[发明专利]三维NAND存储器及其制造方法

权利要求书

1.一种用于形成三维(3D)存储器器件的方法，包括：

在衬底上形成交替电介质堆叠体，其中，所述交替电介质堆叠体包括多个电介质层对，每个电介质层对包括第一电介质层和与所述第一电介质层不同的第二电介质层；

在所述交替电介质堆叠体中形成阶梯结构；

在所述阶梯结构和所述交替电介质堆叠体上设置绝缘层；以及

在所述绝缘层上形成嵌入式硬掩模，其中：

所述嵌入式硬掩模包括两组或更多组图案，所述两组或更多组图案被配置为形成依次制造的两组或更多组垂直结构；并且

所述两组或更多组图案嵌入在所述3D存储器器件中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，形成所述嵌入式硬掩模包括：

在所述绝缘层上设置第一电介质材料；以及

蚀刻所述第一电介质材料以形成所述两组或更多组图案。

3.根据权利要求2所述的方法，还包括：

在所述嵌入式硬掩模上形成牺牲硬掩模，其中，所述牺牲硬掩模包括与所述第一电介质材料不同的第二电介质材料。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，形成所述牺牲硬掩模包括：

在所述嵌入式硬掩模上设置所述第二电介质材料；以及

平面化所述第二电介质材料以形成用于所述牺牲硬掩模的平面表面。

5.根据权利要求3所述的方法，还包括：

形成所述两组或更多组垂直结构，其中，形成所述两组或更多组垂直结构包括：

依次蚀刻所述牺牲硬掩模以相继形成两组或更多组开口，其中，所述两组或更多组开口与所述嵌入式硬掩模中的所述两组或更多组图案对准，并且所述两组或更多组开口比对应的两组或更多组图案宽。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，形成所述两组或更多组垂直结构还包括：

在所述绝缘层中形成两组或更多组垂直开口，其中：

所述两组或更多组垂直开口垂直于所述衬底；并且

所述两组或更多组垂直开口的临界尺寸由所述嵌入式硬掩模中的所述两组或更多组图案确定。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，形成所述两组或更多组垂直结构还包括形成一组虚设沟道孔(DCH)，包括：

蚀刻所述牺牲硬掩模以形成第一组开口，其中：

所述第一组开口与所述嵌入式硬掩模中的所述两组或更多组图案中的第一组图案对准；并且

所述牺牲硬掩模中的所述第一组开口比所述嵌入式硬掩模中的所述第一组图案宽；

通过蚀刻穿过所述衬底的一部分、所述绝缘层和所述阶梯结构在所述两组或更多组垂直开口中形成一组DCH开口，以及

在所述一组DCH开口内部设置绝缘材料。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，形成所述一组DCH还包括：

在所述牺牲硬掩模上设置DCH抗蚀剂掩模和DCH硬掩模；以及

图案化所述DCH抗蚀剂掩模和所述DCH硬掩模以形成所述一组DCH开口。

9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述DCH硬掩模包括在10nm到50nm之间的范围内的厚度。

10.根据权利要求6所述的方法，其中，形成所述两组或更多组垂直结构还包括形成一组栅极线缝隙(GLS)，包括：

蚀刻所述牺牲硬掩模以形成第二组开口，其中：

所述第二组开口与所述嵌入式硬掩模中的所述两组或更多组图案中的第二组图案对准；并且

所述牺牲硬掩模中的所述第二组开口比所述嵌入式硬掩模中的所述第二组图案宽；

通过蚀刻穿过所述交替电介质堆叠体在所述两组或更多组垂直开口中形成一组GLS开口；

用导电层替换所述交替电介质堆叠体中的所述第二电介质层，以形成交替的导电层和电介质层的膜堆叠体；以及

在所述一组GLS开口内部设置绝缘材料。