[发明专利]用于高深宽比图案化和竖直缩放的膜堆叠简化

说明书

本文提供用于形成包括含金属层的图案化多层堆叠件的方法。方法涉及在包括待稍后移除并用金属代替的一牺牲层的多层堆叠件中使用含硅的非金属材料，同时维持蚀刻对比度以图案化多层堆叠件并在沉积金属之前选择性移除牺牲层。方法涉及使用硅碳氧化物代替硅氮化物、以及使用牺牲非金属材料代替含金属层，以制造多层堆叠件、图案化该多层堆叠件、选择性移除牺牲非金属材料以在堆叠件中留下空间、并将含金属材料沉积至空间中。牺牲非金属材料包括硅氮化物和掺杂的多晶硅、例如掺杂硼的硅。

通过引用并入

PCT申请表作为本申请的一部分与本说明书同时提交。如在同时提交的PCT申请表中所标识的本申请要求享有其权益或优先权的每个申请均通过引用全文并入本文且用于所有目的。

背景技术

半导体设备制造涉及诸如闪存的类的多种设备的制造。随着设备的缩小，用于制造复杂、高效、以及多个存储器单元的结构用于使存储器设备中的存储器单元的密度最大化。3D NAND技术通过将存储器单元竖直地堆叠在多个层中来解决与二维NAND技术相关联的挑战。另外，制造会涉及包括导电材料和介电材料的组合的越来越复杂的多层堆叠。

这里提供的背景描述是为了总体呈现本公开的背景的目的。当前指定的发明人的工作在其在此背景技术部分以及在提交申请时不能确定为现有技术的说明书的各方面中描述的范围内既不明确也不暗示地承认是针对本公开的现有技术。

发明内容

本文提供了用于制造半导体装置的方法和装置。一方面涉及一方法，其包含：提供半导体衬底；沉积具有至少三种不同材料的无金属多层堆叠件，所述三种不同材料中的至少一者是牺牲层；在具有所述至少三种不同材料的所述无金属多层堆叠件中蚀刻出沟槽或通孔；在蚀刻出所述沟槽或通孔之后，相对于所述无金属多层堆叠件的其他材料而选择性蚀刻所述牺牲层，以在所述无金属多层堆叠件的多个层之间形成至少一个空间：以及在所述至少一个空间中沉积金属，以形成在其中蚀刻有沟槽或通孔的含金属多层堆叠件。

在多种实施方案中，所述无金属多层堆叠件包括三种不同材料。

在多种实施方案中，所述无金属多层堆叠件包括四种不同材料。

所述方法还可以包含在蚀刻出所述沟槽或通孔之后并在选择性蚀刻所述牺牲层之前，使所述无金属多层堆叠件中的所述沟槽或通孔的侧壁中的介电材料内凹。

在多种实施方案中，所述牺牲层是多晶硅或者硅氮化物。

在多种实施方案中，所述至少三种不同材料包含硅氧化物、未掺杂的多晶硅、掺杂的多晶硅、硅氮化物、掺杂氧的硅碳化物、和掺杂氮的硅碳化物中的一者或者更多者。

在多种实施方案中，金属是钨或钼。

所述方法还可以包括在沉积金属之前于所述至少一个空间中沉积含金属的衬里，由此将金属沉积在所述至少一个空间中的含金属的衬里上。在一些实施方案中，含金属的衬里选自由钛氮化物、铝氧化物、和钨碳氮化物所组成的群组。

在多种实施方案中，无金属多层堆叠件包括硅碳氧化物(silicon oxycarbide)、掺杂氮的硅碳化物、和硅氧化物的交替层。

在多种实施方案中，无金属多层堆叠件包括牺牲介电质以及交替的硅碳氧化物层和硅氧化物层。

在多种实施方案中，所述至少三种不同材料包括硅氮化物、硅氧化物、掺杂氮的硅碳化物、和掺杂氧的硅碳化物。

在多种实施方案中，所述至少三种不同材料包括多晶硅、硅氧化物、掺杂氮的硅碳化物、和掺杂氧的硅碳化物。

在多种实施方案中，所述至少三种不同材料包括多晶硅、硅氮化物、硅氧化物、和掺杂氧的硅碳化物。

在一些实施方案中，牺牲层是硅氮化物。在一些实施方案中，牺牲层可以是多晶硅、或掺杂的多晶硅。