲット層の一部を場合によっては同時に除去することができるよう、等方性エッチングステップの間、エッチング液が埋設ターゲット層に到達するためのアクセス(例えば通路)を提供することができる。このプロセスにより、各ターゲット層に埋設空洞を得ることができる。したがっていくつかの例では、ビア135はアクセスビア135と呼ぶことができる。
図Aおよび図2Bは、本開示による埋設線および関連する製造技法をサポートする例示的ビアパターン、ならびに関連する構造を示したものである。図2Aは、ビア210および関連する第1の空洞215を示したものである。ビア210は、図1Aから図1Cを参照して説明したビア135の例であってもよく、また、第1の空洞215は、図1Aから図1Cを参照して説明した空洞136の例であってもよい。第1の空洞215は、ビア210の垂直方向の軸の周りに同心である、スタックの埋設層のターゲット材料中に形成された空洞(例えば埋設空洞)を表すことができる。
いくつかの例では、図2Aは、一組の複数のビア210(例えば図2Aに示されている5つのビア210)を使用して埋設層に形成することができる第1のチャネル220を示している。上記一組のビアは、例として線形パターンまたは構成(例えば行)で配置することができる。他の例では、上記一組のビア210は、「L」字形(図示せず)または「S」字形(図示せず)などの非線形構成で配置することができる。各第1の空洞215がビア210に対応する一組の第1の空洞215を埋設層のターゲット材料中に形成することができる。ビア210間の距離、および各第1の空洞215を形成する際に除去されるターゲット材料の量は、隣接する、または連続する第1の空洞215が結合して第1のチャネル220を形成することができるように構成することができる。言い換えると、複数の第1の空洞215は、重畳して重畳領域225を作り出すことができる。隣接する第1の空洞215の重畳領域225は、結合して第1のチャネル220を形成することができる。したがって第1のチャネル220は、上記一組のビア210と位置合わせさせることができる(例えば各ビア210の垂直方向の軸と交わることができる)。いくつかの例では、第1のチャネル220は、第1の空洞215の幅と同じ幅または同様の幅を有することができ、また、第1のチャネル220は、第1の空洞215の数によって決定される長さを有することができる。例えば第1のチャネル220は、第1のチャネル220が3つのビアではなく、5つのビアを含んでいると仮定すると、より長い長さを有し得る。
いくつかの例では、図2Aは充填されたチャネル230を示している。充填されたチャネル230は、ビア210を使用した少なくとも2つの後続する処理ステップ、例えば第1のチャネル220および関連するビア210の中に充填剤材料(例えば導電性材料)を堆積させる第1の処理ステップ、それに引き続く、エッチングプロセスを使用して関連するビア210から充填剤材料を除去する第2の処理ステップが完了した後の第1のチャネル220に対応し得る。エッチングプロセスは、異方性エッチングステップ(例えば図1Bおよび図1Cを参照して説明した)であってもよく、あるいはそれを含むことができる。言い換えると、充填されたチャネル230は、第1のチャネル220の中に充填剤材料を含むことができ、また、場合によっては、ビア210と関連するビア孔の中に充填剤材料を含まなくてもよい。第1のチャネル220および充填されたチャネル230は、ビア210の線形構成に対応する線形構成を有するものとして示されているが、第1のチャネル220および充填されたチャネル230は、任意の非線形形状(例えばL字形、X字形、T字形、S字形など)で形成することができる。形状はビア210の空間構成に基づくことができる。したがって一組のビア210を配置して、任意の意図する形状の概略を画定することができ、また、隣接するビア210間の間隔は、ビア210を使用してターゲット層に形成された連続する空洞が結合してターゲット層に第1のチャネル220を形成するように構成することができる。いくつかの例では、充填されたチャネル230は、ビア210に基づく最終パターンであってもよい。充填されたチャネル230が共通の一組のビア210を使用して複数の層の各々に形成される場合(例えば同時に)、複数の充填されたチャネル230を形成するために使用されたビア210に誘電材料を充填して、垂直方向に積み重ねられた、充填されたチャネル230を互いに電気的に隔離することができる。したがって共通の一組のビア210を使用してスタックの複数の層に同時に形成された、充填されたチャネル230は、充填されたチャネル230の幅およびはしご様の形状を各々に有する個別の電極として構成することができる。
いくつかの例では、図2Aは、ビア210および関連する第2の空洞235を示している。第2の空洞235は、図1Cを参照して説明した空洞136の例であってもよい。いくつかの例では、第2の空洞235の幅は第1の空洞215の幅未満であってもよい。上で説明したように、ビア210と関連する空洞の大きさは、ビア210の幅および/または等方性エッチングステップの間に除去されるターゲット材料の量に応じて変化し得る。いくつかの例では、第2の空洞235は、ビア210の垂直方向の軸の周りに同心で、かつ、スタック(例えば図1Cを参照して説明したスタック105−c)の埋設層のターゲット材料中に形成された空洞(例えば埋設空洞)を表すことができる。ターゲット材料は、充填されたチャネル230を参照して説明した充填剤材料であってもよく、したがって第2の空洞235は、充填剤材料の一部をターゲット層の充填されたチャネル230から除去する(例えば等方性エッチングによって)ことによって形成された充填剤材料内の空洞であってもよい。
いくつかの例では、図2Aは、複数のビア210を使用して埋設層に形成された第2のチャネル240を示している。例えば第2のチャネル240は、線形構成で配置することができる5つのビア210を含むことができる。各ビア210に対応する第2の空洞235は、埋設層のターゲット材料中に形成することができる。ビア210間の距離、および各第2の空洞235を形成する際に除去されるターゲット材料の量は、隣接する、または連続する第2の空洞235が結合して第2のチャネル240を形成することができるように構成することができる。したがって第2のチャネル240は、上記一組のビア210と位置合わせさせることができる(例えば各ビア210の垂直方向の軸と交わることができる)。いくつかの例では、第2のチャネル240は、第2の空洞235の幅と同じ幅を有することができる。追加または別法として、第2のチャネル240は、第2の空洞235の数、したがって第2のチャネル240を作り出すために使用されるビア210の数によって決定される長さを有することができる。
いくつかの例では、図2Aは、充填されたチャネル230内に形成された第2のチャネル240に対応し得る中間パターン245を示している。中間パターン245は、充填されたチャネル230内に第2のチャネル240を形成するために充填剤材料の一部が除去される1つまたは複数のプロセスステップの結果を示すことができる。第2のチャネル240は、幅は異なっているが同じ一組のビア210を使用して、充填されたチャネル230に対して説明した技法と同様の技法を使用して形成することができる。いくつかの例では、充填されたチャネル230内の充填剤材料は、第2のチャネル240を形成している間、ターゲット材料を含むことができる。したがって第2のチャネル240は、第1のチャネル220より狭くすることができ(空洞235の幅が空洞215の幅未満であるため)、また、充填されたチャネル230内に形成することができ、第1のチャネル220、充填されたチャネル230および第2のチャネル240の各々は、単一の一組のビア210を使用して形成することができる。第2のチャネル240の幅は充填されたチャネル230の幅未満にすることができるため、充填されたチャネル230内の充填剤材料の一部は、充填されたチャネル230の外側の境界に沿って残留することができ、したがって第2のチャネル240を取り囲むことができる。したがって充填剤材料の一部(例えばループ、バンド、リングまたはレーストラック)はターゲット層に残留することができる。いくつかの例では、その部分は細長くすることができ、幅より長い長さを有している。
いくつかの例では、図2Aは、中間パターン245の最終結果に対応し得るループ250を示している。例えばループ250は、充填されたチャネル230内における第2のチャネル240の形成の結果によるものであってもよい。いくつかの例では、第2のチャネル240に誘電材料を充填することができ、したがってループ250は、充填剤材料(例えば充填されたチャネル230を作り出すために第1のチャネル220に充填された材料)のセグメント(例えば第1のチャネル220より狭い充填されたチャネル、または幅が代わりに第2のチャネル240の幅に対応する充填されたチャネル230)を取り囲むことができる。場合によっては、ループ250によって取り囲まれた誘電材料は、第1のチャネル220が形成されたターゲット層を含むターゲット材料(例えば誘電材料)と同じ材料であってもよく、あるいは異なる誘電材料であってもよい。追加または別法として、充填剤材料は、第1のチャネル220の幅に等しい幅を有する単一の埋設線(例えば電極)を形成することができるループ250の中に含まれている材料と同じ材料であってもよい導電性材料であってもよく、あるいはそれを含むことができる。他の例では、複数の層(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−aの)にチャネルを形成することができる。いくつかのこのような例では、導電性材料を充填剤材料として利用することにより、各層に形成される電極を結合することができる。
いくつかの例では、同じビア210を使用してループ250内に第2のループを形成することによって2つの同心ループ256(例えばループ250+第2のループ)を形成することができる。例えばループ250内の第2のループは、ループ250を形成するために使用された技法を反復することによって形成することができるが、空洞がより狭くなり、したがってチャネル幅がより狭くなる。例えばループ250によって取り囲まれた誘電材料内に第3のチャネルを形成することができる。第3のチャネルは第2のチャネル240より狭くすることができ、したがって誘電材料のループは、第3のチャネルの周りに残留することができ、誘電材料のループ自体がループ250によって取り囲まれる。いくつかの例では、第3のチャネルに電極材料を充填し、引き続いて電極材料内に第4のチャネルを形成して誘電材料を充填することができる。第4のチャネルは第3のチャネルより狭くすることができる。したがって電極材料の2つの同心ループ256が形成され、ループ250を充填するために使用された誘電材料によって分離されるよう、第4のチャネルに第1の誘電材料を充填することができる。同じ一組のビア210を使用して、既に形成されている任意の数のループ250内にループ250を繰り返し形成することにより、任意の数(すなわち2つまたは3つ以上)の同心ループ256を形成することができることを理解されたい。
上で説明したように、図2Aは5つの空洞215の連続形成を示している。しかしながら他の例では、上で説明したプロセスによって形成されるチャネルは、任意の数のビア210を使用して形成することができる。追加または別法として、図2Aは、スタックの同じ層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−b)におけるチャネルおよびループの形成を示しているが、他の例では、上で説明したプロセスによって形成されるチャネルおよびループは、任意の数のターゲット層に形成することができ、また、同じターゲット材料を含むターゲット層の中に同時に形成することができる。このようなプロセスにより、スタック中の各ターゲット層に1つまたは複数のループ(例えばループ250および/またはループ256)を得ることができる。
図2Bは、第1の方向(例えばx方向)に展開している第1の複数のループ255(例えばループ255−aから255−c)、および第2の方向(例えばy方向)または第3の方向に展開している第2の複数のループ260(例えばループ260−aから260−c)の上面図を示すダイアグラム201を示したものである。いくつかの例では、第3の方向は角方向(例えばx方向またはy方向のいずれかに対して直角ではない)であってもよい。第1の複数のループ255および第2の複数のループ260の各ループは、ループ250の例であってもよい。
いくつかの例では、同じパターンまたは異なるパターンのビアによってループ255およびループ260の組合せを形成することができる。いくつかの例では、ループ255および/または260の組合せは、少なくとも1つの共通のビアを使用して(あるいは形成されるチャネルの幅未満の距離だけ間隔を隔てた複数のビアを使用して)同じ層(例えば図1を参照して説明した第1の層115−a、115−b)に形成することができる。ループ255はループ260と電気結合することができるため、このような例では、ループ255および/またはループ260の組合せは結合ループと呼ぶことができる。例えばループ255−aおよびループ260−cは、少なくとも1つの共通のビアを使用して同じ層に形成することができる。したがってループ255−bおよびループ260−aは、「T」字形で形成される結合ループであってもよい。この形状は、例えば図2Aを参照して説明した第1のチャネルの拡張部分を形成することによって形成することができる。この拡張部分に後続するチャネルを形成して、1つまたは複数のループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250、256)を形成することができる。本明細書において使用されているように、拡張部分は、同時に形成されたものであれ、あるいは異なる時間点で形成されたものであれ、交差するループ255または260(あるいは充填されたチャネル230)の分岐様構造を意味することができる。
別の例では、ループ255−bおよびループ260−cは、共通のビアを異なる層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−bおよび第2の層125)に使用して形成することができる。さらに別の例では、ループ255−aとループ260−aの交点に部分的に導電性材料が存在しないことによって示されているように、ループ255−aおよびループ260−aは、共通のビアを使用して同じ層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−b)に形成することができる。したがって図2Bに示されているループ255およびループ260の任意の組合せは、少なくとも1つの共通のビアを使用して同じ層に形成された結合ループ、あるいは異なる層に形成された個別の(互いに電気的に隔離される)ループを表すことができる。異なる層に形成されたループ255、260は互いに電気的に隔離することができ、あるいは複数のループ255、260と関連する共通のビアに導電性材料を充填することによって互いに結合することができる。
いくつかの例では、複数のループ255および/または260が1つまたは複数の第1の層(例えば図1Aを参照して上で説明した第1の層115−a、115−b)に存在し得る。したがって1つまたは複数の結合ループ(例えば「T」字形、「X」字形、「L」字形などで形成されたループ)を得ることができる。他の例では、複数のループ255および/または260が1つまたは複数の第2の層(例えば図1Aを参照して上で説明した第2の層125)に存在し得る。追加または別法として、ループ255および/または260の任意の組合せが1つまたは複数の第1の層および第2の層の組合せに存在し得る。例えば第1の複数のループ255が1つまたは複数の第1の層の中に位置し、また、第2の複数のループ260が1つまたは複数の第2の層の中に位置する場合、第1の複数のループ255および第2の複数のループ260は、3Dクロス・ポイント構成の埋設線のマトリックス(例えばアクセス線の格子構造)を形成することができる。メモリデバイスの例では、埋設線の各位相クロス・ポイントは記憶セルに対応することができ、また、場合によっては、記憶セルは、交差する埋設線の間に置くことができる。
ループ255および/または260は、場合によっては、各セグメントが導電線を含む複数の離散的なセグメントに切断する(例えば分割する、分離する)ことができる。例えばループ250を形成するために使用されるビア235を使用して、貫通して展開する空洞を作り出すことにより、ループ250を介して等方的にエッチングすることができ(恐らくは複数のエッチング液を使用して)、したがってループ250を切断することができる。別の例として、ループ250の導電性材料の上方に配置されたビア235を使用して、ループ250を介して異方的にエッチングすることも可能である(恐らくは複数のエッチング液を使用して)。別の例として、一組のビア210を使用して、ループ250と交差し、したがってループ250を切断するチャネル220を作り出すことも可能である。
本明細書において説明されている技法を使用して、任意の数および任意の配置のループ255、260を形成することができ、また、任意のループ255、260を互いに結合することができ、あるいは互いに電気的に隔離することができることを理解されたい。さらに、図2Bに示されている例には示されていないが、第1の複数のループ255および第2の複数のループ260の各ループは、場合によっては、1つまたは複数の他のループを取り囲むことができ、あるいは1つまたは複数の他のループによって取り囲まれることができ、したがって一組の同心ループ256の一部であることを理解されたい。また、図2Bに示されている例は、図2Aを参照して説明したループ250の例であるループ255、260を含んでいるが、本明細書において説明されている技法を使用して、図2Aに示されている充填されたチャネル230の同様の配置または他の構造を製造することも可能であることを理解されたい。
追加または別法として、ループ255、260の配置は、部分的に、各それぞれの層(例えば第1の層および第2の層)における初期ビアパターン間隔および/または材料選択に基づくことができる。例えばループ255−aは第1の層に形成することができ、また、ループ260−bは第2の層に形成することができる。初期ステップとして、第1の層および第2の層の各々に形成される構造に従って各ビアをパターン化することができる。第2の層における構造(例えばループ260−b)が、第1の層における構造(例えばループ255−a)を作り出すために使用されるプロセスステップによって影響されない(例えば切断されない)ことを保証するために、第1の層に構造を形成するために使用されるビアは、既に形成済みの構造、あるいは第2の層に形成される構造への影響を回避するようにサイズ設定し、かつ、配置することができる。言い換えると、1つの層に構造を形成するために使用されるビアの間隔および大きさは、別の層に残留している残留誘電材料が別の層における構造の後続する形成を保護し、あるいは許容することを保証することができる。いくつかの例では、異なる層は異なる誘電材料を含んでいるため、残留誘電材料は、別の層に残留することができる。いくつかの例では、複数の層(例えば第1の層、第2の層)に埋設導電線を形成することができる。それぞれの層(例えば第1の層)における埋設導電線の幅は、埋設導電線を作り出すために形成される空洞の幅に基づくことができる。
図1は、本開示の製造技法による、埋設線を形成する例示的方法を示したものである。いくつかの例では、図3は、2つのセットの埋設線の同時形成を示しており、D1層と呼ぶことができるそれぞれの第1の層における各セットの埋設線は第1の誘電材料を含む。いくつかの例では、埋設線は、1つまたは複数の電極、回路トレース、様々な電子構成要素間の相互接続であること、またはそれらを意味することも可能であり、あるいはデータバスの一部であること、またはデータバスと関連することができる。追加または別法として、埋設線は、3Dクロス・ポイント・メモリデバイスなどの3Dメモリデバイスを含むメモリデバイスのアクセス線(例えばビット線および/またはワード線)を意味することができる。
図3に示されている層のスタックは、図1Aを参照して説明したスタック105−aに対応し得る。例えば図1Aを参照して説明したように、ハードマスク(HM)層は上部層110に対応し、第1の誘電体層(例えば「D1」層)は第1の層115−aおよび115−bに対応し、第2の誘電体層(例えば「D2」層)は層125に対応し、また、第3の層は第3の層120−a、120−bに対応し得る。
図3には、ダイアグラム301、302および303を示している。いくつかの例では、ダイアグラム301は、3行のビア(例えば図2Aを参照して説明したビア210)、およびビアの行を使用して形成された6つの埋設線(例えばワード線)を含むスタックの上面図を示すことができる。ダイアグラム301におけるビアの各行を使用して、少なくとも1つのループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250または同心ループ256)をターゲット層に形成することができる。
いくつかの例では、ダイアグラム302は、スタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)の横断面側面図を示すことができる。この横断面側面図は、基準線A−Aによって表されている、ダイアグラム301に示されているビアの中心に対応し得る。追加または別法として、ダイアグラム303は、基準線B−Bによって表されている、ダイアグラム301のビア間の空間に対応するスタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)の横断面側面図を示すことができる。
処理ステップ305で、フォトリソグラフィステップにより、ダイアグラム301に示されているビアのパターンを材料のスタックの上に転写することができる。異方性エッチングステップにより、引き続いてスタックから1つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入するビア孔を作り出すことができる。上で説明したように、ビアは頂部層(例えば図1Aを参照して説明した上部層110)に侵入することができ、また、ビア孔はスタックの中へ(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−bへ)展開することができる。
ダイアグラム302では、処理ステップ305は、1つのビア(例えば第1のビアまたは第1の孔)、およびスタックに侵入する対応するビア孔を示すことができる。他の例(図示せず)では、処理ステップ305は、複数のビア(例えば複数の第1のビアまたは複数の第1の孔)の形成を含むことができる。このプロセスにより、スタックの埋設層を後続する処理ステップに露出することができる。ダイアグラム303では、処理ステップ305は、初期スタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)は、隣接するビアの間にそのまま残ることを示すことができる。言い換えると、ダイアグラム303は、スタックのうちの隣接するビア間の部分は、処理ステップ305の間、変化しないままであり得ることを示すことができる。いくつかの例では、処理ステップ305は、図1Bを参照して説明した処理ステップ100−bの例であってもよい。
処理ステップ310で、等方性エッチングステップにより、スタック中の各第1の層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−b)の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、等方性エッチングのエッチング液に露出される各第1の層(例えば各D1層)の一部を選択的に除去することができる。いくつかの例では、処理ステップ310で使用されるエッチング液は、スタックの他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。言い換えると、エッチング液は、各D1層の第1の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えばDM層、D2層、HM層などの他の層の材料)を保護する(例えば実質的に保護する、あるいは完全に保護する)ことができる。
複数の隣接するビアを使用して、各第1の層から第1の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することにより、処理ステップ310は、各第1の層に形成された第1のチャネルをもたらすことができる。第1のチャネルは、処理ステップ305で形成されたビア、ならびに処理ステップ305で形成されたビアを含む一組のビアのうちの他の連続するビアを介して、それぞれの第1の層から第1の誘電材料の一部を除去することによって形成することができる。第1の誘電材料の一部を除去することにより、各第1の層の第1の誘電材料の中に、第1の空洞(例えば図1Cを参照して説明した空洞136)のセットのうちの対応するセットを形成することができ、また、連続する第1の空洞が結合して、第1の空洞を含む層に第1のチャネルを形成することができるよう、第1の空洞を構成する(例えば配置し、かつ、サイズ設定する)ことができる。いくつかの例では、チャネルは、処理ステップ305で形成されたビアを含む一組のビアと位置合わせさせることができる(例えばチャネルは、ビアの上記一組のセットに含まれている各ビアの垂直方向の軸と交わることができる)。ビア孔はスタック中の各第1の層の側壁を露出させるため、等方性エッチングは、スタック中の各第1の層にチャネルを同時に作り出すことができる。したがって処理ステップ310で、第1の層の中に第1のチャネルを形成することができる。
いくつかの例では、他の層のビア孔の幅はそのままにして、各第1の層にチャネルを作り出すことができる(例えば第1の空洞、したがってチャネルを作り出すために使用されるエッチング液の化学選択性のために)。例えば幅311は第1の幅と呼ぶことができ、また、両方の第1の層の中に形成される空洞の最終的な大きさを表すことができる。ダイアグラム303の処理ステップ310は、いくつかの例では、隣接するビアを使用して同じ層に形成された空洞は、結合して両方の第1の層にチャネル(例えば図2Aを参照して説明した第1のチャネル220)を形成することができることを示すことができる。チャネルは、等方性エッチングステップによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。チャネルの幅(例えば幅312)は、1つまたは複数の重畳領域(例えば図2Aを参照して説明した重畳領域225)と関連付けることができる。いくつかの例では、幅312は幅311と同じ幅(またはほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅312は幅311未満であってもよい。
処理ステップ315で、各チャネルに電極材料を充填することができる。いくつかの例では、電極材料は導電性材料であってもよい。場合によっては、スタックの頂部(例えばHM層の頂部)に過剰な電極材料を形成することができ、また、エッチング−バック・プロセスまたは化学−機械研磨プロセスによって除去することができる。処理ステップ315で、ダイアグラム303は、電極材料は、チャネルのビアとビアの間の部分に流入し、したがって各チャネルを同時に充填することができることを示している。本明細書において使用されているように、材料(例えば導電性材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
処理ステップ320で、異方性エッチングステップにより、電極材料の少なくとも一部を除去することができる。この除去により、各ビアと関連する新しいビア孔を作り出すことができる。例えばビア孔は処理ステップ305で形成することができるが、後で処理ステップ315で充填される(例えば電極材料によって)。したがって新しいビア孔(例えばビア)は、処理ステップ320で、処理ステップ315でビア孔および関連するチャネルに充填された材料をビア孔から除去することによって形成することができる。異方性エッチングは、処理ステップ305のHM層と同じビアパターンを使用することができ、また、各第1の層の電極材料の側壁を露出させるビア孔を作り出すことができる。処理ステップ320の後に、ビア孔に誘電材料(図示せず)が充填される場合、図2Aを参照して上で説明した一組の充填されたチャネル230が各D1層に存在することになる。
処理ステップ325で、等方性エッチングステップにより、各第1の層から電極材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、処理ステップ315で既に空洞に充填された電極材料の一部を除去することができる。したがって連続する空洞を各第1の層に形成することができる。連続する空洞は、結合してチャネル(例えば第2のチャネル)を形成することができる。例えば処理ステップ310で形成されるチャネルは第1のチャネルと呼ぶことができ、また、処理ステップ325で形成されるチャネルは第2のチャネルと呼ぶことができる。処理ステップ425で、ダイアグラム303は、両方のD1層に形成された空洞を示している。第2のチャネルは、いくつかの例では、等方性エッチングによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。チャネルの幅(例えば幅327)は、1つまたは複数の重畳領域(例えば図2Aを参照して説明した重畳領域225)と関連付けることができる。いくつかの例では、幅327は幅326と同じ幅(またはほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅327は幅326未満であってもよい。
電極材料を除去することにより、第2のチャネルを取り囲む残留電極材料のループ(例えばループ250)を得ることができ、また、このループは、ループの2つの細長い側面(例えば比較的より長い側面)が2つの全く異なる電極(例えば第1の電極および第2の電極)として構成されるよう、引き続いて切断することができる。言い換えると、電極材料を除去することにより、各D1層の中に形成された第1の電極をそれぞれの第1の対の電極に分割することができる。2つの電極は、第1の幅311未満である第1の距離326によって分離することができ、幅326は、処理ステップ325で形成される第2の空洞の幅である。
処理ステップ325で使用されるエッチング液は、他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。例えばエッチング液は、電極材料の一部を除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えばDM層、D2層、HM層などの他の層の材料)を保護する(または実質的に保護する)ことができる。D1層から電極材料を選択的に除去することにより、処理ステップ310で形成されたチャネルの中に残留している、処理ステップ315で堆積された電極材料の一部を得ることができる。この除去により、電極材料のループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250)を形成することができる。
処理ステップ330で、各チャネルおよび関連するビア孔に誘電材料を充填することができる。誘電材料は、各第1の層の誘電材料(例えば第1の誘電材料)と同じ材料であっても、あるいは異なる誘電材料であってもよい。いくつかの例では、処理ステップ330で、ダイアグラム302および303は、電極材料の2つのループ(例えば図2Aを参照して説明した2つのループ250)が、同じ行のビアを使用して同時に形成されたことを示すことができる。これは、上部D1層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a)に第1のループを形成することができ、また、下部D1層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−b)に第2のループを形成することができる。他の例では、スタックは、各D1層がそれぞれの電極材料のループを有する任意の数のD1層を含むことができる。各ループは、上で説明した処理ステップを使用して形成することができる。本明細書において使用されているように、材料(例えば誘電材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
場合によっては、ループは埋設線として機能することができる。他の場合には、ループは複数のセグメントに切断する(例えば分割する、分離する)ことができ、それにより単一のループから複数の埋設線を形成することができる。例えば細長いループの比較的短い側面(例えば端部)が細長いループの比較的長い側面から切断される場合、各ループから2つの埋設線を形成することができる。ループは任意の回数にわたって切断することができ、それにより任意の数のセグメント、したがって任意の数の離散的な埋設線を作り出すことができる。ループは、例えばそのループを介してエッチングする(例えば異方性エッチングする)ためにループの上方に位置するように配置されたビアを使用することによって切断することができる。ループは、そのループを含む層に、ループの外側の幅より広い幅を有する空洞を作り出すために(例えばループが切断されるまで、ループによって取り囲まれた材料、ならびにループに含まれている材料を除去するために1つまたは複数の等方性エッチングステップを使用することによって)、ループを作り出すために使用されるビアのうちの1つなどの、ループの近くに配置されたビアを使用することによっても切断することができる。さらに別の例として、ループは、第2のセットのビア(第1のセットのビアはループを作り出すために使用される)を使用することによって切断することができ、第2のセットのビアは、ループを含む層に第2のセットのビアを使用して形成されたチャネル(例えば第1のチャネル220)が交差し、かつ、ループを切断することができるような構成(例えば行などの線形構成)で配置される。したがっていくつかの例では、各層は、1つまたは複数の導電線(例えば1つまたは複数のループを切断することによって形成された)を含むことができる。
図2は、本開示の製造技法による、埋設線を形成する例示的方法を示したものである。いくつかの例では、図4は、複数のセットの埋設線の同時形成を示しており、D1層と呼ぶことができるそれぞれの第1の層における各セットの埋設線は第1の誘電材料を含む。図4に示されている層のスタックは、図1Aを参照して説明したスタック105−aに対応し得る。例えば図1Aを参照して説明したように、ハードマスク(HM)層は上部層110に対応し、第1の誘電体層(例えば「D1」層)は第1の層115−aおよび115−bに対応し、第2の誘電体層(例えば「D2」層)は層125に対応し、また、第3の層は第3の層120−a、120−bに対応し得る。
図4は、ダイアグラム401、402および403を示している。いくつかの例では、ダイアグラム401は、3行のビア(例えば図2Aを参照して説明したビア210)、およびビアの行を使用して形成された6つの埋設線(例えばワード線)を含むスタックの上面図を示すことができる。ダイアグラム401におけるビアの各行を使用して、少なくとも1つのループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250または同心ループ256)をターゲット層に形成することができる。
いくつかの例では、ダイアグラム402は、スタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)の横断面側面図を示すことができる。この横断面側面図は、基準線A−Aによって表されている、ダイアグラム401に示されているビアの中心に対応し得る。追加または別法として、ダイアグラム403は、基準線B−Bによって表されている、ダイアグラム301のビア間の空間に対応するスタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)の横断面側面図を示すことができる。
処理ステップ405で、異方性エッチングステップにより、引き続いてスタックから1つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入するビア孔を作り出すことができる。上で説明したように、ビアは頂部層(例えば図1Aを参照して説明した上部層110)に侵入することができ、また、ビア孔はスタックの中へ(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−bへ)展開することができる。あるいは、他の例では、ビアは両方の頂部層を貫通してスタック中へ展開することができる。いずれの例においても、ビア、ビア孔および孔という用語は交換可能に使用することができ、また、処理ステップ405の間に作り出される空洞を意味することができる。
ダイアグラム402では、処理ステップ405は、図3を参照して説明したように処理された材料のスタックに対して実施することができる。したがって材料のスタックは、図3を参照して説明した処理ステップ330で形成された電極材料の2つのループを含むことができる。処理ステップ405で、異方性エッチングステップにより、図3を参照して説明したビアと同じビアを使用して1つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入する新しいビア孔を作り出すことができる。処理ステップ405で作り出された新しいビア孔は、スタックの埋設層を後続する処理ステップに露出することができる。ダイアグラム403では、処理ステップ405は、初期スタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)が、隣接するビアの間にそのまま残ることを示すことができる。言い換えると、ダイアグラム403は、スタックのうちの隣接するビア間の部分が、処理ステップ405の間、変化しないままであり得ることを示すことができる。いくつかの例では、処理ステップ405は、図1Bを参照して説明した処理ステップ100−bの例であってもよい。
処理ステップ410で、等方性エッチングステップにより、例えば図3を参照して説明した処理ステップ330で堆積された各第1の層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−b)の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、等方性エッチングのエッチング液に露出される各第1の層(例えば各D1層)の一部を選択的に除去することができる。いくつかの例では、処理ステップ410で使用されるエッチング液は、スタックの他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。言い換えると、エッチング液は、各D1層の第1の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えば図3を参照して説明したような、処理ステップ315で堆積された電極材料)を保護する(例えば実質的に保護する、あるいは完全に保護する)ことができる。
複数の隣接するビアを使用して、各第1の層から第1の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することにより、処理ステップ410は、各第1の層に形成されたチャネル(例えば第3のチャネル)をもたらすことができる。第3のチャネルは、処理ステップ405で形成されたビア、ならびに処理ステップ405で形成されたビアを含む一組のビアのうちの他の連続するビアを介して、それぞれの第1の層から第1の誘電材料の一部を除去することによって形成することができる。第1の誘電材料の一部を除去することにより、各第1の層の第1の誘電材料の中に、対応するセットの第3の空洞(例えば図1Cを参照して説明した空洞136)を形成することができ、また、連続する第3の空洞が結合して、第3の空洞を含む層に第3のチャネルを形成することができるよう、第3の空洞を構成する(例えば配置し、かつ、サイズ設定する)ことができる。いくつかの例では、第3のチャネルは、処理ステップ405で形成されたビアを含む一組のビアと位置合わせさせることができる(例えばチャネルは、上記一組のビアに含まれている各ビアの垂直方向の軸と交わることができる)。ビア孔はスタック中の各第1の層の側壁を露出させるため、等方性エッチングは、スタック中の各第1の層に第3のチャネルを同時に作り出すことができる。したがって処理ステップ410で、第1の層の中に第3のチャネルを形成することができる。
いくつかの例では、他の層のビア孔の幅はそのままにして、各第1の層に第3のチャネルを作り出すことができる(例えば第3の空洞、したがって第3のチャネルを作り出すために使用されるエッチング液の化学選択性のために)。例えば幅411は第3の幅と呼ぶことができ、また、両方の第1の層の中に形成される空洞の最終的な大きさを表すことができる。ダイアグラム403の処理ステップ410は、いくつかの例では、隣接するビアを使用して同じ層に形成された空洞は、結合して両方の第1の層に第3のチャネルを形成することができることを示すことができる。第3のチャネルは、等方性エッチングステップによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。第3のチャネルの幅(例えば幅412)は、1つまたは複数の重畳領域(例えば図2Aを参照して説明した重畳領域225)と関連付けることができる。いくつかの例では、幅412は幅411と同じ幅(またはほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅412は幅411未満であってもよい。
処理ステップ415で、各第3のチャネルに電極材料を充填することができる。いくつかの例では、電極材料は導電性材料であってもよい。場合によっては、スタックの頂部(例えばHM層の頂部)に過剰な電極材料を形成することができ、また、エッチング−バック・プロセスまたは化学−機械研磨プロセスによって除去することができる。処理ステップ415で、ダイアグラム403は、電極材料は、チャネルのビアとビアの間の部分に流入し、したがって各第3のチャネルを同時に充填することができることを示している。本明細書において使用されているように、材料(例えば導電性材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
処理ステップ420で、異方性エッチングステップにより、電極材料の少なくとも一部を除去することができる。この除去により、各ビアと関連する新しいビア孔を作り出すことができる。例えばビア孔は処理ステップ405で形成することができるが、後で処理ステップ415で充填される(例えば電極材料によって)。したがって新しいビア孔は、処理ステップ420で、処理ステップ415でビア孔および関連するチャネルに充填された材料をビア孔から除去することによって形成することができる。異方性エッチングは、処理ステップ405のHM層と同じビアパターンを使用することができ、また、各第1の層の電極材料の側壁を露出させるビア孔を作り出すことができる。
処理ステップ425で、等方性エッチングステップにより、各第1の層から電極材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、処理ステップ415で既に空洞に充填された電極材料の一部を除去することができる。したがって連続する空洞を各第1の層に形成することができる。連続する空洞(第4の空洞)は、結合してチャネル(例えば第4のチャネル)を形成することができる。例えば処理ステップ410で形成されるチャネルは第3のチャネルと呼ぶことができ、また、処理ステップ425で形成されるチャネルは第4のチャネルと呼ぶことができる。処理ステップ425で、ダイアグラム403は、両方のD1層に形成された第4の空洞を示している。第3のチャネルは、いくつかの例では、等方性エッチングによって各第4の空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。チャネルの幅(例えば幅427)は、1つまたは複数の重畳領域(例えば図2Aを参照して説明した重畳領域225)と関連付けることができる。いくつかの例では、幅427は幅426と同じ幅(またはほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅427は幅426未満であってもよい。
電極材料を除去することにより、第4のチャネルを取り囲む残留電極材料のループ(例えば図2Aを参照して説明した一組の2つの同心ループ256の内部ループ)を得ることができ、また、このループは、ループの4つの細長い側面(例えば比較的より長い側面)が4つの全く異なる電極(例えば第1の電極、第2の電極、第3の電極および第4の電極)として構成されるよう、引き続いて切断することができる。言い換えると、電極材料を除去することにより、各D1層の中に形成された(例えばステップ415で)第2の電極をそれぞれの対の第2の電極に分割することができる。電極のこれらの対は可変距離だけ分離することができる。例えば電極の対は、幅426より長い、あるいは幅426より短い距離だけ分離することができ、幅426は、処理ステップ425で形成される第4の空洞の幅である。
処理ステップ425で使用されるエッチング液は、他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。例えばエッチング液は、電極材料の一部を除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えばDM層、D2層、HM層などの他の層の材料)を保護する(または実質的に保護する)ことができる。D1層から電極材料を選択的に除去することにより、処理ステップ410で形成された第3のチャネルの中に残留している、処理ステップ415で堆積された電極材料の一部を得ることができる。この除去により、電極材料のループ(例えば図2Aを参照して説明したループ256)を形成することができる。
処理ステップ430で、各第4のチャネルおよび関連するビア孔に誘電材料を充填することができる。誘電材料は、各第1の層の誘電材料(例えば第1の誘電材料)と同じ材料であっても、あるいは異なる誘電材料であってもよい。いくつかの例では、処理ステップ430で、ダイアグラム402および403は、電極材料の2つのループ(例えば図2Aを参照して説明したループ256)が、同じ行のビアを使用して各D1層の中に同時に形成されたことを示すことができる。これは、上部D1層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a)に第1のセットの同心ループを形成することができ、また、下部D1層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−b)に第2のセットの同心ループを形成することができる。他の例では、スタックは、各D1層が電極材料のそれぞれの一組の同心ループを有する任意の数のD1層を含むことができる。各ループは、上で説明した処理ステップを使用して形成することができる。場合によっては、同心ループは埋設線として機能することができる。他の場合には、一方または両方のループは複数のセグメントに切断する(例えば分割する、分離する)ことができ、それにより単一のループから複数の埋設線を形成することができる。例えば細長いループの比較的短い側面(例えば端部)が細長いループの比較的長い側面から切断される場合、各ループから2つの埋設線を形成することができる。したがって同心ループを切断することにより、少なくとも4つの埋設線を形成することができる。ループは任意の回数にわたって切断することができ、それにより任意の数のセグメント、したがって任意の数の離散的な埋設線を作り出すことができる。本明細書において使用されているように、材料(例えば誘電材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
図4に示されているように、処理ステップ430後における、同心ループから形成された電極間の分離距離は非一様であってもよい。例えば場合によっては、内部ループから形成される電極は、内部ループから形成される別の電極よりも、外部ループから形成される電極により近づけることができる。他の場合(図示せず)には、内部ループから形成される電極は、内部ループから形成される別の電極からよりも、外部ループから形成される電極からより遠ざけることができる。
図3および図4は、一組の2つの同心ループを形成するための例示的技法を集合的に示しているが、他の数の同心ループを形成するために、任意のチャネルおよびループ寸法を使用して、同様の技法を任意の回数にわたって反復することができることを理解されたい。
図3は、本開示の製造技法による、埋設線を形成する例示的方法を示したものである。いくつかの例では、図5は、1つのセットの埋設線の形成を示しており、D2層と呼ぶことができる第2の層における埋設線は第2の誘電材料を含む。図5に示されている層のスタックは、図1Aを参照して上で説明したスタックに対応し得る。例えば図1Aを参照して説明したように、ハードマスク(HM)層は上部層110に対応し、第1の誘電体層(例えば「D1層」)は第1の層115−aおよび115−bに対応し、第2の誘電体層(例えば「D2層」)は層125に対応し、また、第3の層は第3の層120−a、120−bに対応し得る。いくつかの例では、DM層はメモリ材料(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−aの一部として形成されたメモリ材料)を含むことができる。他の例では、DM層はプレースホルダー材料を含むことができ、その中にメモリ材料を堆積させることができる。いくつかの例では、プレースホルダー材料は第3の誘電材料であってもよく、また、DM層は、メモリ層またはプレースホルダー層と呼ぶことができる。
図5は、ダイアグラム501、502および503を示している。いくつかの例では、ダイアグラム501は、3行のビア(例えば図2Aを参照して説明したビア210)、およびビアの行を使用して形成された6つの埋設線(例えばワード線)を含むスタックの上面図を示すことができる。ダイアグラム501におけるビアの各行を使用して、少なくとも1つのループ(例えば図2Aを参照して説明したループ350またはループ355)を形成することができる。したがって2つの埋設線(例えばワード線またはビット線)を各ループから形成することができる。
いくつかの例では、ダイアグラム502は、スタック(例えば図2Aを参照して説明したスタック205−a)の横断面側面図を示すことができる。この横断面側面図は、基準線A−Aによって表されている、ダイアグラム501に示されているビアの中心に対応し得る。追加または別法として、ダイアグラム503は、基準線B−Bによって表されている、ダイアグラム401のビア間の空間に対応するスタック(例えば図2Aを参照して説明したスタック205−a)の横断面側面図を示すことができる。
処理ステップ505で、フォトリソグラフィステップにより、ダイアグラム501に示されているビアのパターンを材料のスタックの上に転写することができる。いくつかの例では、ビア孔は、第2のセットのビアを形成するものとして参照され得る。したがって第2のセットのビアは、図4の処理ステップ405におけるビアの形成に使用される空間構成(例えば第1の空間構成)とは異なる空間構成(例えば第2の空間構成)を使用して形成することも可能である。異方性エッチングステップにより、引き続いてスタックから1つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入するビア孔を作り出すことができる。上で説明したように、ビアは頂部層(例えば図1Aを参照して説明した上部層110)に侵入することができ、また、ビア孔はスタックの中へ(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−bへ)展開することができる。
ダイアグラム502では、処理ステップ505は、1つのビア(例えば第1のビア)、およびスタックに侵入する対応するビア孔を示すことができる。このプロセスは、スタックの埋設層を後続する処理ステップに露出する。ダイアグラム503では、処理ステップ505は、初期スタック(例えば図2Aを参照して説明したスタック205)が、隣接するビアの間にそのまま残ることを示すことができる。言い換えると、ダイアグラム503は、スタックのうちの隣接するビア間の部分が、処理ステップ505の間、変化しないままであり得ることを示すことができる。いくつかの例では、処理ステップ505は、図2Bを参照して説明した処理ステップ200−bの例であってもよい。
処理ステップ510で、等方性エッチングステップにより、スタック中の第2の層(例えば図1を参照して説明した第2の層125)の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、等方性エッチングのエッチング液に露出される第2の層の一部を選択的に除去することができる。いくつかの例では、処理ステップ510で使用されるエッチング液は、スタックの他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。言い換えると、エッチング液は、D2層の第2の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えばDM層、D1層、HM層などの他の層の材料)を保護する(例えば実質的に保護する、あるいは完全に保護する)ことができる。複数の隣接するビアを使用して、第2の層から第2の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することにより、処理ステップ510は、第2の層に空洞(例えば図2Cを参照して説明した空洞236)をもたらすことができる。
いくつかの例では、他の層のビア孔の幅はそのままにして、第2の層に空洞を作り出すことができる。例えば幅511は、第2の層に形成される空洞の最終的な大きさを表すことができ、また、第2の幅511と呼ぶことができる。ダイアグラム503の処理ステップ510は、いくつかの例では、隣接するビアを使用して同じ層に形成された空洞は、結合して第2の層にチャネル(例えば図2Aを参照して説明したチャネル220)を形成することができることを示すことができる。チャネルは、等方性エッチングステップによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。チャネルの幅(例えば幅512)は、1つまたは複数の重畳領域(例えば図2Aを参照して説明した重畳領域225)と関連付けることができる。いくつかの例では、幅512はいくつかの場合における幅511と同じ幅(またはほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅512は幅511未満であってもよい。
処理ステップ515で、各チャネルに電極材料を充填することができる。いくつかの例では、電極材料は導電性材料であってもよい。スタックの頂部(例えばHM層の頂部)に過剰な電極材料を形成することができ、また、エッチング−バック・プロセスまたは化学−機械研磨プロセスによって除去することができる。処理ステップ515で、ダイアグラム503は、電極材料が、チャネルのビアとビアの間の部分に流入し、したがって各チャネルを同時に充填することができることを示している。本明細書において使用されているように、材料(例えば導電性材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
処理ステップ520で、異方性エッチングステップにより、電極材料の少なくとも一部を除去することができる。この除去により、各ビアと関連する新しいビア孔を作り出すことができる。例えばビア孔は処理ステップ505で形成することができるが、後で処理ステップ515で充填される(例えば電極材料によって)。したがって新しいビア孔(例えばビア)は、処理ステップ520で、処理ステップ515でビア孔および関連するチャネルに充填された材料をビア孔から除去することによって形成することができる。異方性エッチングは、処理ステップ505のHM層と同じビアパターンを使用することができ、また、第2の層の電極材料の側壁を露出させるビア孔を作り出すことができる。
いくつかの例では、異方性エッチングステップにより、処理ステップ515で各第2の層に作り出された空洞に既に充填されている電極材料の一部を除去することができる。電極材料を除去することにより、チャネルを取り囲む残留電極材料のループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250)を得ることができ、また、ループは、ループの2つの細長い側面(例えば比較的より長い側面)が2つの全く異なる電極(例えば第2の対の電極、すなわち第5の電極および第6の電極)として構成されるよう、引き続いて切断することができる。
処理ステップ525で、等方性エッチングステップにより、各第2の層から電極材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、処理ステップ510で第2の層に作り出された空洞に既に充填されている電極材料の一部を除去することができる。処理ステップ525で使用されるエッチング液は、他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。例えばエッチング液は、電極材料の一部を除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えばDM層、D2層、HM層などの他の層の材料)を保護する(または実質的に保護する)ことができる。電極材料を選択的に除去することによってループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250)を形成することができる。したがってループの幅(例えば幅526)は、処理ステップ510で示されている第2の幅511未満であってもよい。
処理ステップ525で、ダイアグラム503は、第2の層に形成された空洞を示している。空洞は、それぞれの第2の層に形成される空洞の最終的な幅であってもよい幅526を有することができる。追加または別法として、ダイアグラム503は、第2の層に形成された空洞が、結合して(例えば隣接して)、第1の誘電材料内にチャネルを形成することができることを示している。チャネルは、いくつかの例では、等方性エッチングステップによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。いくつかの例では、チャネルの幅(例えば幅527)は、幅526と同じ幅(例えばほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅527は幅526より長くても、あるいは幅526より短くてもよい。
処理ステップ530で、各チャネルおよび関連するビア孔に誘電材料を充填することができる。誘電材料は、他のD2層の誘電材料(図には示されていないが、例えば第2の誘電材料)と同じ材料であっても、あるいは異なる誘電材料であってもよい。いくつかの例では、処理ステップ530で、ダイアグラム502および503は、電極材料の2つ以上のループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250)は、同じ行のビアを使用して同時に形成されたことを示すことができる。これは、第2の層(例えば図1Aを参照して説明した第2の層125)に第1のループを形成することができる。他の例では、スタックは、電極材料のそれぞれのループを有する任意の数のD2層を含むことができる。各ループは、上で説明した処理ステップを使用して形成することができる。本明細書において使用されているように、材料(例えば誘電材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
他の例(図示せず)では、追加電極材料を除去することができる。例えば等方性エッチングステップにより、電極材料の追加部分を除去することができる。電極材料のこの追加除去により、上で説明した第1の電極と第2の電極の間に配置された2つの追加電極(例えば第3の電極および第4の電極)を得ることができる。いくつかの例では、第3の電極は、第1の幅より長い第2の距離だけ第4の電極から分離することができる。
いくつかの例では、埋設線および関連する製造技法をサポートする装置について、図3から図5を参照して説明することができる。いくつかの例では、装置は、上部層および第1の層を含むスタックを含むことができる。スタックの上部層の中に複数の孔を配置することができ、また、各孔は第1の幅を有することができる。いくつかの例では、スタックの第1の層に第1の電極を配置することができ、また、第1の電極は複数の第1の孔と位置合わせさせることができる。第1の電極は、第1の幅より広い第2の幅を有することができ、また、場合によっては、はしご様の形状を有することができる。他の例では、スタックは、スタックの上部層の中に複数の第2の孔を含むことができる。複数の第1の孔は、第1の方向に展開している第1の行で配置することができ、また、複数の第2の孔は、第1の方向とは異なる第2の方向に展開している第2の行で配置することができる。
いくつかの例では、スタックの第1の層に第2の電極を配置することができる。第2の電極は複数の第2の孔と位置合わせさせることができる。いくつかの例では、第1の電極は第2の電極と結合することができる。
他の例では、装置は、上部層および第1の層を含むスタックを含むことができる。スタックは、スタックの上部層の中に複数の第1の孔を含むことができ、また、各第1の孔は第1の幅を有することができる。いくつかの例では、スタックは、スタックの第1の層に第1の電極および第2の電極を含むことができる。第1の電極は、第1の幅より長い第1の距離だけ第2の電極から分離することができる。いくつかの例では、第1の電極と第2の電極の間にギャップを存在させることができ、また、複数の第1の孔と位置合わせさせることができる。
いくつかの例では、スタックは、第1の電極と第2の電極の間に配置された第3の電極および第4の電極を含むことができる。第3の電極は、第1の幅より長い第2の距離だけ第4の電極から分離することができる。追加または別法として、第1の電極は第3の距離だけ第3の電極から分離することができ、また、第2の電極は第3の距離だけ第4の電極から分離することができる。いくつかの例では、第1の幅は第3の距離より広くすることができる。他の例では、第1の電極は第3の距離だけ第3の電極から分離することができ、また、第2の電極は第3の距離だけ第4の電極から分離することができる。いくつかの例では、第2の距離は第3の距離より長くすることができる。
他の例では、スタックは、各々が第2の幅を有する複数の第2の孔をスタックの上部層の中に含むことができる。いくつかの例では、スタックは第2の層を含むことができる。第2の層は第5の電極および第6の電極を含むことができる。いくつかの例では、第5の電極は、第2の幅より長い第4の距離だけ第6の電極から分離することができる。
図4は、本開示の例による、埋設線を形成するための方法400を示すフローチャートを示したものである。方法400の操作は、本明細書において説明されている様々な製造技法によって実現することができる。例えば方法400の操作は、図3から図5を参照して考察した製造技法によって実現することができる。
405でスタックを形成することができる。いくつかの例では、スタックは、第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。405の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、405の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
410で第1のセットのビアを形成することができる。410の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、410の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
415で、第1の層の第1の誘電材料中に第1のチャネルを形成することができる。いくつかの例では、第1のチャネルは第1のセットのビアと位置合わせさせることができる。415の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、415の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
420で第1のチャネルに電極材料を充填することができる。420の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、420の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。いくつかの例(図6には示されていない)では、電極材料が充填された第1のチャネルは、第1のチャネルの幅に等しい幅を有する電極として機能することができる。第1のチャネルが第1のセットのビアを使用して複数の層に形成され、次に電極材料が充填される場合、各層の電極(例えば各第1のチャネルに対応する電極)を隔離するために、第1のセットのビアから電極材料を除去し、かつ、誘電材料を充填することができる。
図5は、本開示の例による、埋設線を形成するための方法500を示すフローチャートを示したものである。方法500の操作は、本明細書において説明されている様々な製造技法によって実現することができる。例えば方法500の操作は、図3から図5を参照して考察した製造技法によって実現することができる。
505でスタックを形成することができる。いくつかの例では、スタックは、第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。505の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、505の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
510で第1のセットのビアを形成することができる。510の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、510の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
515で、第1の層の第1の誘電材料中に第1のチャネルを形成することができる。いくつかの例では、第1のチャネルは第1のセットのビアと位置合わせさせることができる。515の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、515の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
520で第1のチャネルに電極材料を充填することができる。520の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、520の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。いくつかの例(図7には示されていない)では、電極材料が充填された第1のチャネルは、第1のチャネルの幅に等しい幅を有する電極として機能することができる。第1のチャネルが第1のセットのビアを使用して複数の層に形成され、次に電極材料が充填される場合、各層の電極(例えば各第1のチャネルに対応する電極)を隔離するために、第1のセットのビアから電極材料を除去し、かつ、誘電材料を充填することができる。
525で、第1のチャネル内の電極材料中に、第1のチャネルより狭い第2のチャネルを形成することができる。525の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、525の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
530で第2のチャネルに第1の誘電材料を充填することができる。530の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、530の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。別法としては、異なる誘電材料を第2のチャネルに充填することも可能である。
場合によっては、方法は、第1の層に第1の誘電材料を含むスタックを形成するステップをも含むことができる。いくつかの例では、方法は、追加チャネルに電極材料を充填するステップを含むことができる。他の例では、方法は、第1の層の第1の誘電材料中に第1のチャネルを形成するステップを含むことができる。第1のチャネルは第1のセットのビアと位置合わせさせることができる。追加または別法として、方法は、第1のチャネルに電極材料を充填するステップを含むことができる。
いくつかの例では、第1のチャネルを形成するステップは、第1の層の第1の誘電材料中に対応するセットの連続する第1の空洞を形成するために、第1のセットのビアを介して第1の層から第1の誘電材料の一部を除去するステップを含むことができる。場合によっては、方法は、第1のチャネル内の電極材料中に、第1のチャネルより狭い第2のチャネルを形成するステップを含むことができる。追加または別法として、方法は、第2のチャネルに第1の誘電材料を充填するステップを含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電材料以外の誘電材料(例えば第2の誘電材料、充填剤誘電材料)を第2のチャネルに充填することができる。言い換えると、第1のチャネルおよび第2のチャネルには、同じ誘電材料を充填することも、あるいは異なる誘電材料を充填することもできる。方法は、第1の層に電極材料のループを作り出すために第2のチャネルを形成するステップをも含むことができる。
他の例では、第2のチャネルを形成するステップは、第1のチャネル中の電極材料中に対応するセットの第2の空洞を形成するために、第1のセットのビアを介して第1のチャネルから電極材料の一部を除去するステップを含むことができる。いくつかの例では、連続する第2の空洞は結合して第2のチャネルを形成する。方法は、第1のセットのビアを形成するステップをも含むことができる。いくつかの例では、方法は、第2のセットのビアを形成するステップを含むことができる。追加または別法として、方法は、第1の層の第1の誘電材料中に第1のチャネルの第1の拡張部分を形成するステップであって、第1の拡張部分は第2のセットのビアと位置合わせされる、ステップを含むことができる。場合によっては、方法は、第1の拡張部分に電極材料を充填するステップを含むことができる。
追加または別法として、方法は、第1のセットのビアおよび第2のセットのビアを介して第1の層から第1の誘電材料の一部を除去するステップを含むことができる。第1のセットのビアは、第1の方向に展開している第1の行で配置することができ、また、第2のセットのビアは、第1の方向とは異なる第2の方向に展開している第2の行で配置することができる。いくつかの例では、第1のチャネルの幅は、少なくとも部分的に、第2のセットのビアにおける各ビアの間隔に基づくことができる。他の例では、方法は、第3のセットのビアを形成するステップを含むことができ、第2のセットのビアは第2の方向に展開し、また、第3のセットのビアは、第2の方向とは異なる第3の方向に展開する。
いくつかの例では、方法は、スタックを貫通する追加セットのビアを形成するステップを含むことができ、スタックは、第2の層に第2の誘電材料を含む。他の場合には、方法は、第2の層の第2の誘電材料中に追加チャネルを形成するステップを含むことができる。追加チャネルは追加セットのビアと位置合わせさせることができる。追加または別法として、方法は、電極材料の一組の同心ループを第1の層に作り出す第4のチャネルを形成するステップを含むことができる。
図6は、本開示の例による、埋設線を形成するための方法600を示すフローチャートを示したものである。方法600の操作は、本明細書において説明されている様々な製造技法によって実現することができる。例えば方法600の操作は、図13から図5を参照して考察した製造技法によって実現することができる。
605でスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。605の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、605の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
610で第1のセットのビアを形成することができる。610の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、610の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
615で複数の第1のチャネルを形成することができる。各第1のチャネルは、それぞれの第1の層の第1の誘電材料中に、第1のセットのビアと位置合わせさせて配置することができる。615の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、615の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
620で複数の第1の電極を形成することができる。各第1の電極は、それぞれの第1の層に形成することができ、また、複数の第1の電極を形成するステップは、複数の第1のチャネルに電極材料を充填するステップを含むことができる。620の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、620の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。いくつかの例(図8には示されていない)では、各層の電極(例えば各第1のチャネルに対応する電極)を隔離するために、第1のセットのビアから電極材料を除去し、かつ、誘電材料を充填することができる。
図7は、本開示の例による、埋設線を形成するための方法700を示すフローチャートを示したものである。方法700の操作は、本明細書において説明されている様々な製造技法によって実現することができる。例えば方法700の操作は、図3から図5を参照して考察した製造技法によって実現することができる。
705でスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。705の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、705の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
710で第1のセットのビアを形成することができる。710の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、710の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
715で複数の第1のチャネルを形成することができる。各第1のチャネルは、それぞれの第1の層の第1の誘電材料中に、第1のセットのビアと位置合わせさせて配置することができる。715の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、715の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
720で複数の第1の電極を形成することができる。各第1の電極は、それぞれの第1の層に形成することができ、また、複数の第1の電極を形成するステップは、複数の第1のチャネルに電極材料を充填するステップを含むことができる。720の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、720の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
725で、各第1の電極をそれぞれの対の第1の電極に分割するために、各第1の電極から電極材料の少なくとも一部を除去することができる。725の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、725の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
場合によっては、方法はスタックを形成するステップを含むことができる。スタックは、複数の第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。いくつかの例では、方法は、スタックを貫通する第1のセットのビアを形成するステップを含むことができる。方法は、複数の第1のチャネルを形成するステップをも含むことができ、各第1のチャネルは、それぞれの第1の層の第1の誘電材料中に、第1のセットのビアと位置合わせされて配置される。
いくつかの例では、方法は、複数の第1の電極を形成するステップを含むことができ、各第1の電極はそれぞれの第1の層に存在し、複数の第1の電極を形成するステップは、複数の第1のチャネルに電極材料を充填するステップを含む。他の例では、方法は、各第1の電極を2つの電極に分割するために、各第1の電極から電極材料の少なくとも一部を除去するステップを含むことができる。追加または別法として、上で説明した方法は、1つまたは複数の層(例えば第1の層、第2の層)の電極材料の1つまたは複数の部分を除去するステップを含むことも可能である。方法は、それぞれの層に誘電材料(例えば第1の誘電材料)を充填するステップをも含むことができる。
上で説明した方法は、可能な実施態様を記述したものであること、また、操作およびステップは並べ替えることができ、さもなければ修正することができること、また、他の実施態様が可能であることに留意されたい。さらに、方法の例のうちの2つ以上を組み合わせることができる。
本明細書において説明されている情報および信号は、任意の様々な異なる技術および技法を使用して表すことができる。例えば上記説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または粒子、光場または粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。いくつかの図面は、信号を単一の信号として示し得るが、信号は信号のバスを表すことができ、バスは様々なビット幅を有することができることは当業者には理解されよう。
「電子連通」および「結合された」という用語は、構成要素間の電子流をサポートする構成要素間の関係を意味している。これには、構成要素間の直接接続を含むことができ、あるいは中間構成要素を含むことができる。電子連通している構成要素、あるいは互いに結合された構成要素は、電子または信号を能動的に交換しても(例えば活きている回路の中での交換)、あるいは電子または信号を能動的に交換しなくてもよい(例えば活きていない回路の中での交換)が、回路が活きた状態になると、電子または信号を交換するように構成することができ、また、そのように動作させることができる。一例として、スイッチ(例えばトランジスタ)を介して物理的に接続された2つの構成要素は、電子連通しているか、またはスイッチの状態(すなわち開または閉)に無関係に結合することができる。
本明細書において使用されている「層」という用語は、幾何学的構造の層状構造またはシートを意味している。各層は三次元(例えば高さ、幅および深さ)を有することができ、また、表面の一部またはすべてを覆うことができる。例えば層は、2つの寸法が第3の寸法より大きい三次元構造であってもよく、例えば薄膜であってもよい。層は異なる素子、構成要素および/または材料を含むことができる。場合によっては、1つの層は2つ以上の副層から構成されていてもよい。添付の図のうちのいくつかは、三次元層のうちの二次元が例証のために描写されている。しかしながら層は三次元の性質であることは当業者には認識されよう。
本明細書において使用されるとき、「実質的に」という用語は、修飾された特徴(例えば実質的にという用語によって修飾された動詞または形容詞)は絶対的である必要はないが、特徴の利点を達成するために十分に近いことを意味している。
本明細書において使用されるとき、「電極」という用語は電気導体を意味することができ、また、場合によってはメモリアレイの記憶セルまたは他のコンポーネントへの電気コンタクトとして使用することができる。電極は、メモリアレイの素子または他のコンポーネント間の導電経路を提供するトレース、ワイヤ、導電線、導電層などを含むことができる。
本明細書において使用されている「フォトリソグラフィ」という用語は、フォトレジスト材料を使用してパターン化し、かつ、電磁放射を使用してこのような材料を露光するプロセスを意味することができる。例えばフォトレジスト材料は母材の上に形成することができ、例えばフォトレジストを母材の上にスピン塗布することによって形成することができる。パターンは、フォトレジストを放射に露光することによってフォトレジストの中に作り出すことができる。パターンは、例えば放射がフォトレジストを露光する部分を空間的に描写するフォトマスクによって画定することができる。次に、露光されたフォトレジスト面積を例えば化学的処理によって除去し、所望のパターンを残すことができる。場合によっては、露光された領域を残し、露光されていない領域を除去することができる。
カルコゲニド材料は、元素S、SeおよびTeのうちの少なくとも1つを含む材料または合金であってもよい。本明細書において考察されている相変化材料はカルコゲニド材料であってもよい。カルコゲニド材料は、S、Se、Te、Ge、As、Al、Sb、Au、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ビスマス(Bi)、パラジウム(Pd)、コバルト(Co)、酸素(O)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)の合金を含むことができる。例示的カルコゲニド材料および合金は、それらに限定されないが、Ge−Te、In−Se、Sb−Te、Ga−Sb、In−Sb、As−Te、Al−Te、Ge−Sb−Te、Te−Ge−As、In−Sb−Te、Te−Sn−Se、Ge−Se−Ga、Bi−Se−Sb、Ga−Se−Te、Sn−Sb−Te、In−Sb−Ge、Te−Ge−Sb−S、Te−Ge−Sn−O、Te−Ge−Sn−Au、Pd−Te−Ge−Sn、In−Se−Ti−Co、Ge−Sb−Te−Pd、Ge−Sb−Te−Co、Sb−Te−Bi−Se、Ag−In−Sb−Te、Ge−Sb−Se−Te、Ge−Sn−Sb−Te、Ge−Te−Sn−Ni、Ge−Te−Sn−PdまたはGe−Te−Sn−Ptを含むことができる。本明細書において使用されているように、ハイフンでつながれた化学組成表示は、特定の化合物または合金に含まれている元素を示し、示されている元素を含むすべての化学量論を表すことが意図されている。例えばGe−TeはGexTeyを含むことができ、xおよびyは任意の正の整数であってもよい。可変抵抗材料の他の例は、2つ以上の金属、例えば遷移金属、アルカリ土類金属および/または希土類金属を含む二値金属酸化物材料または混合原子価酸化物を含むことができる。実施形態は、記憶セルの記憶素子と関連する1つまたは複数の特定の可変抵抗材料に限定されない。例えば可変抵抗材料の他の例を使用して記憶素子を形成することができ、また、とりわけカルコゲニド材料、巨大磁気抵抗材料またはポリマー系材料を含むことができる。
「隔離された」という用語は、現時点では電子が構成要素間を流れることができない構成要素間の関係を意味しており、構成要素は、それらの間に開路が存在する場合、互いに隔離されることを意味している。例えばスイッチによって物理的に接続された2つの構成要素は、スイッチが開いている場合、互いに隔離することができる。
本明細書において考察されているデバイスは、ケイ素、ゲルマニウム、ケイ素−ゲルマニウム合金、ヒ化ガリウム、窒化ガリウムなどの半導体基板の上に形成することができる。場合によっては、基板は半導体ウェーハである。他の場合には、基板は、シリコン−オン−ガラス(SOG)またはシリコン−オン−サファイア(SOP)などのシリコン−オン−インシュレータ(SOI)基板、または別の基板上の半導体材料のエピタキシャル層であってもよい。基板または基板のサブ領域の導電率は、それらに限定されないが、リン、ホウ素またはヒ素を含む様々な化学種を使用したドーピングによって制御することができる。ドーピングは、イオン注入によって、または任意の他のドーピング手段によって、基板の初期形成または成長中に実施することができる。
添付の図面に関連して本明細書において示されている説明は、例示的構成を記述したものであり、実現することができ、あるいは特許請求の範囲内であるすべての例を表しているわけではない。本明細書において使用されている「例示的」という用語は、「例、実例または例証して働く」ことを意味しており、「好ましい」ものでも、あるいは「他の例より有利な」ものでもない。詳細な説明は、説明されている技法の理解を提供するための特定の詳細を含む。しかしながらこれらの技法は、これらの特定の詳細がなくても実践することができる。いくつかの実例では、よく知られている構造およびデバイスは、説明されている例の概念を曖昧にすることを回避するために、ブロック図の形態で示されている。
添付の図では、同様の構成要素または特徴は、同じ参照ラベルを有することができる。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、参照ラベルの後に、ダッシュおよび同様の構成要素の間を区別する第2のラベルを伴うことによって区別することができる。第1の参照ラベルのみが本明細書において使用されている場合、説明は、第2の参照ラベルには無関係に同じ第1の参照ラベルを有する同様の構成要素のうちのいずれか1つに適用することができる。
本明細書において説明されている機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの任意の組合せの中で実現することができる。プロセッサによって実行されるソフトウェアの中で実現される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶することができ、あるいは伝送することができる。他の例および実施態様は、本開示および添付の特許請求の範囲の範疇である。例えばソフトウェアの性質により、上で説明した機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤード、またはこれらのうちのいずれかの組合せを使用して実現することができる。また、機能を実現する特徴は、機能の一部が異なる物理的位置で実現されるよう、分散されていることを含む、様々な位置に物理的に配置することができる。また、特許請求の範囲を含む本明細書において使用されるとき、アイテムのリスト(例えば「のうちの少なくとも1つ」または「のうちの1つまたは複数」などの語句が先行するアイテムのリスト)の中で使用されている「または」は、例えばA、BまたはCのうちの少なくとも1つのリストが、AまたはBまたはCあるいはABまたはACまたはBCあるいはABC(すなわちAおよびBおよびC)を意味するよう、包含的リストを示している。また、本明細書において使用されるとき、「基づく」という語句は、特定のセットの条件を参照するものとして解釈してはならない。例えば「条件Aに基づく」として説明されている例示的ステップは、本開示の範囲を逸脱することなく、条件Aおよび条件Bの両方に基づくことができる。言い換えると、本明細書において使用されるとき、「基づく」という語句は、「少なくとも部分的に基づく」という語句と同じ方法で解釈されるべきである。
本明細書における説明は、当業者による本開示の構築または使用を可能にするために提供されたものである。本開示に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり、また、本明細書において定義されている一般的な原理は、本開示の範囲を逸脱することなく他の変形形態に適用することができる。したがって本開示は、本明細書において説明されている例および設計に限定されず、本明細書において開示されている原理および新規な特徴と無矛盾の最も広義の範囲と一致するものとする。
メモリデバイスなどのいくつかの電子デバイス(例えば集積回路)は、場合によっては複合スタックと呼ぶことができる様々な材料のスタックを含むことができる。スタックの一番上の層(例えば表面層)の下方の、埋設層と呼ぶことができるスタックの1つまたは複数の層は、埋設線と呼ぶことができる導電線を含むことができる。埋設線の例には、電極、回路トレース、相互接続を含むことができ、あるいはメモリデバイスの例ではアクセス線を含むことができる。
埋設線を形成するための他の製造技法と比較すると、本明細書において説明される製造技法は、処理ステップ(例えばマスキングまたは他のフォトリソグラフィステップ、堆積ステップあるいはエッチングステップ)の数を有利に低減することができ、さらに製造時間および製造コストを低減する。例えば本明細書において説明される製造技法は、複数の埋設層における埋設線の構築(それには限定されないが同時構築を含む)を有利にサポートすることができる。別の例として、本明細書において説明される製造技法は、埋設線を含む埋設層の上方に存在する層の形成(例えば堆積)に引き続く埋設線の構築を有利にサポートすることができ(例えば埋設層が埋設されている間)、一方、他の製造技法は、何らかの上方の層の形成に先立つ(例えば埋設層が埋設されることになる前の)、所与の層における埋設線の形成が強制され得る。これらの利点は単に例示的なものにすぎず、当業者は、本明細書において説明される技法および構造の他の利点を認識し得る。
本明細書における教示によれば、埋設線は、スタックの頂部層に所望の形状(例えば線形または非線形パターンまたは構成)で配置されたビア(例えばアクセスビア)をパターニングすることによって形成することができる。ビアを利用して、1つまたは複数のターゲット埋設層(例えば埋設アクセス線が形成される層)から材料を除去し(例えば同時に)、材料のスタック中にそれぞれのチャネルまたはトンネルを形成することができる。チャネルには、埋設線を形成することができる導電性材料を同時に充填することができる。
場合によっては、同じビアを使用して、より早期に形成された別のチャネルを充填するために使用された導電性材料内に、より狭い追加チャネルを作り出すことができる。より狭いチャネルを導電性材料内に作り出すことにより、ターゲット埋設層でより狭いチャネルを取り囲んでいる導電性材料の細長いループ(例えばバンド、リング、レーストラック)を得ることができ、また、より狭いチャネルに第2の材料(例えば誘電材料または他の絶縁材料)を充填することができる。引き続いて導電性材料のループを切断して、導電性材料の離散的なセグメントをターゲット埋設層に作り出すことができ、離散的なセグメントの各々は埋設線を含むことができる。さらに、このようなチャネル製造技法およびループ製造技法を第2の材料内で反復し、導電性材料のループ(または導電性材料のセグメント)によって取り囲まれた1つまたは複数の追加埋設線を作り出すことも可能である。
いくつかの例では、本明細書において説明される製造技法を使用して、3Dメモリデバイスの複数の層に埋設アクセス線を形成することができる。例えば結果として得られるメモリデバイスは、記憶セルの複数のデッキを含むことができ、また、各デッキは1つまたは複数の埋設アクセス線を含むことができる。いくつかの例では、このようなメモリデバイスは、3Dクロス・ポイント・アーキテクチャであることが可能であり、あるいは3Dクロス・ポイント・アーキテクチャを有することも可能である。したがってクロス・ポイント・アーキテクチャにおける記憶セルの各デッキは、複数の第1のアクセス線(例えばワード線)を第1の平面に含むことができ、また、複数の第2のアクセス線(例えばビット線)を第2の平面に含むことができる。第1のアクセス線および第2のアクセス線の各位相クロス・ポイントは記憶セルに対応し得る。したがってクロス・ポイント・アーキテクチャにおける記憶セルのデッキは、アクセス線の位相クロス・ポイント(例えばアクセス線の3D格子構造)に位置する複数の記憶セルを有するメモリアレイを含むことができる。上で説明した埋設アクセス線を形成することにより、記憶セルのデッキの形成と関連する処理ステップの数を少なくすることができ、したがって製造プロセスと関連する時間およびコストを低減することができる。
上で紹介した本開示の特徴は、以下で、埋設線および関連する製造技法の文脈でさらに説明される。次に、埋設線を製造するための構造および技法の特定の例が説明される。本開示のこれらおよび他の特徴は、埋設線および関連する製造技法に関連する装置図、形成の方法図およびフローチャートによってさらに示されており、また、それらを参照してさらに説明される。
図1Aから図1Cは、本開示による、埋設線のための例示的製造技法を示したものである。図1Aは、スタック105−aを形成する1つまたは複数の薄膜堆積すなわち成長ステップを含むことができる処理ステップ100−aを示したものである。図1Aは、本明細書において説明される他の製造技法を適用する前の層の初期スタックであってもよいスタック105−aの側面図を示したものである。スタック105−aは基板の上方に形成することができ、様々な材料の多数の異なる層を含むことができる複合スタックと呼ぶことができる。材料は、例えばスタック105−aに基づいて製造される電子デバイスのタイプなどの多数の要因に基づいて選択することができる。例えばメモリデバイスの文脈では、材料は、利用される記憶セルのタイプ(例えば自己選択メモリ、FeRAM、CBRAM、クロス・ポイント)、または記憶セルのデッキの所望の数(例えば記憶セルの2つ以上のデッキ)に基づいて選択することができる。
いくつかの例では、スタック105−aは、スタック105−aの頂部層であってもよい上部層110を含むことができる。上部層110は、例えば誘電材料および/またはハードマスク材料を含むことができる。上部層110がハードマスク材料を含む場合には、上部層110はハードマスク層110と呼ぶことができる。いくつかの例では、第1のセットのビアを上部層110の中に形成することができる。ビアは、例えばビアの特定のパターンを上部層110に転写するフォトリソグラフィステップを使用して形成することができる。
スタック105−aは、第1の層115−aおよび第1の層115−bと呼ぶことができる層115−aおよび115−bをも含むことができる。図1Aは2つの第1の層115(例えば第1の層115−aおよび第1の層115−b)を示しているが、スタック105−aは任意の数の第1の層を含むことができる。いくつかの例では、第1の層115−aおよび115−bの各々は第1の誘電材料を含むことができる。図1Bおよび図1Cを参照して以下で説明されるように、チャネルは、一組の第1のビアを使用してそれぞれの第1の層(例えば第1の層115−aおよび第1の層115−b)の各々の中に形成することができ、また、引き続いて各チャネルに電極材料(例えば銅(Cu)、アルミニウム(Al)、金(Au)、タングステン(W)、チタン(Ti)、炭素(C)、金属合金、導電ドープ半導体などの導電性材料、または他の導電性材料、合金など)を充填することができる。それぞれの第1の層の中に形成されるチャネルは、第1のセットのビアを形成した後に形成することができる。場合によっては、それぞれの第1の層115の中のチャネルは同時に形成することができ、すなわち第1の層115−aの中のチャネルは、第1の層115−bの中のチャネルと同時に形成することができる。
各チャネルに電極材料を充填することにより、最終的に一組の第1の導電線を形成することができる。第1の導電線は頂部層の下方(例えば層110の下方)に配置されるため、場合によっては、第1の導電線は埋設導電線と呼ぶことができる。2つ以上の層に形成される埋設線、例えば第1の誘電材料を各々に含む2つ以上の層の中に形成される埋設線は、本明細書において説明されている製造技法に従って同時に形成することができる。
スタック105−aは、第2の層125と呼ぶことができる層125を含むことができる。図2Aは単一の第2の層125を示しているが、スタック105−aは任意の数の第2の層を含むことができる。いくつかの例では、第2の層125は第2の誘電材料を含むことができる。第2の誘電材料は、第1の層115−aおよび第1の層115−bの第1の誘電材料とは異なる材料であってもよい。図4を参照して以下で説明されるように、第2の層125の中にもチャネルを形成することができ、また、引き続いて電極材料を充填することができ、この電極材料は、任意の第1の層115の中に形成されるチャネルに充填するために使用される電極材料と同じであっても、あるいは異なっていてもよい。第2の層125の中に形成されるチャネルは、上記一組の第1のビアとは異なる構成を有することができる一組の第2のビアを使用して形成することができる。
第2の層125の中のチャネルに電極材料を充填することにより、最終的に第2の導電線(あるいはスタック105が複数の第2の層125を含む例では、各第2の層125が第2の導電線を含む一組の第2の導電線)を形成することができる。第2の導電線は頂部層の下方(例えば層110の下方)に配置されるため、場合によっては、第2の導電線は埋設導電線と呼ぶことができる。2つ以上の層に形成される埋設線、例えば第2の誘電材料を各々に含む2つ以上の第2の層の中に形成される埋設線は、本明細書において説明されている製造技法に従って同時に形成することができる。
いくつかの例では、スタック105−aは、第3の層120(例えば第3の層120−aおよび第3の層120−b)と呼ぶことができる層120−aおよび120−bを含むことができる。第3の層120−a、120−bは、第1の層115−a、115−bを分離することができる。いくつかの例では、各第3の層は、スタック105−aの一部として形成されるメモリ材料(例えばカルコゲニド合金)であってもよく、あるいはそれを含むことができる。他の例では、各第3の層は、後で除去することができ(例えば部分的に除去することができ、あるいは完全に除去することができる)、また、メモリ材料(例えばカルコゲニド合金)と置き換えることができるプレースホルダー材料であってもよく、あるいはそれを含むことができる。各第3の層は、最終的には、同時に形成することができる1つまたは複数の記憶セルを含むことができる。また、各第3の層は、いくつかの例では、誘電材料、または能動相補型金属酸化物半導体(CMOS)デバイスを含む層であってもよく、あるいはそれを含むことができる。能動CMOSデバイスは、例えば第1の層115−a、115−bおよび/または第2の層125の中の埋設線によって互いに結合することができる。いくつかの例では、各第3の層120−aは、隣接する第1の層115を隣接する第2の層125から分離する緩衝材料を含むことができる。
スタック105−aは層130を含むことができる。場合によっては、層130は、本明細書において説明される様々なエッチングプロセスに耐えるためのエッチング停止材料を含むことができる。層130は、場合によっては層110と同じハードマスク材料を含むことができ、あるいは異なる材料を含むことができる。場合によっては、層130は基板であってもよく、あるいは層130の下方であってもよい基板または他の層(図示せず)の中に形成された回路または他の構造に対する緩衝層を提供することができる。いくつかの例では、層130は、エッチング停止層であってもよく、あるいはエッチング停止層と呼ぶことも可能である。
図1Bは処理ステップ100−bを示したものである。いくつかの例では、図1Bは、ビア135(例えばビア135の上面図)、および処理ステップ100−bが完了した後のスタック105−aの例であってもよいスタック105−bの側面図を示している。処理ステップ100−bは、ビア135の形状をスタック105−aの上に転写するフォトリソグラフィステップを含むことができる。いくつかの例では、フォトリソグラフィステップは、ビア135の形状(例えばビア135の内側のフォトレジスト材料の欠乏によって画定される)を有するフォトレジスト層(図示せず)を頂部層(例えば図1Aを参照して説明した上部層110)の上に形成するステップを含むことができる。いくつかの例では、エッチング処理ステップ(例えばフォトレジスト層を使用した)は、後続する処理ステップの間、頂部層内に確立されたビア135の形状をアクセスビアとして繰り返し使用することができるよう、すなわちビア335の形状を含んだ頂部層が、後続する処理ステップのためのビア135の形状のアクセスビアを提供するハードマスク層として機能することができるよう、ビア135の形状を頂部層の上に転写することができる。
いくつかの例では、処理ステップ100−bは、スタック105−aから1つまたは複数の材料を除去するための異方性エッチングステップを含むことができる。異方性エッチングステップは、ターゲット材料にエッチング液(例えば1つまたは複数の化学元素の混合物)を加えることによってターゲット材料を少なくとも1つの方向に除去することができる。エッチング液は、ターゲット材料(例えば図1Aを参照して説明した上部層110)のみを除去し、一方、他の材料(例えばフォトレジスト)をエッチング液に露出した状態で維持することになる1つまたは複数の特性を含むことができる。異方性エッチングステップは、材料の1つまたは複数の層を除去する場合、単一の処理ステップの間に1つまたは複数のエッチング液を使用することができる。場合によっては、異方性エッチングステップは、あるグループの材料(例えば酸化物および窒化物)を除去し、一方、他のグループの材料(例えば金属)をエッチング液に露出した状態で維持することになる1つまたは複数の特性を含むエッチング液を使用することができる。
異方性エッチングステップ(例えばプラズマエッチング)は、ビア135の形状に基づいて1つまたは複数の材料を除去することができ、それによりビア135の形状に基づいて、スタック105−aの1つまたは複数の層を貫通するビア孔145を作り出すことができる。例えば異方性エッチングステップは、上で説明したフォトリソグラフィステップの間に形成されたビア135の形状に基づいて1つまたは複数の材料を除去することができる。ビア135は幅140(例えば直径)を有することができ、また、ビア孔145は、いくつかの例では、ビア135の幅に対応する幅を有することができる。
いくつかの例では、スタック105−bは複数のビア135を含むことができ、また、ビア135は一組のビアに含めることができる。例えばスタック105−bは、第1の方向に展開するように配置された複数の第1のビアを含むことができ、また、いくつかの例では、第2の方向に展開するように配置された第2の複数のビアを含むことができる。複数のビアの各々は行で構成することができ、各行は異なる方向に展開することができる。例えば第1の行のビアは第1の方向に展開することができ、また、第2の行のビアは第2の方向に展開して「L」字形を形成することができる。ビアの他の例示的構成は、図2Aおよび図2Bに関連して説明される。
図1Cは処理ステップ100−cを示したものである。図1Cは、空洞136の上面図およびスタック105−cの側面図を示すことができる。いくつかの例では、スタック105−cは、処理ステップ100−cが完了した後のスタック105−b(例えば図1Bを参照して説明した)を示すことができる。追加または別法として、空洞136は、スタック105−cの1つまたは複数の第1の層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、第1の層115−b)の中に形成された1つまたは複数の空洞の上面図を表すことができる。例えば空洞136は、共通の中心をビア135と共有することができ、例えばビア135および空洞136は、図1Cに示されているようにビア135の垂直方向の軸の周りに同心であってもよく、垂直方向は、スタック105を貫通して展開する方向を意味しており、スタック105の下方に位置している基板に対して直角である。ビア孔145は、1つまたは複数のターゲット層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、第1の層115−b)内のターゲット材料(例えば第1の誘電材料)を露出させることができる。いくつかの例では、処理ステップ100−cは、1つまたは複数のターゲット層内に、ビア孔145の周りに形成された空洞136を生成するための等方性エッチングステップを含むことができる。
いくつかの例では、等方性エッチングステップは、第1の誘電材料の一部を各第1の層から(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−aから、および第1の層115−bから)同時に除去することができる。等方性エッチングステップは、エッチング液に露出されるスタック105−b中の他の材料(例えば他の層の)を保護する(あるいは実質的に保護する)ことができる。等方性エッチングステップの結果、各空洞136の外側の幅(例えば幅150)をビア孔145の幅(例えば幅140)より広くすることができる。いくつかの例では、ビア孔145はビア135の直径に対応し得る。したがって空洞136の外側の幅(例えば幅150)は、部分的に、ビア135の幅および/または処理ステップ100−cの間に除去されるターゲット材料の量に基づくことができる。追加または別法として、各空洞136は、1つまたは複数の埋設層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、第1の層115−b)の中に形成されるため、埋設空洞136と呼ぶことも可能である。
任意の数の埋設空洞136を形成することができ、また、いくつかの例では同時に形成することができる。例えば処理ステップ100−aから100−cを使用して、層のスタック内に多数の埋設空洞136を同時に形成することができる。形成される埋設空洞136の特定の数は、いくつかの例では、部分的に、スタックの全く異なるターゲット層の数(例えばターゲット材料を含み、かつ、他の層によって分離された全く異なる層の数)に基づいて決定することができる。スタックを貫通して侵入するビア孔145は、等方性エッチングステップが、ビア孔145を介して、各埋設ターゲット層の一部を場合によっては同時に除去することができるよう、等方性エッチングステップの間、エッチング液が埋設ターゲット層に到達するためのアクセス(例えば通路)を提供することができる。このプロセスにより、各ターゲット層に埋設空洞を得ることができる。したがっていくつかの例では、ビア135はアクセスビア135と呼ぶことができる。
図2Aおよび図2Bは、本開示による埋設線および関連する製造技法をサポートする例示的ビアパターン、ならびに関連する構造を示したものである。図2Aは、ビア210および関連する第1の空洞215を示したものである。ビア210は、図1Aから図1Cを参照して説明したビア135の例であってもよく、また、第1の空洞215は、図1Aから図1Cを参照して説明した空洞136の例であってもよい。第1の空洞215は、ビア210の垂直方向の軸の周りに同心である、スタックの埋設層のターゲット材料中に形成された空洞(例えば埋設空洞)を表すことができる。
いくつかの例では、図2Aは、一組の複数のビア210(例えば図2Aに示されている5つのビア210)を使用して埋設層に形成することができる第1のチャネル220を示している。上記一組のビアは、例として線形パターンまたは構成(例えば行)で配置することができる。他の例では、上記一組のビア210は、「L」字形(図示せず)または「S」字形(図示せず)などの非線形構成で配置することができる。各第1の空洞215がビア210に対応する一組の第1の空洞215を埋設層のターゲット材料中に形成することができる。ビア210間の距離、および各第1の空洞215を形成する際に除去されるターゲット材料の量は、隣接する、または連続する第1の空洞215が結合して第1のチャネル220を形成することができるように構成することができる。言い換えると、複数の第1の空洞215は、重畳して重畳領域225を作り出すことができる。隣接する第1の空洞215の重畳領域225は、結合して第1のチャネル220を形成することができる。したがって第1のチャネル220は、上記一組のビア210と位置合わせさせることができる(例えば各ビア210の垂直方向の軸と交わることができる)。いくつかの例では、第1のチャネル220は、第1の空洞215の幅と同じ幅または同様の幅を有することができ、また、第1のチャネル220は、第1の空洞215の数によって決定される長さを有することができる。例えば第1のチャネル220は、第1のチャネル220が3つのビアではなく、5つのビアを含んでいると仮定すると、より長い長さを有し得る。
いくつかの例では、図2Aは充填されたチャネル230を示している。充填されたチャネル230は、ビア210を使用した少なくとも2つの後続する処理ステップ、例えば第1のチャネル220および関連するビア210の中に充填剤材料(例えば導電性材料)を堆積させる第1の処理ステップ、それに引き続く、エッチングプロセスを使用して関連するビア210から充填剤材料を除去する第2の処理ステップが完了した後の第1のチャネル220に対応し得る。エッチングプロセスは、異方性エッチングステップ(例えば図1Bおよび図1Cを参照して説明した)であってもよく、あるいはそれを含むことができる。言い換えると、充填されたチャネル230は、第1のチャネル220の中に充填剤材料を含むことができ、また、場合によっては、ビア210と関連するビア孔の中に充填剤材料を含まなくてもよい。第1のチャネル220および充填されたチャネル230は、ビア210の線形構成に対応する線形構成を有するものとして示されているが、第1のチャネル220および充填されたチャネル230は、任意の非線形形状(例えばL字形、X字形、T字形、S字形など)で形成することができる。形状はビア210の空間構成に基づくことができる。したがって一組のビア210を配置して、任意の意図する形状の概略を画定することができ、また、隣接するビア210間の間隔は、ビア210を使用してターゲット層に形成された連続する空洞が結合してターゲット層に第1のチャネル220を形成するように構成することができる。いくつかの例では、充填されたチャネル230は、ビア210に基づく最終パターンであってもよい。充填されたチャネル230が共通の一組のビア210を使用して複数の層の各々に形成される場合(例えば同時に)、複数の充填されたチャネル230を形成するために使用されたビア210に誘電材料を充填して、垂直方向に積み重ねられた、充填されたチャネル230を互いに電気的に隔離することができる。したがって共通の一組のビア210を使用してスタックの複数の層に同時に形成された、充填されたチャネル230は、充填されたチャネル230の幅およびはしご様の形状を各々に有する個別の電極として構成することができる。
いくつかの例では、図2Aは、ビア210および関連する第2の空洞235を示している。第2の空洞235は、図1Cを参照して説明した空洞136の例であってもよい。いくつかの例では、第2の空洞235の幅は第1の空洞215の幅未満であってもよい。上で説明したように、ビア210と関連する空洞の大きさは、ビア210の幅および/または等方性エッチングステップの間に除去されるターゲット材料の量に応じて変化し得る。いくつかの例では、第2の空洞235は、ビア210の垂直方向の軸の周りに同心で、かつ、スタック(例えば図1Cを参照して説明したスタック105−c)の埋設層のターゲット材料中に形成された空洞(例えば埋設空洞)を表すことができる。ターゲット材料は、充填されたチャネル230を参照して説明した充填剤材料であってもよく、したがって第2の空洞235は、充填剤材料の一部をターゲット層の充填されたチャネル230から除去する(例えば等方性エッチングによって)ことによって形成された充填剤材料内の空洞であってもよい。
いくつかの例では、図2Aは、複数のビア210を使用して埋設層に形成された第2のチャネル240を示している。例えば第2のチャネル240は、線形構成で配置することができる5つのビア210を含むことができる。各ビア210に対応する第2の空洞235は、埋設層のターゲット材料中に形成することができる。ビア210間の距離、および各第2の空洞235を形成する際に除去されるターゲット材料の量は、隣接する、または連続する第2の空洞235が結合して第2のチャネル240を形成することができるように構成することができる。したがって第2のチャネル240は、上記一組のビア210と位置合わせさせることができる(例えば各ビア210の垂直方向の軸と交わることができる)。いくつかの例では、第2のチャネル240は、第2の空洞235の幅と同じ幅を有することができる。追加または別法として、第2のチャネル240は、第2の空洞235の数、したがって第2のチャネル240を作り出すために使用されるビア210の数によって決定される長さを有することができる。
いくつかの例では、図2Aは、充填されたチャネル230内に形成された第2のチャネル240に対応し得る中間パターン245を示している。中間パターン245は、充填されたチャネル230内に第2のチャネル240を形成するために充填剤材料の一部が除去される1つまたは複数のプロセスステップの結果を示すことができる。第2のチャネル240は、幅は異なっているが同じ一組のビア210を使用して、充填されたチャネル230に対して説明した技法と同様の技法を使用して形成することができる。いくつかの例では、充填されたチャネル230内の充填剤材料は、第2のチャネル240を形成している間、ターゲット材料を含むことができる。したがって第2のチャネル240は、第1のチャネル220より狭くすることができ(空洞235の幅が空洞215の幅未満であるため)、また、充填されたチャネル230内に形成することができ、第1のチャネル220、充填されたチャネル230および第2のチャネル240の各々は、単一の一組のビア210を使用して形成することができる。第2のチャネル240の幅は充填されたチャネル230の幅未満にすることができるため、充填されたチャネル230内の充填剤材料の一部は、充填されたチャネル230の外側の境界に沿って残留することができ、したがって第2のチャネル240を取り囲むことができる。したがって充填剤材料の一部(例えばループ、バンド、リングまたはレーストラック)はターゲット層に残留することができる。いくつかの例では、その部分は細長くすることができ、幅より長い長さを有している。
いくつかの例では、図2Aは、中間パターン245の最終結果に対応し得るループ250を示している。例えばループ250は、充填されたチャネル230内における第2のチャネル240の形成の結果によるものであってもよい。いくつかの例では、第2のチャネル240に誘電材料を充填することができ、したがってループ250は、充填剤材料(例えば充填されたチャネル230を作り出すために第1のチャネル220に充填された材料)のセグメント(例えば第1のチャネル220より狭い充填されたチャネル、または幅が代わりに第2のチャネル240の幅に対応する充填されたチャネル230)を取り囲むことができる。場合によっては、ループ250によって取り囲まれた誘電材料は、第1のチャネル220が形成されたターゲット層を含むターゲット材料(例えば誘電材料)と同じ材料であってもよく、あるいは異なる誘電材料であってもよい。追加または別法として、充填剤材料は、第1のチャネル220の幅に等しい幅を有する単一の埋設線(例えば電極)を形成することができるループ250の中に含まれている材料と同じ材料であってもよい導電性材料であってもよく、あるいはそれを含むことができる。他の例では、複数の層(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−aの)にチャネルを形成することができる。いくつかのこのような例では、導電性材料を充填剤材料として利用することにより、各層に形成される電極を結合することができる。
いくつかの例では、同じビア210を使用してループ250内に第2のループを形成することによって2つの同心ループ256(例えばループ250+第2のループ)を形成することができる。例えばループ250内の第2のループは、ループ250を形成するために使用された技法を反復することによって形成することができるが、空洞がより狭くなり、したがってチャネル幅がより狭くなる。例えばループ250によって取り囲まれた誘電材料内に第3のチャネルを形成することができる。第3のチャネルは第2のチャネル240より狭くすることができ、したがって誘電材料のループは、第3のチャネルの周りに残留することができ、誘電材料のループ自体がループ250によって取り囲まれる。いくつかの例では、第3のチャネルに電極材料を充填し、引き続いて電極材料内に第4のチャネルを形成して誘電材料を充填することができる。第4のチャネルは第3のチャネルより狭くすることができる。したがって電極材料の2つの同心ループ256が形成され、ループ250を充填するために使用された誘電材料によって分離されるよう、第4のチャネルに第1の誘電材料を充填することができる。同じ一組のビア210を使用して、既に形成されている任意の数のループ250内にループ250を繰り返し形成することにより、任意の数(すなわち2つまたは3つ以上)の同心ループ256を形成することができることを理解されたい。
上で説明したように、図2Aは5つの空洞215の連続形成を示している。しかしながら他の例では、上で説明したプロセスによって形成されるチャネルは、任意の数のビア210を使用して形成することができる。追加または別法として、図2Aは、スタックの同じ層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−b)におけるチャネルおよびループの形成を示しているが、他の例では、上で説明したプロセスによって形成されるチャネルおよびループは、任意の数のターゲット層に形成することができ、また、同じターゲット材料を含むターゲット層の中に同時に形成することができる。このようなプロセスにより、スタック中の各ターゲット層に1つまたは複数のループ(例えばループ250および/またはループ256)を得ることができる。
図2Bは、第1の方向(例えばx方向)に展開している第1の複数のループ255(例えばループ255−aから255−c)、および第2の方向(例えばy方向)または第3の方向に展開している第2の複数のループ260(例えばループ260−aから260−c)の上面図を示すダイアグラム201を示したものである。いくつかの例では、第3の方向は角方向(例えばx方向またはy方向のいずれかに対して直角ではない)であってもよい。第1の複数のループ255および第2の複数のループ260の各ループは、ループ250の例であってもよい。
いくつかの例では、同じパターンまたは異なるパターンのビアによってループ255およびループ260の組合せを形成することができる。いくつかの例では、ループ255および/または260の組合せは、少なくとも1つの共通のビアを使用して(あるいは形成されるチャネルの幅未満の距離だけ間隔を隔てた複数のビアを使用して)同じ層(例えば図1を参照して説明した第1の層115−a、115−b)に形成することができる。ループ255はループ260と電気結合することができるため、このような例では、ループ255および/またはループ260の組合せは結合ループと呼ぶことができる。例えばループ255−aおよびループ260−cは、少なくとも1つの共通のビアを使用して同じ層に形成することができる。したがってループ255−bおよびループ260−aは、「T」字形で形成される結合ループであってもよい。この形状は、例えば図2Aを参照して説明した第1のチャネルの拡張部分を形成することによって形成することができる。この拡張部分に後続するチャネルを形成して、1つまたは複数のループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250、256)を形成することができる。本明細書において使用されているように、拡張部分は、同時に形成されたものであれ、あるいは異なる時間点で形成されたものであれ、交差するループ255または260(あるいは充填されたチャネル230)の分岐様構造を意味することができる。
別の例では、ループ255−bおよびループ260−cは、共通のビアを異なる層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−bおよび第2の層125)に使用して形成することができる。さらに別の例では、ループ255−aとループ260−aの交点に部分的に導電性材料が存在しないことによって示されているように、ループ255−aおよびループ260−aは、共通のビアを使用して同じ層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−b)に形成することができる。したがって図2Bに示されているループ255およびループ260の任意の組合せは、少なくとも1つの共通のビアを使用して同じ層に形成された結合ループ、あるいは異なる層に形成された個別の(互いに電気的に隔離される)ループを表すことができる。異なる層に形成されたループ255、260は互いに電気的に隔離することができ、あるいは複数のループ255、260と関連する共通のビアに導電性材料を充填することによって互いに結合することができる。
いくつかの例では、複数のループ255および/または260が1つまたは複数の第1の層(例えば図1Aを参照して上で説明した第1の層115−a、115−b)に存在し得る。したがって1つまたは複数の結合ループ(例えば「T」字形、「X」字形、「L」字形などで形成されたループ)を得ることができる。他の例では、複数のループ255および/または260が1つまたは複数の第2の層(例えば図1Aを参照して上で説明した第2の層125)に存在し得る。追加または別法として、ループ255および/または260の任意の組合せが1つまたは複数の第1の層および第2の層の組合せに存在し得る。例えば第1の複数のループ255が1つまたは複数の第1の層の中に位置し、また、第2の複数のループ260が1つまたは複数の第2の層の中に位置する場合、第1の複数のループ255および第2の複数のループ260は、3Dクロス・ポイント構成の埋設線のマトリックス(例えばアクセス線の格子構造)を形成することができる。メモリデバイスの例では、埋設線の各位相クロス・ポイントは記憶セルに対応することができ、また、場合によっては、記憶セルは、交差する埋設線の間に置くことができる。
ループ255および/または260は、場合によっては、各セグメントが導電線を含む複数の離散的なセグメントに切断する(例えば分割する、分離する)ことができる。例えばループ250を形成するために使用されるビア210を使用して、貫通して展開する空洞を作り出すことにより、ループ250を介して等方的にエッチングすることができ(恐らくは複数のエッチング液を使用して)、したがってループ250を切断することができる。別の例として、ループ250の導電性材料の上方に配置されたビア210を使用して、ループ250を介して異方的にエッチングすることも可能である(恐らくは複数のエッチング液を使用して)。別の例として、一組のビア210を使用して、ループ250と交差し、したがってループ250を切断するチャネル220を作り出すことも可能である。
本明細書において説明されている技法を使用して、任意の数および任意の配置のループ255、260を形成することができ、また、任意のループ255、260を互いに結合することができ、あるいは互いに電気的に隔離することができることを理解されたい。さらに、図2Bに示されている例には示されていないが、第1の複数のループ255および第2の複数のループ260の各ループは、場合によっては、1つまたは複数の他のループを取り囲むことができ、あるいは1つまたは複数の他のループによって取り囲まれることができ、したがって一組の同心ループ256の一部であることを理解されたい。また、図2Bに示されている例は、図2Aを参照して説明したループ250の例であるループ255、260を含んでいるが、本明細書において説明されている技法を使用して、図2Aに示されている充填されたチャネル230の同様の配置または他の構造を製造することも可能であることを理解されたい。
追加または別法として、ループ255、260の配置は、部分的に、各それぞれの層(例えば第1の層および第2の層)における初期ビアパターン間隔および/または材料選択に基づくことができる。例えばループ255−aは第1の層に形成することができ、また、ループ260−bは第2の層に形成することができる。初期ステップとして、第1の層および第2の層の各々に形成される構造に従って各ビアをパターン化することができる。第2の層における構造(例えばループ260−b)が、第1の層における構造(例えばループ255−a)を作り出すために使用されるプロセスステップによって影響されない(例えば切断されない)ことを保証するために、第1の層に構造を形成するために使用されるビアは、既に形成済みの構造、あるいは第2の層に形成される構造への影響を回避するようにサイズ設定し、かつ、配置することができる。言い換えると、1つの層に構造を形成するために使用されるビアの間隔および大きさは、別の層に残留している残留誘電材料が他の層における構造の後続する形成を保護し、あるいは許容することを保証することができる。いくつかの例では、異なる層は異なる誘電材料を含んでいるため、残留誘電材料は、他の層に残留することができる。いくつかの例では、複数の層(例えば第1の層、第2の層)に埋設導電線を形成することができる。それぞれの層(例えば第1の層)における埋設導電線の幅は、埋設導電線を作り出すために形成される空洞の幅に基づくことができる。
図3は、本開示の製造技法による、埋設線を形成する例示的方法を示したものである。いくつかの例では、図3は、2つのセットの埋設線の同時形成を示しており、D1層と呼ぶことができるそれぞれの第1の層における各セットの埋設線は第1の誘電材料を含む。いくつかの例では、埋設線は、1つまたは複数の電極、回路トレース、様々な電子構成要素間の相互接続であること、またはそれらを意味することも可能であり、あるいはデータバスの一部であること、またはデータバスと関連することができる。追加または別法として、埋設線は、3Dクロス・ポイント・メモリデバイスなどの3Dメモリデバイスを含むメモリデバイスのアクセス線(例えばビット線および/またはワード線)を意味することができる。
図3に示されている層のスタックは、図1Aを参照して説明したスタック105−aに対応し得る。例えば図1Aを参照して説明したように、ハードマスク(HM)層は上部層110に対応し、第1の誘電体層(例えば「D1」層)は第1の層115−aおよび115−bに対応し、第2の誘電体層(例えば「D2」層)は層125に対応し、また、第3の層は第3の層120−a、120−bに対応し得る。
図3には、ダイアグラム301、302および303を示している。いくつかの例では、ダイアグラム301は、3行のビア(例えば図2Aを参照して説明したビア210)、およびビアの行を使用して形成された6つの埋設線(例えばワード線)を含むスタックの上面図を示すことができる。ダイアグラム301におけるビアの各行を使用して、少なくとも1つのループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250または同心ループ256)をターゲット層に形成することができる。
いくつかの例では、ダイアグラム302は、スタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)の横断面側面図を示すことができる。この横断面側面図は、基準線A−Aによって表されている、ダイアグラム301に示されているビアの中心に対応し得る。追加または別法として、ダイアグラム303は、基準線B−Bによって表されている、ダイアグラム301のビア間の空間に対応するスタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)の横断面側面図を示すことができる。
処理ステップ305で、フォトリソグラフィステップにより、ダイアグラム301に示されているビアのパターンを材料のスタックの上に転写することができる。異方性エッチングステップにより、引き続いてスタックから1つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入するビア孔を作り出すことができる。上で説明したように、ビアは頂部層(例えば図1Aを参照して説明した上部層110)に侵入することができ、また、ビア孔はスタックの中へ(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−bへ)展開することができる。
ダイアグラム302では、処理ステップ305は、1つのビア(例えば第1のビアまたは第1の孔)、およびスタックに侵入する対応するビア孔を示すことができる。他の例(図示せず)では、処理ステップ305は、複数のビア(例えば複数の第1のビアまたは複数の第1の孔)の形成を含むことができる。このプロセスにより、スタックの埋設層を後続する処理ステップに露出することができる。ダイアグラム303では、処理ステップ305は、初期スタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)は、隣接するビアの間にそのまま残ることを示すことができる。言い換えると、ダイアグラム303は、スタックのうちの隣接するビア間の部分は、処理ステップ305の間、変化しないままであり得ることを示すことができる。いくつかの例では、処理ステップ305は、図1Bを参照して説明した処理ステップ100−bの例であってもよい。
処理ステップ310で、等方性エッチングステップにより、スタック中の各第1の層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−b)の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、等方性エッチングのエッチング液に露出される各第1の層(例えば各D1層)の一部を選択的に除去することができる。いくつかの例では、処理ステップ310で使用されるエッチング液は、スタックの他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。言い換えると、エッチング液は、各D1層の第1の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えばDM層、D2層、HM層などの他の層の材料)を保護する(例えば実質的に保護する、あるいは完全に保護する)ことができる。
複数の隣接するビアを使用して、各第1の層から第1の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することにより、処理ステップ310は、各第1の層に形成された第1のチャネルをもたらすことができる。第1のチャネルは、処理ステップ305で形成されたビア、ならびに処理ステップ305で形成されたビアを含む一組のビアのうちの他の連続するビアを介して、それぞれの第1の層から第1の誘電材料の一部を除去することによって形成することができる。第1の誘電材料の一部を除去することにより、各第1の層の第1の誘電材料の中に、第1の空洞(例えば図1Cを参照して説明した空洞136)のセットのうちの対応するセットを形成することができ、また、連続する第1の空洞が結合して、第1の空洞を含む層に第1のチャネルを形成することができるよう、第1の空洞を構成する(例えば配置し、かつ、サイズ設定する)ことができる。いくつかの例では、チャネルは、処理ステップ305で形成されたビアを含む一組のビアと位置合わせさせることができる(例えばチャネルは、ビアの上記一組のセットに含まれている各ビアの垂直方向の軸と交わることができる)。ビア孔はスタック中の各第1の層の側壁を露出させるため、等方性エッチングは、スタック中の各第1の層にチャネルを同時に作り出すことができる。したがって処理ステップ310で、第1の層の中に第1のチャネルを形成することができる。
いくつかの例では、他の層のビア孔の幅はそのままにして、各第1の層にチャネルを作り出すことができる(例えば第1の空洞、したがってチャネルを作り出すために使用されるエッチング液の化学選択性のために)。例えば幅311は第1の幅と呼ぶことができ、また、両方の第1の層の中に形成される空洞の最終的な大きさを表すことができる。ダイアグラム303の処理ステップ310は、いくつかの例では、隣接するビアを使用して同じ層に形成された空洞は、結合して両方の第1の層にチャネル(例えば図2Aを参照して説明した第1のチャネル220)を形成することができることを示すことができる。チャネルは、等方性エッチングステップによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。チャネルの幅(例えば幅312)は、1つまたは複数の重畳領域(例えば図2Aを参照して説明した重畳領域225)と関連付けることができる。いくつかの例では、幅312は幅311と同じ幅(またはほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅312は幅311未満であってもよい。
処理ステップ315で、各チャネルに電極材料を充填することができる。いくつかの例では、電極材料は導電性材料であってもよい。場合によっては、スタックの頂部(例えばHM層の頂部)に過剰な電極材料を形成することができ、また、エッチング−バック・プロセスまたは化学−機械研磨プロセスによって除去することができる。処理ステップ315で、ダイアグラム303は、電極材料は、チャネルのビアとビアの間の部分に流入し、したがって各チャネルを同時に充填することができることを示している。本明細書において使用されているように、材料(例えば導電性材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
処理ステップ320で、異方性エッチングステップにより、電極材料の少なくとも一部を除去することができる。この除去により、各ビアと関連する新しいビア孔を作り出すことができる。例えばビア孔は処理ステップ305で形成することができるが、後で処理ステップ315で充填される(例えば電極材料によって)。したがって新しいビア孔(例えばビア)は、処理ステップ320で、処理ステップ315でビア孔および関連するチャネルに充填された材料をビア孔から除去することによって形成することができる。異方性エッチングは、処理ステップ305のHM層と同じビアパターンを使用することができ、また、各第1の層の電極材料の側壁を露出させるビア孔を作り出すことができる。処理ステップ320の後に、ビア孔に誘電材料(図示せず)が充填される場合、図2Aを参照して上で説明した一組の充填されたチャネル230が各D1層に存在することになる。
処理ステップ325で、等方性エッチングステップにより、各第1の層から電極材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、処理ステップ315で既に空洞に充填された電極材料の一部を除去することができる。したがって連続する空洞を各第1の層に形成することができる。連続する空洞は、結合してチャネル(例えば第2のチャネル)を形成することができる。例えば処理ステップ310で形成されるチャネルは第1のチャネルと呼ぶことができ、また、処理ステップ325で形成されるチャネルは第2のチャネルと呼ぶことができる。処理ステップ425で、ダイアグラム303は、両方のD1層に形成された空洞を示している。第2のチャネルは、いくつかの例では、等方性エッチングによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。チャネルの幅(例えば幅327)は、1つまたは複数の重畳領域(例えば図2Aを参照して説明した重畳領域225)と関連付けることができる。いくつかの例では、幅327は幅326と同じ幅(またはほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅327は幅326未満であってもよい。
電極材料を除去することにより、第2のチャネルを取り囲む残留電極材料のループ(例えばループ250)を得ることができ、また、このループは、ループの2つの細長い側面(例えば比較的より長い側面)が2つの全く異なる電極(例えば第1の電極および第2の電極)として構成されるよう、引き続いて切断することができる。言い換えると、電極材料を除去することにより、各D1層の中に形成された第1の電極をそれぞれの第1の対の電極に分割することができる。2つの電極は、第1の幅311未満である第1の幅326によって分離することができ、幅326は、処理ステップ325で形成される第2の空洞の幅である。
処理ステップ325で使用されるエッチング液は、他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。例えばエッチング液は、電極材料の一部を除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えばDM層、D2層、HM層などの他の層の材料)を保護する(または実質的に保護する)ことができる。D1層から電極材料を選択的に除去することにより、処理ステップ310で形成されたチャネルの中に残留している、処理ステップ315で堆積された電極材料の一部を得ることができる。この除去により、電極材料のループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250)を形成することができる。
処理ステップ330で、各チャネルおよび関連するビア孔に誘電材料を充填することができる。誘電材料は、各第1の層の誘電材料(例えば第1の誘電材料)と同じ材料であっても、あるいは異なる誘電材料であってもよい。いくつかの例では、処理ステップ330で、ダイアグラム302および303は、電極材料の2つのループ(例えば図2Aを参照して説明した2つのループ250)が、同じ行のビアを使用して同時に形成されたことを示すことができる。これは、上部D1層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a)に第1のループを形成することができ、また、下部D1層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−b)に第2のループを形成することができる。他の例では、スタックは、各D1層がそれぞれの電極材料のループを有する任意の数のD1層を含むことができる。各ループは、上で説明した処理ステップを使用して形成することができる。本明細書において使用されているように、材料(例えば誘電材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
場合によっては、ループは埋設線として機能することができる。他の場合には、ループは複数のセグメントに切断する(例えば分割する、分離する)ことができ、それにより単一のループから複数の埋設線を形成することができる。例えば細長いループの比較的短い側面(例えば端部)が細長いループの比較的長い側面から切断される場合、各ループから2つの埋設線を形成することができる。ループは任意の回数にわたって切断することができ、それにより任意の数のセグメント、したがって任意の数の離散的な埋設線を作り出すことができる。ループは、例えばそのループを介してエッチングする(例えば異方性エッチングする)ためにループの上方に位置するように配置されたビアを使用することによって切断することができる。ループは、そのループを含む層に、ループの外側の幅より広い幅を有する空洞を作り出すために(例えばループが切断されるまで、ループによって取り囲まれた材料、ならびにループに含まれている材料を除去するために1つまたは複数の等方性エッチングステップを使用することによって)、ループを作り出すために使用されるビアのうちの1つなどの、ループの近くに配置されたビアを使用することによっても切断することができる。さらに別の例として、ループは、第2のセットのビア(第1のセットのビアはループを作り出すために使用される)を使用することによって切断することができ、第2のセットのビアは、ループを含む層に第2のセットのビアを使用して形成されたチャネル(例えば第1のチャネル220)が交差し、かつ、ループを切断することができるような構成(例えば行などの線形構成)で配置される。したがっていくつかの例では、各層は、1つまたは複数の導電線(例えば1つまたは複数のループを切断することによって形成された)を含むことができる。
図4は、本開示の製造技法による、埋設線を形成する例示的方法を示したものである。いくつかの例では、図4は、複数のセットの埋設線の同時形成を示しており、D1層と呼ぶことができるそれぞれの第1の層における各セットの埋設線は第1の誘電材料を含む。図4に示されている層のスタックは、図1Aを参照して説明したスタック105−aに対応し得る。例えば図1Aを参照して説明したように、ハードマスク(HM)層は上部層110に対応し、第1の誘電体層(例えば「D1」層)は第1の層115−aおよび115−bに対応し、第2の誘電体層(例えば「D2」層)は層125に対応し、また、第3の層は第3の層120−a、120−bに対応し得る。
図4は、ダイアグラム401、402および403を示している。いくつかの例では、ダイアグラム401は、3行のビア(例えば図2Aを参照して説明したビア210)、およびビアの行を使用して形成された6つの埋設線(例えばワード線)を含むスタックの上面図を示すことができる。ダイアグラム401におけるビアの各行を使用して、少なくとも1つのループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250または同心ループ256)をターゲット層に形成することができる。
いくつかの例では、ダイアグラム402は、スタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)の横断面側面図を示すことができる。この横断面側面図は、基準線A−Aによって表されている、ダイアグラム401に示されているビアの中心に対応し得る。追加または別法として、ダイアグラム403は、基準線B−Bによって表されている、ダイアグラム301のビア間の空間に対応するスタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)の横断面側面図を示すことができる。
処理ステップ405で、異方性エッチングステップにより、引き続いてスタックから1つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入するビア孔を作り出すことができる。上で説明したように、ビアは頂部層(例えば図1Aを参照して説明した上部層110)に侵入することができ、また、ビア孔はスタックの中へ(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−bへ)展開することができる。あるいは、他の例では、ビアは両方の頂部層を貫通してスタック中へ展開することができる。いずれの例においても、ビア、ビア孔および孔という用語は交換可能に使用することができ、また、処理ステップ405の間に作り出される空洞を意味することができる。
ダイアグラム402では、処理ステップ405は、図3を参照して説明したように処理された材料のスタックに対して実施することができる。したがって材料のスタックは、図3を参照して説明した処理ステップ330で形成された電極材料の2つのループを含むことができる。処理ステップ405で、異方性エッチングステップにより、図3を参照して説明したビアと同じビアを使用して1つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入する新しいビア孔を作り出すことができる。処理ステップ405で作り出された新しいビア孔は、スタックの埋設層を後続する処理ステップに露出することができる。ダイアグラム403では、処理ステップ405は、初期スタック(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−a)が、隣接するビアの間にそのまま残ることを示すことができる。言い換えると、ダイアグラム403は、スタックのうちの隣接するビア間の部分が、処理ステップ405の間、変化しないままであり得ることを示すことができる。いくつかの例では、処理ステップ405は、図1Bを参照して説明した処理ステップ100−bの例であってもよい。
処理ステップ410で、等方性エッチングステップにより、例えば図3を参照して説明した処理ステップ330で堆積された各第1の層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−b)の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、等方性エッチングのエッチング液に露出される各第1の層(例えば各D1層)の一部を選択的に除去することができる。いくつかの例では、処理ステップ410で使用されるエッチング液は、スタックの他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。言い換えると、エッチング液は、各D1層の第1の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えば図3を参照して説明したような、処理ステップ315で堆積された電極材料)を保護する(例えば実質的に保護する、あるいは完全に保護する)ことができる。
複数の隣接するビアを使用して、各第1の層から第1の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することにより、処理ステップ410は、各第1の層に形成されたチャネル(例えば第3のチャネル)をもたらすことができる。第3のチャネルは、処理ステップ405で形成されたビア、ならびに処理ステップ405で形成されたビアを含む一組のビアのうちの他の連続するビアを介して、それぞれの第1の層から第1の誘電材料の一部を除去することによって形成することができる。第1の誘電材料の一部を除去することにより、各第1の層の第1の誘電材料の中に、対応するセットの第3の空洞(例えば図1Cを参照して説明した空洞136)を形成することができ、また、連続する第3の空洞が結合して、第3の空洞を含む層に第3のチャネルを形成することができるよう、第3の空洞を構成する(例えば配置し、かつ、サイズ設定する)ことができる。いくつかの例では、第3のチャネルは、処理ステップ405で形成されたビアを含む一組のビアと位置合わせさせることができる(例えばチャネルは、上記一組のビアに含まれている各ビアの垂直方向の軸と交わることができる)。ビア孔はスタック中の各第1の層の側壁を露出させるため、等方性エッチングは、スタック中の各第1の層に第3のチャネルを同時に作り出すことができる。したがって処理ステップ410で、第1の層の中に第3のチャネルを形成することができる。
いくつかの例では、他の層のビア孔の幅はそのままにして、各第1の層に第3のチャネルを作り出すことができる(例えば第3の空洞、したがって第3のチャネルを作り出すために使用されるエッチング液の化学選択性のために)。例えば幅411は第3の幅と呼ぶことができ、また、両方の第1の層の中に形成される空洞の最終的な大きさを表すことができる。ダイアグラム403の処理ステップ410は、いくつかの例では、隣接するビアを使用して同じ層に形成された空洞は、結合して両方の第1の層に第3のチャネルを形成することができることを示すことができる。第3のチャネルは、等方性エッチングステップによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。第3のチャネルの幅(例えば幅412)は、1つまたは複数の重畳領域(例えば図2Aを参照して説明した重畳領域225)と関連付けることができる。いくつかの例では、幅412は幅411と同じ幅(またはほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅412は幅411未満であってもよい。
処理ステップ415で、各第3のチャネルに電極材料を充填することができる。いくつかの例では、電極材料は導電性材料であってもよい。場合によっては、スタックの頂部(例えばHM層の頂部)に過剰な電極材料を形成することができ、また、エッチング−バック・プロセスまたは化学−機械研磨プロセスによって除去することができる。処理ステップ415で、ダイアグラム403は、電極材料は、チャネルのビアとビアの間の部分に流入し、したがって各第3のチャネルを同時に充填することができることを示している。本明細書において使用されているように、材料(例えば導電性材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
処理ステップ420で、異方性エッチングステップにより、電極材料の少なくとも一部を除去することができる。この除去により、各ビアと関連する新しいビア孔を作り出すことができる。例えばビア孔は処理ステップ405で形成することができるが、後で処理ステップ415で充填される(例えば電極材料によって)。したがって新しいビア孔は、処理ステップ420で、処理ステップ415でビア孔および関連するチャネルに充填された材料をビア孔から除去することによって形成することができる。異方性エッチングは、処理ステップ405のHM層と同じビアパターンを使用することができ、また、各第1の層の電極材料の側壁を露出させるビア孔を作り出すことができる。
処理ステップ425で、等方性エッチングステップにより、各第1の層から電極材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、処理ステップ415で既に空洞に充填された電極材料の一部を除去することができる。したがって連続する空洞を各第1の層に形成することができる。連続する空洞(第4の空洞)は、結合してチャネル(例えば第4のチャネル)を形成することができる。例えば処理ステップ410で形成されるチャネルは第3のチャネルと呼ぶことができ、また、処理ステップ425で形成されるチャネルは第4のチャネルと呼ぶことができる。処理ステップ425で、ダイアグラム403は、両方のD1層に形成された第4の空洞を示している。第3のチャネルは、いくつかの例では、等方性エッチングによって各第4の空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。チャネルの幅(例えば幅427)は、1つまたは複数の重畳領域(例えば図2Aを参照して説明した重畳領域225)と関連付けることができる。いくつかの例では、幅427は幅426と同じ幅(またはほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅427は幅426未満であってもよい。
電極材料を除去することにより、第4のチャネルを取り囲む残留電極材料のループ(例えば図2Aを参照して説明した一組の2つの同心ループ256の内部ループ)を得ることができ、また、このループは、ループの4つの細長い側面(例えば比較的より長い側面)が4つの全く異なる電極(例えば第1の電極、第2の電極、第3の電極および第4の電極)として構成されるよう、引き続いて切断することができる。言い換えると、電極材料を除去することにより、各D1層の中に形成された(例えば処理ステップ415で)第2の電極をそれぞれの対の第2の電極に分割することができる。電極のこれらの対は可変距離だけ分離することができる。例えば電極の対は、幅426より長い、あるいは幅426より短い距離だけ分離することができ、幅426は、処理ステップ425で形成される第4の空洞の幅である。
処理ステップ425で使用されるエッチング液は、他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。例えばエッチング液は、電極材料の一部を除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えばDM層、D2層、HM層などの他の層の材料)を保護する(または実質的に保護する)ことができる。D1層から電極材料を選択的に除去することにより、処理ステップ410で形成された第3のチャネルの中に残留している、処理ステップ415で堆積された電極材料の一部を得ることができる。この除去により、電極材料のループ(例えば図2Aを参照して説明したループ256)を形成することができる。
処理ステップ430で、各第4のチャネルおよび関連するビア孔に誘電材料を充填することができる。誘電材料は、各第1の層の誘電材料(例えば第1の誘電材料)と同じ材料であっても、あるいは異なる誘電材料であってもよい。いくつかの例では、処理ステップ430で、ダイアグラム402および403は、電極材料の2つのループ(例えば図2Aを参照して説明したループ256)が、同じ行のビアを使用して各D1層の中に同時に形成されたことを示すことができる。これは、上部D1層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a)に第1のセットの同心ループを形成することができ、また、下部D1層(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−b)に第2のセットの同心ループを形成することができる。他の例では、スタックは、各D1層が電極材料のそれぞれの一組の同心ループを有する任意の数のD1層を含むことができる。各ループは、上で説明した処理ステップを使用して形成することができる。場合によっては、同心ループは埋設線として機能することができる。他の場合には、一方または両方のループは複数のセグメントに切断する(例えば分割する、分離する)ことができ、それにより単一のループから複数の埋設線を形成することができる。例えば細長いループの比較的短い側面(例えば端部)が細長いループの比較的長い側面から切断される場合、各ループから2つの埋設線を形成することができる。したがって同心ループを切断することにより、少なくとも4つの埋設線を形成することができる。ループは任意の回数にわたって切断することができ、それにより任意の数のセグメント、したがって任意の数の離散的な埋設線を作り出すことができる。本明細書において使用されているように、材料(例えば誘電材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
図4に示されているように、処理ステップ430後における、同心ループから形成された電極間の分離距離は非一様であってもよい。例えば場合によっては、内部ループから形成される電極は、内部ループから形成される別の電極よりも、外部ループから形成される電極により近づけることができる。他の場合(図示せず)には、内部ループから形成される電極は、内部ループから形成される別の電極からよりも、外部ループから形成される電極からより遠ざけることができる。
図3および図4は、一組の2つの同心ループを形成するための例示的技法を集合的に示しているが、他の数の同心ループを形成するために、任意のチャネルおよびループ寸法を使用して、同様の技法を任意の回数にわたって反復することができることを理解されたい。
図5は、本開示の製造技法による、埋設線を形成する例示的方法を示したものである。いくつかの例では、図5は、1つのセットの埋設線の形成を示しており、D2層と呼ぶことができる第2の層における埋設線は第2の誘電材料を含む。図5に示されている層のスタックは、図1Aを参照して上で説明したスタックに対応し得る。例えば図1Aを参照して説明したように、ハードマスク(HM)層は上部層110に対応し、第1の誘電体層(例えば「D1層」)は第1の層115−aおよび115−bに対応し、第2の誘電体層(例えば「D2層」)は層125に対応し、また、第3の層は第3の層120−a、120−bに対応し得る。いくつかの例では、DM層はメモリ材料(例えば図1Aを参照して説明したスタック105−aの一部として形成されたメモリ材料)を含むことができる。他の例では、DM層はプレースホルダー材料を含むことができ、その中にメモリ材料を堆積させることができる。いくつかの例では、プレースホルダー材料は第3の誘電材料であってもよく、また、DM層は、メモリ層またはプレースホルダー層と呼ぶことができる。
図5は、ダイアグラム501、502および503を示している。いくつかの例では、ダイアグラム501は、3行のビア(例えば図2Aを参照して説明したビア210)、およびビアの行を使用して形成された6つの埋設線(例えばワード線)を含むスタックの上面図を示すことができる。ダイアグラム501におけるビアの各行を使用して、少なくとも1つのループ(例えば図2Aを参照して説明したループ350またはループ355)を形成することができる。したがって2つの埋設線(例えばワード線またはビット線)を各ループから形成することができる。
いくつかの例では、ダイアグラム502は、スタック(例えば図2Aを参照して説明したスタック205−a)の横断面側面図を示すことができる。この横断面側面図は、基準線A−Aによって表されている、ダイアグラム501に示されているビアの中心に対応し得る。追加または別法として、ダイアグラム503は、基準線B−Bによって表されている、ダイアグラム401のビア間の空間に対応するスタック(例えば図2Aを参照して説明したスタック205−a)の横断面側面図を示すことができる。
処理ステップ505で、フォトリソグラフィステップにより、ダイアグラム501に示されているビアのパターンを材料のスタックの上に転写することができる。いくつかの例では、ビア孔は、第2のセットのビアを形成するものとして参照され得る。したがって第2のセットのビアは、図4の処理ステップ405におけるビアの形成に使用される空間構成(例えば第1の空間構成)とは異なる空間構成(例えば第2の空間構成)を使用して形成することも可能である。異方性エッチングステップにより、引き続いてスタックから1つまたは複数の材料を除去し、それによりスタックに侵入するビア孔を作り出すことができる。上で説明したように、ビアは頂部層(例えば図1Aを参照して説明した上部層110)に侵入することができ、また、ビア孔はスタックの中へ(例えば図1Aを参照して説明した第1の層115−a、115−bへ)展開することができる。
ダイアグラム502では、処理ステップ505は、1つのビア(例えば第1のビア)、およびスタックに侵入する対応するビア孔を示すことができる。このプロセスは、スタックの埋設層を後続する処理ステップに露出する。ダイアグラム503では、処理ステップ505は、初期スタック(例えば図2Aを参照して説明したスタック205)が、隣接するビアの間にそのまま残ることを示すことができる。言い換えると、ダイアグラム503は、スタックのうちの隣接するビア間の部分が、処理ステップ505の間、変化しないままであり得ることを示すことができる。いくつかの例では、処理ステップ505は、図2Bを参照して説明した処理ステップ200−bの例であってもよい。
処理ステップ510で、等方性エッチングステップにより、スタック中の第2の層(例えば図1を参照して説明した第2の層125)の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、等方性エッチングのエッチング液に露出される第2の層の一部を選択的に除去することができる。いくつかの例では、処理ステップ510で使用されるエッチング液は、スタックの他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。言い換えると、エッチング液は、D2層の第2の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えばDM層、D1層、HM層などの他の層の材料)を保護する(例えば実質的に保護する、あるいは完全に保護する)ことができる。複数の隣接するビアを使用して、第2の層から第2の誘電材料の少なくとも一部を選択的に除去することにより、処理ステップ510は、第2の層に空洞(例えば図2Cを参照して説明した空洞236)をもたらすことができる。
いくつかの例では、他の層のビア孔の幅はそのままにして、第2の層に空洞を作り出すことができる。例えば幅511は、第2の層に形成される空洞の最終的な大きさを表すことができ、また、第2の幅511と呼ぶことができる。ダイアグラム503の処理ステップ510は、いくつかの例では、隣接するビアを使用して同じ層に形成された空洞は、結合して第2の層にチャネル(例えば図2Aを参照して説明したチャネル220)を形成することができることを示すことができる。チャネルは、等方性エッチングステップによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。チャネルの幅(例えば幅512)は、1つまたは複数の重畳領域(例えば図2Aを参照して説明した重畳領域225)と関連付けることができる。いくつかの例では、幅512はいくつかの場合における幅511と同じ幅(またはほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅512は幅511未満であってもよい。
処理ステップ515で、各チャネルに電極材料を充填することができる。いくつかの例では、電極材料は導電性材料であってもよい。スタックの頂部(例えばHM層の頂部)に過剰な電極材料を形成することができ、また、エッチング−バック・プロセスまたは化学−機械研磨プロセスによって除去することができる。処理ステップ515で、ダイアグラム503は、電極材料が、チャネルのビアとビアの間の部分に流入し、したがって各チャネルを同時に充填することができることを示している。本明細書において使用されているように、材料(例えば導電性材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
処理ステップ520で、異方性エッチングステップにより、電極材料の少なくとも一部を除去することができる。この除去により、各ビアと関連する新しいビア孔を作り出すことができる。例えばビア孔は処理ステップ505で形成することができるが、後で処理ステップ515で充填される(例えば電極材料によって)。したがって新しいビア孔(例えばビア)は、処理ステップ520で、処理ステップ515でビア孔および関連するチャネルに充填された材料をビア孔から除去することによって形成することができる。異方性エッチングは、処理ステップ505のHM層と同じビアパターンを使用することができ、また、第2の層の電極材料の側壁を露出させるビア孔を作り出すことができる。
いくつかの例では、異方性エッチングステップにより、処理ステップ515で各第2の層に作り出された空洞に既に充填されている電極材料の一部を除去することができる。電極材料を除去することにより、チャネルを取り囲む残留電極材料のループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250)を得ることができ、また、ループは、ループの2つの細長い側面(例えば比較的より長い側面)が2つの全く異なる電極(例えば第2の対の電極、すなわち第5の電極および第6の電極)として構成されるよう、引き続いて切断することができる。
処理ステップ525で、等方性エッチングステップにより、各第2の層から電極材料の少なくとも一部を選択的に除去することができる。例えば等方性エッチングステップは、処理ステップ510で第2の層に作り出された空洞に既に充填されている電極材料の一部を除去することができる。処理ステップ525で使用されるエッチング液は、他の材料(例えばスタックの他の層の材料)に対する選択性を示すことができる。例えばエッチング液は、電極材料の一部を除去することができ、その一方でスタックの他の材料(例えばDM層、D2層、HM層などの他の層の材料)を保護する(または実質的に保護する)ことができる。電極材料を選択的に除去することによってループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250)を形成することができる。したがってループの幅(例えば幅526)は、処理ステップ510で示されている第2の幅511未満であってもよい。
処理ステップ525で、ダイアグラム503は、第2の層に形成された空洞を示している。空洞は、それぞれの第2の層に形成される空洞の最終的な幅であってもよい幅526を有することができる。追加または別法として、ダイアグラム503は、第2の層に形成された空洞が、結合して(例えば隣接して)、第1の誘電材料内にチャネルを形成することができることを示している。チャネルは、いくつかの例では、等方性エッチングステップによって各空洞の大きさが複数の方向に広がることによって形成することができる。いくつかの例では、チャネルの幅(例えば幅527)は、幅526と同じ幅(例えばほぼ同じ幅)であってもよい。他の例では、幅527は幅526より長くても、あるいは幅526より短くてもよい。
処理ステップ530で、各チャネルおよび関連するビア孔に誘電材料を充填することができる。誘電材料は、他のD2層の誘電材料(図には示されていないが、例えば第2の誘電材料)と同じ材料であっても、あるいは異なる誘電材料であってもよい。いくつかの例では、処理ステップ530で、ダイアグラム502および503は、電極材料の2つ以上のループ(例えば図2Aを参照して説明したループ250)は、同じ行のビアを使用して同時に形成されたことを示すことができる。これは、第2の層(例えば図1Aを参照して説明した第2の層125)に第1のループを形成することができる。他の例では、スタックは、電極材料のそれぞれのループを有する任意の数のD2層を含むことができる。各ループは、上で説明した処理ステップを使用して形成することができる。本明細書において使用されているように、材料(例えば誘電材料)が充填されたビア孔は、材料が充填された後の孔と呼ぶことができる。
他の例(図示せず)では、追加電極材料を除去することができる。例えば等方性エッチングステップにより、電極材料の追加部分を除去することができる。電極材料のこの追加除去により、上で説明した第1の電極と第2の電極の間に配置された2つの追加電極(例えば第3の電極および第4の電極)を得ることができる。いくつかの例では、第3の電極は、第1の幅より長い第2の距離だけ第4の電極から分離することができる。
いくつかの例では、埋設線および関連する製造技法をサポートする装置について、図3から図5を参照して説明することができる。いくつかの例では、装置は、上部層および第1の層を含むスタックを含むことができる。スタックの上部層の中に複数の孔を配置することができ、また、各孔は第1の幅を有することができる。いくつかの例では、スタックの第1の層に第1の電極を配置することができ、また、第1の電極は複数の第1の孔と位置合わせさせることができる。第1の電極は、第1の幅より広い第2の幅を有することができ、また、場合によっては、はしご様の形状を有することができる。他の例では、スタックは、スタックの上部層の中に複数の第2の孔を含むことができる。複数の第1の孔は、第1の方向に展開している第1の行で配置することができ、また、複数の第2の孔は、第1の方向とは異なる第2の方向に展開している第2の行で配置することができる。
いくつかの例では、スタックの第1の層に第2の電極を配置することができる。第2の電極は複数の第2の孔と位置合わせさせることができる。いくつかの例では、第1の電極は第2の電極と結合することができる。
他の例では、装置は、上部層および第1の層を含むスタックを含むことができる。スタックは、スタックの上部層の中に複数の第1の孔を含むことができ、また、各第1の孔は第1の幅を有することができる。いくつかの例では、スタックは、スタックの第1の層に第1の電極および第2の電極を含むことができる。第1の電極は、第1の幅より長い第1の距離だけ第2の電極から分離することができる。いくつかの例では、第1の電極と第2の電極の間にギャップを存在させることができ、また、複数の第1の孔と位置合わせさせることができる。
いくつかの例では、スタックは、第1の電極と第2の電極の間に配置された第3の電極および第4の電極を含むことができる。第3の電極は、第1の幅より長い第2の距離だけ第4の電極から分離することができる。追加または別法として、第1の電極は第3の距離だけ第3の電極から分離することができ、また、第2の電極は第3の距離だけ第4の電極から分離することができる。いくつかの例では、第1の幅は第3の距離より広くすることができる。他の例では、第1の電極は第3の距離だけ第3の電極から分離することができ、また、第2の電極は第3の距離だけ第4の電極から分離することができる。いくつかの例では、第2の距離は第3の距離より長くすることができる。
他の例では、スタックは、各々が第2の幅を有する複数の第2の孔をスタックの上部層の中に含むことができる。いくつかの例では、スタックは第2の層を含むことができる。第2の層は第5の電極および第6の電極を含むことができる。いくつかの例では、第5の電極は、第2の幅より長い第4の距離だけ第6の電極から分離することができる。
図6は、本開示の例による、埋設線を形成するための方法600を示すフローチャートを示したものである。方法600の操作は、本明細書において説明されている様々な製造技法によって実現することができる。例えば方法600の操作は、図3から図5を参照して考察した製造技法によって実現することができる。
605でスタックを形成することができる。いくつかの例では、スタックは、第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。605の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、605の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
610で第1のセットのビアを形成することができる。610の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、610の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
615で、第1の層の第1の誘電材料中に第1のチャネルを形成することができる。いくつかの例では、第1のチャネルは第1のセットのビアと位置合わせさせることができる。615の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、615の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
620で第1のチャネルに電極材料を充填することができる。620の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、620の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。いくつかの例(図6には示されていない)では、電極材料が充填された第1のチャネルは、第1のチャネルの幅に等しい幅を有する電極として機能することができる。第1のチャネルが第1のセットのビアを使用して複数の層に形成され、次に電極材料が充填される場合、各層の電極(例えば各第1のチャネルに対応する電極)を隔離するために、第1のセットのビアから電極材料を除去し、かつ、誘電材料を充填することができる。
場合によっては、本明細書において説明されるような装置は、方法600などの1つまたは複数の方法を実施することができる。装置は、スタックを形成するステップのための特徴、手段、または命令(例えばプロセッサにより実行可能な命令が記録された非一時的コンピュータ可読媒体)を含むことができる。いくつかの例では、スタックは、第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。装置は、第1のセットのビアを形成するステップ、第1の層の第1の誘電材料中に第1のセットのビアと位置合わせされた第1のチャネルを形成するステップ、および第1のチャネルに電極材料を充填するステップのための特徴、手段、または命令(例えばプロセッサにより実行可能な命令が記録された非一時的コンピュータ可読媒体)をさらに含むことができる。
本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例では、第1のチャネルを形成するステップは、第1の層の第1の誘電材料中に対応するセットの連続する第1の空洞を形成するために、第1のセットのビアを介して、第1の層から第1の誘電材料の一部を除去するステップを含むことができる。
本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例は、第1のチャネル内の電極材料中に第1のチャネルより狭い第2のチャネルを形成するステップ、および第2のチャネルに第1の誘電材料を充填するステップのための操作、特徴、手段、または命令をさらに含むことができる。本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例では、第2のチャネルを形成するステップは、第1の層に電極材料のループを作り出すことができる。本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例では、第2のチャネルを形成するステップは、第1のチャネル中の電極材料中に対応するセットの第2の空洞を形成するために、第1のセットのビアを介して、第1のチャネルから電極材料の一部を除去するステップを含み、連続する第2の空洞が結合して第2のチャネルが形成される。
本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例は、第2のチャネル内の第1の誘電材料中に第2のチャネルより狭い第3のチャネルを形成するステップ、および第3のチャネルに電極材料を充填するステップのための操作、特徴、手段、または命令をさらに含むことができる。
本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例は、第3のチャネル内の電極材料中に第3のチャネルより狭い第4のチャネルを形成するステップ、および第4のチャネルに第1の誘電材料を充填するステップのための操作、特徴、手段、または命令をさらに含むことができる。本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例では、第4のチャネルを形成するステップは、第1の層に電極材料の一組の同心ループを作り出すことができる。
本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例は、第2のセットのビアを形成するステップ、第1の層の第1の誘電材料中に第1のチャネルの第1の拡張部分を形成するステップであって、第1の拡張部分が第2のセットのビアと位置合わせされるステップ、および第1の拡張部分に電極材料を充填するステップのための操作、特徴、手段、または命令をさらに含むことができる。本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例は、第1のセットのビアおよび第2のセットのビアを介して、第1の層から第1の誘電材料の一部を除去するステップのための操作、特徴、手段、または命令をさらに含むことができる。本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例では、第1のセットのビアは、第1の方向に展開している第1の行で配置されることができ、第2のセットのビアは、第1の方向とは異なる第2の方向に展開している第2の行で配置されることができる。本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例では、第1のチャネルの幅は、少なくとも部分的に、前記第2のセットのビアにおける各ビアの間隔に基づき得る。
本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例は、第3のセットのビアを形成するステップであって、第2のセットのビアが第2の方向に展開し、第3のセットのビアが第2の方向とは異なる第3の方向に展開するステップのための操作、特徴、手段、または命令をさらに含むことができる。本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例では、第1のチャネルおよび第1のチャネルの第1の拡張部分が同時に形成され得る。
本明細書において説明される方法600および装置のいくつかの例は、追加セットのビアを形成するステップ、スタックの第2の層の第2の誘電材料中に追加チャネルを形成するステップであって、追加チャネルが追加セットのビアと位置合わせされるステップ、および追加チャネルに電極材料を充填するステップのための操作、特徴、手段、または命令をさらに含むことができる。
図7は、本開示の例による、埋設線を形成するための方法700を示すフローチャートを示したものである。方法700の操作は、本明細書において説明されている様々な製造技法によって実現することができる。例えば方法700の操作は、図3から図5を参照して考察した製造技法によって実現することができる。
705でスタックを形成することができる。いくつかの例では、スタックは、第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。705の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、705の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
710で第1のセットのビアを形成することができる。710の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、710の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
715で、第1の層の第1の誘電材料中に第1のチャネルを形成することができる。いくつかの例では、第1のチャネルは第1のセットのビアと位置合わせさせることができる。715の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、715の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
720で第1のチャネルに電極材料を充填することができる。720の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、720の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。いくつかの例(図7には示されていない)では、電極材料が充填された第1のチャネルは、第1のチャネルの幅に等しい幅を有する電極として機能することができる。第1のチャネルが第1のセットのビアを使用して複数の層に形成され、次に電極材料が充填される場合、各層の電極(例えば各第1のチャネルに対応する電極)を隔離するために、第1のセットのビアから電極材料を除去し、かつ、誘電材料を充填することができる。
725で、第1のチャネル内の電極材料中に、第1のチャネルより狭い第2のチャネルを形成することができる。725の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、725の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
730で第2のチャネルに第1の誘電材料を充填することができる。730の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、730の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。別法としては、異なる誘電材料を第2のチャネルに充填することも可能である。
場合によっては、方法は、第1の層に第1の誘電材料を含むスタックを形成するステップをも含むことができる。いくつかの例では、方法は、追加チャネルに電極材料を充填するステップを含むことができる。他の例では、方法は、第1の層の第1の誘電材料中に第1のチャネルを形成するステップを含むことができる。第1のチャネルは第1のセットのビアと位置合わせさせることができる。追加または別法として、方法は、第1のチャネルに電極材料を充填するステップを含むことができる。
いくつかの例では、第1のチャネルを形成するステップは、第1の層の第1の誘電材料中に対応するセットの連続する第1の空洞を形成するために、第1のセットのビアを介して第1の層から第1の誘電材料の一部を除去するステップを含むことができる。場合によっては、方法は、第1のチャネル内の電極材料中に、第1のチャネルより狭い第2のチャネルを形成するステップを含むことができる。追加または別法として、方法は、第2のチャネルに第1の誘電材料を充填するステップを含むことができる。いくつかの例では、第1の誘電材料以外の誘電材料(例えば第2の誘電材料、充填剤誘電材料)を第2のチャネルに充填することができる。言い換えると、第1のチャネルおよび第2のチャネルには、同じ誘電材料を充填することも、あるいは異なる誘電材料を充填することもできる。方法は、第1の層に電極材料のループを作り出すために第2のチャネルを形成するステップをも含むことができる。
他の例では、第2のチャネルを形成するステップは、第1のチャネル中の電極材料中に対応するセットの第2の空洞を形成するために、第1のセットのビアを介して第1のチャネルから電極材料の一部を除去するステップを含むことができる。いくつかの例では、連続する第2の空洞は結合して第2のチャネルを形成する。方法は、第1のセットのビアを形成するステップをも含むことができる。いくつかの例では、方法は、第2のセットのビアを形成するステップを含むことができる。追加または別法として、方法は、第1の層の第1の誘電材料中に第1のチャネルの第1の拡張部分を形成するステップであって、第1の拡張部分は第2のセットのビアと位置合わせされる、ステップを含むことができる。場合によっては、方法は、第1の拡張部分に電極材料を充填するステップを含むことができる。
追加または別法として、方法は、第1のセットのビアおよび第2のセットのビアを介して第1の層から第1の誘電材料の一部を除去するステップを含むことができる。第1のセットのビアは、第1の方向に展開している第1の行で配置することができ、また、第2のセットのビアは、第1の方向とは異なる第2の方向に展開している第2の行で配置することができる。いくつかの例では、第1のチャネルの幅は、少なくとも部分的に、第2のセットのビアにおける各ビアの間隔に基づくことができる。他の例では、方法は、第3のセットのビアを形成するステップを含むことができ、第2のセットのビアは第2の方向に展開し、また、第3のセットのビアは、第2の方向とは異なる第3の方向に展開する。
いくつかの例では、方法は、スタックを貫通する追加セットのビアを形成するステップを含むことができ、スタックは、第2の層に第2の誘電材料を含む。他の場合には、方法は、第2の層の第2の誘電材料中に追加チャネルを形成するステップを含むことができる。追加チャネルは追加セットのビアと位置合わせさせることができる。追加または別法として、方法は、電極材料の一組の同心ループを第1の層に作り出す第4のチャネルを形成するステップを含むことができる。
図8は、本開示の例による、埋設線を形成するための方法800を示すフローチャートを示したものである。方法800の操作は、本明細書において説明されている様々な製造技法によって実現することができる。例えば方法800の操作は、図3から図5を参照して考察した製造技法によって実現することができる。
805でスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。805の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、805の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
810で第1のセットのビアを形成することができる。810の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、810の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
815で複数の第1のチャネルを形成することができる。各第1のチャネルは、それぞれの第1の層の第1の誘電材料中に、第1のセットのビアと位置合わせさせて配置することができる。815の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、815の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
820で複数の第1の電極を形成することができる。各第1の電極は、それぞれの第1の層に形成することができ、また、複数の第1の電極を形成するステップは、複数の第1のチャネルに電極材料を充填するステップを含むことができる。820の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、820の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。いくつかの例(図8には示されていない)では、各層の電極(例えば各第1のチャネルに対応する電極)を隔離するために、第1のセットのビアから電極材料を除去し、かつ、誘電材料を充填することができる。
場合によっては、本明細書において説明されるような装置は、方法800などの1つのまたは複数の方法を実施することができる。装置は、スタックを形成するステップのための特徴、手段、または命令(例えばプロセッサにより実行可能な命令が記録された非一時的コンピュータ可読媒体)を含むことができる。いくつかの例では、スタックは、複数の第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。装置は、第1のセットのビアを形成するステップ、複数の第1のチャネルを形成するステップであって、各第1のチャネルがそれぞれの第1の層の第1の誘電材料の中に第1のセットのビアと位置合わせされて配置されるステップ、および複数の第1の電極を形成するステップであって、各第1の電極がそれぞれの第1の層に存在し、複数の第1の電極を形成するステップが複数の第1のチャネルに電極材料を充填するステップを含む、複数の第1の電極を形成するステップのための特徴、手段、または命令(例えば、プロセッサにより実行可能な命令が記録された非一時的コンピュータ可読媒体)をさらに含むことができる。
本明細書において説明される方法800および装置のいくつかの例は、各第1の電極をそれぞれの第1の対の電極に分割するために、各第1の電極から電極材料の少なくとも一部を除去するステップのための操作、特徴、手段、または命令をさらに含むことができる。本明細書において説明される方法800および装置のいくつかの例では、複数の第1の電極を形成するステップが、各第1の電極から電極材料の少なくとも一部を除去するステップを含む。
本明細書において説明される方法800及び装置のいくつかの例は、第2のセットのビアを形成するステップであって、第2のセットのビアが第1のセットのビアに対応する第1の空間構成とは異なる第2の空間構成を有するステップ、複数の第2のチャネルを形成するステップであって、スタックが複数の第2の層に第2の誘電材料をさらに含むことができ、各第2のチャネルがそれぞれの第2の層の第2の誘電材料の中に第2のセットのビアと位置合わせされて配置され得るステップ、複数の第2の電極を形成するステップであって、各第2の電極がそれぞれの第2の層に存在し、複数の第2の電極を形成するステップが複数の第2のチャネルに電極材料を充填するステップを含む、複数の第2の電極を形成するステップ、および各第2の電極をそれぞれの第2の対の電極に分割するために各第2の電極から電極材料の少なくとも一部を除去するステップのための操作、特徴、手段、または命令をさらに含むことができる。
本明細書において説明される方法800および装置のいくつかの例では、スタックは、複数の追加層に追加誘電材料をさらに含むことができ、追加誘電材料は第1の誘電材料および第2の誘電材料とは異なる。
図9は、本開示の例による、埋設線を形成するための方法900を示すフローチャートを示したものである。方法900の操作は、本明細書において説明されている様々な製造技法によって実現することができる。例えば方法900の操作は、図3から図5を参照して考察した製造技法によって実現することができる。
905でスタックを形成することができる。スタックは、複数の第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。905の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、905の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
910で第1のセットのビアを形成することができる。910の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、910の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
915で複数の第1のチャネルを形成することができる。各第1のチャネルは、それぞれの第1の層の第1の誘電材料中に、第1のセットのビアと位置合わせさせて配置することができる。915の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、915の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
920で複数の第1の電極を形成することができる。各第1の電極は、それぞれの第1の層に形成することができ、また、複数の第1の電極を形成するステップは、複数の第1のチャネルに電極材料を充填するステップを含むことができる。920の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、920の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
925で、各第1の電極をそれぞれの対の第1の電極に分割するために、各第1の電極から電極材料の少なくとも一部を除去することができる。925の操作は、本明細書において説明されている方法および製造技法に従って実施することができる。特定の例では、925の操作の態様は、図3から図5を参照して考察した製造技法を使用して実施することができる。
場合によっては、方法はスタックを形成するステップを含むことができる。スタックは、複数の第1の層に第1の誘電材料を含むことができる。いくつかの例では、方法は、スタックを貫通する第1のセットのビアを形成するステップを含むことができる。方法は、複数の第1のチャネルを形成するステップをも含むことができ、各第1のチャネルは、それぞれの第1の層の第1の誘電材料中に、第1のセットのビアと位置合わせされて配置される。
いくつかの例では、方法は、複数の第1の電極を形成するステップを含むことができ、各第1の電極はそれぞれの第1の層に存在し、複数の第1の電極を形成するステップは、複数の第1のチャネルに電極材料を充填するステップを含む。他の例では、方法は、各第1の電極を2つの電極に分割するために、各第1の電極から電極材料の少なくとも一部を除去するステップを含むことができる。追加または別法として、上で説明した方法は、1つまたは複数の層(例えば第1の層、第2の層)の電極材料の1つまたは複数の部分を除去するステップを含むことも可能である。方法は、それぞれの層に誘電材料(例えば第1の誘電材料)を充填するステップをも含むことができる。
上で説明した方法は、可能な実施態様を記述したものであること、また、操作およびステップは並べ替えることができ、さもなければ修正することができること、また、他の実施態様が可能であることに留意されたい。さらに、方法の例のうちの2つ以上を組み合わせることができる。
本明細書において説明されている情報および信号は、任意の様々な異なる技術および技法を使用して表すことができる。例えば上記説明全体を通して参照され得るデータ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、記号およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または粒子、光場または粒子、あるいはそれらの任意の組合せによって表すことができる。いくつかの図面は、信号を単一の信号として示し得るが、信号は信号のバスを表すことができ、バスは様々なビット幅を有することができることは当業者には理解されよう。
「電子連通」および「結合された」という用語は、構成要素間の電子流をサポートする構成要素間の関係を意味している。これには、構成要素間の直接接続を含むことができ、あるいは中間構成要素を含むことができる。電子連通している構成要素、あるいは互いに結合された構成要素は、電子または信号を能動的に交換しても(例えば活きている回路の中での交換)、あるいは電子または信号を能動的に交換しなくてもよい(例えば活きていない回路の中での交換)が、回路が活きた状態になると、電子または信号を交換するように構成することができ、また、そのように動作させることができる。一例として、スイッチ(例えばトランジスタ)を介して物理的に接続された2つの構成要素は、電子連通しているか、またはスイッチの状態(すなわち開または閉)に無関係に結合することができる。
本明細書において使用されている「層」という用語は、幾何学的構造の層状構造またはシートを意味している。各層は三次元(例えば高さ、幅および深さ)を有することができ、また、表面の一部またはすべてを覆うことができる。例えば層は、2つの寸法が第3の寸法より大きい三次元構造であってもよく、例えば薄膜であってもよい。層は異なる素子、構成要素および/または材料を含むことができる。場合によっては、1つの層は2つ以上の副層から構成されていてもよい。添付の図のうちのいくつかは、三次元層のうちの二次元が例証のために描写されている。しかしながら層は三次元の性質であることは当業者には認識されよう。
本明細書において使用されるとき、「実質的に」という用語は、修飾された特徴(例えば実質的にという用語によって修飾された動詞または形容詞)は絶対的である必要はないが、特徴の利点を達成するために十分に近いことを意味している。
本明細書において使用されるとき、「電極」という用語は電気導体を意味することができ、また、場合によってはメモリアレイの記憶セルまたは他のコンポーネントへの電気コンタクトとして使用することができる。電極は、メモリアレイの素子または他のコンポーネント間の導電経路を提供するトレース、ワイヤ、導電線、導電層などを含むことができる。
本明細書において使用されている「フォトリソグラフィ」という用語は、フォトレジスト材料を使用してパターン化し、かつ、電磁放射を使用してこのような材料を露光するプロセスを意味することができる。例えばフォトレジスト材料は母材の上に形成することができ、例えばフォトレジストを母材の上にスピン塗布することによって形成することができる。パターンは、フォトレジストを放射に露光することによってフォトレジストの中に作り出すことができる。パターンは、例えば放射がフォトレジストを露光する部分を空間的に描写するフォトマスクによって画定することができる。次に、露光されたフォトレジスト面積を例えば化学的処理によって除去し、所望のパターンを残すことができる。場合によっては、露光された領域を残し、露光されていない領域を除去することができる。
カルコゲニド材料は、元素S、SeおよびTeのうちの少なくとも1つを含む材料または合金であってもよい。本明細書において考察されている相変化材料はカルコゲニド材料であってもよい。カルコゲニド材料は、S、Se、Te、Ge、As、Al、Sb、Au、インジウム(In)、ガリウム(Ga)、スズ(Sn)、ビスマス(Bi)、パラジウム(Pd)、コバルト(Co)、酸素(O)、銀(Ag)、ニッケル(Ni)、白金(Pt)の合金を含むことができる。例示的カルコゲニド材料および合金は、それらに限定されないが、Ge−Te、In−Se、Sb−Te、Ga−Sb、In−Sb、As−Te、Al−Te、Ge−Sb−Te、Te−Ge−As、In−Sb−Te、Te−Sn−Se、Ge−Se−Ga、Bi−Se−Sb、Ga−Se−Te、Sn−Sb−Te、In−Sb−Ge、Te−Ge−Sb−S、Te−Ge−Sn−O、Te−Ge−Sn−Au、Pd−Te−Ge−Sn、In−Se−Ti−Co、Ge−Sb−Te−Pd、Ge−Sb−Te−Co、Sb−Te−Bi−Se、Ag−In−Sb−Te、Ge−Sb−Se−Te、Ge−Sn−Sb−Te、Ge−Te−Sn−Ni、Ge−Te−Sn−PdまたはGe−Te−Sn−Ptを含むことができる。本明細書において使用されているように、ハイフンでつながれた化学組成表示は、特定の化合物または合金に含まれている元素を示し、示されている元素を含むすべての化学量論を表すことが意図されている。例えばGe−TeはGexTeyを含むことができ、xおよびyは任意の正の整数であってもよい。可変抵抗材料の他の例は、2つ以上の金属、例えば遷移金属、アルカリ土類金属および/または希土類金属を含む二値金属酸化物材料または混合原子価酸化物を含むことができる。実施形態は、記憶セルの記憶素子と関連する1つまたは複数の特定の可変抵抗材料に限定されない。例えば可変抵抗材料の他の例を使用して記憶素子を形成することができ、また、とりわけカルコゲニド材料、巨大磁気抵抗材料またはポリマー系材料を含むことができる。
「隔離された」という用語は、現時点では電子が構成要素間を流れることができない構成要素間の関係を意味しており、構成要素は、それらの間に開路が存在する場合、互いに隔離されることを意味している。例えばスイッチによって物理的に接続された2つの構成要素は、スイッチが開いている場合、互いに隔離することができる。
本明細書において考察されているデバイスは、ケイ素、ゲルマニウム、ケイ素−ゲルマニウム合金、ヒ化ガリウム、窒化ガリウムなどの半導体基板の上に形成することができる。場合によっては、基板は半導体ウェーハである。他の場合には、基板は、シリコン−オン−ガラス(SOG)またはシリコン−オン−サファイア(SOP)などのシリコン−オン−インシュレータ(SOI)基板、または別の基板上の半導体材料のエピタキシャル層であってもよい。基板または基板のサブ領域の導電率は、それらに限定されないが、リン、ホウ素またはヒ素を含む様々な化学種を使用したドーピングによって制御することができる。ドーピングは、イオン注入によって、または任意の他のドーピング手段によって、基板の初期形成または成長中に実施することができる。
添付の図面に関連して本明細書において示されている説明は、例示的構成を記述したものであり、実現することができ、あるいは特許請求の範囲内であるすべての例を表しているわけではない。本明細書において使用されている「例示的」という用語は、「例、実例または例証して働く」ことを意味しており、「好ましい」ものでも、あるいは「他の例より有利な」ものでもない。詳細な説明は、説明されている技法の理解を提供するための特定の詳細を含む。しかしながらこれらの技法は、これらの特定の詳細がなくても実践することができる。いくつかの実例では、よく知られている構造およびデバイスは、説明されている例の概念を曖昧にすることを回避するために、ブロック図の形態で示されている。
添付の図では、同様の構成要素または特徴は、同じ参照ラベルを有することができる。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、参照ラベルの後に、ダッシュおよび同様の構成要素の間を区別する第2のラベルを伴うことによって区別することができる。第1の参照ラベルのみが本明細書において使用されている場合、説明は、第2の参照ラベルには無関係に同じ第1の参照ラベルを有する同様の構成要素のうちのいずれか1つに適用することができる。
本明細書において説明されている機能は、ハードウェア、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ファームウェアまたはそれらの任意の組合せの中で実現することができる。プロセッサによって実行されるソフトウェアの中で実現される場合、機能は、1つまたは複数の命令またはコードとしてコンピュータ可読媒体上に記憶することができ、あるいは伝送することができる。他の例および実施態様は、本開示および添付の特許請求の範囲の範疇である。例えばソフトウェアの性質により、上で説明した機能は、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ハードウェア、ファームウェア、ハードワイヤード、またはこれらのうちのいずれかの組合せを使用して実現することができる。また、機能を実現する特徴は、機能の一部が異なる物理的位置で実現されるよう、分散されていることを含む、様々な位置に物理的に配置することができる。また、特許請求の範囲を含む本明細書において使用されるとき、アイテムのリスト(例えば「のうちの少なくとも1つ」または「のうちの1つまたは複数」などの語句が先行するアイテムのリスト)の中で使用されている「または」は、例えばA、BまたはCのうちの少なくとも1つのリストが、AまたはBまたはCあるいはABまたはACまたはBCあるいはABC(すなわちAおよびBおよびC)を意味するよう、包含的リストを示している。また、本明細書において使用されるとき、「基づく」という語句は、特定のセットの条件を参照するものとして解釈してはならない。例えば「条件Aに基づく」として説明されている例示的ステップは、本開示の範囲を逸脱することなく、条件Aおよび条件Bの両方に基づくことができる。言い換えると、本明細書において使用されるとき、「基づく」という語句は、「少なくとも部分的に基づく」という語句と同じ方法で解釈されるべきである。
本明細書における説明は、当業者による本開示の構築または使用を可能にするために提供されたものである。本開示に対する様々な修正は、当業者には容易に明らかであり、また、本明細書において定義されている一般的な原理は、本開示の範囲を逸脱することなく他の変形形態に適用することができる。したがって本開示は、本明細書において説明されている例および設計に限定されず、本明細書において開示されている原理および新規な特徴と無矛盾の最も広義の範囲と一致するものとする。