JP2022160473A - リセッションを含むインプリントリソグラフィのためのテンプレート、そのテンプレートを使用する装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】３Ｄメモリのプロセスフローを単純化し、更に、良好な再現性を実現する。【解決手段】インプリントのためのテンプレート６００は、本体を含むことができる。本体は、ベース面６１０と、ベース面から延在するリセッション６２０とを含むことができる。リセッションは、ステップ６２２、６２４、６２６と、フィーチャとを有することができる。ステップは、その他のステップと比較してベース面から遠い遠位ステップ６２８を含むことができ、各ステップは、対応する高さを有する。フィーチャは、遠位ステップは、丸い又はテーパーの側壁を含む、リセッションの最深部に沿った表面は、非平面である、又は、遠位ステップに対応する高さは、残りのステップに対応する平均高さと異なる、ことを含む。テンプレートは、異なる層を同時にパターニングする場合に、物品の製造に使用することができる。テンプレートは、３Ｄメモリアレイを形成するのに好適である。【選択図】図６

Description

本開示は、インプリントリソグラフィに関し、より詳細には、リセッションを有する、インプリントリソグラフィに使用されるテンプレート、そのテンプレートを使用する装置及び方法に関する。

電子部品の密度は、電子部品が平面（２次元又は２Ｄ）配置でレイアウトされるときに制限される。電子部品の密度は、３次元又は３Ｄ配置を可能にするために、部品を垂直方向に向けることによって、更に増加させることができる。メモリデバイスは、電子デバイスのうちの最も高い電子部品密度の幾つかを有する。メモリセル密度ができるだけ高くなるように、多数のメモリセルが配置されている。

電子部品が３Ｄ配置を有する場合、そのような電子部品を備えた電子デバイスの形成は、多数の工程を必要とする。幾つかの３Ｄメモリ配置において、一組のデバイス層は、個々に、又は、一対の導電層及び絶縁層として形成され、パターン化されてもよい。３２のワード線を有するメモリアレイの３Ｄ配置に対して、３２のマスク及びエッチングオペレーションは、ワード線の形成に使用してもよい。ワード線の数が増加するにつれて、複雑さが増加する。プロセスフローを単純化し、更に、大量生産で要求される良好な再現性を実現する必要性が存在する。

一側面において、テンプレートは、インプリントリソグラフィプロセスに使用される。テンプレートは、ベース面と、ベース面から延在するリセッションとを含む本体を備え、
リセッションは、
その他のステップと比較してベース面から遠い遠位ステップを含むステップであって、各ステップが対応する高さを有するステップと、
遠位ステップは、丸い又はテーパーの側壁を含む、
リセッションの最深部に沿った表面は、非平面である、又は、
遠位ステップに対応する高さは、残りのステップに対応する平均高さと異なる、
ことを含むフィーチャと、
を有する。

実施形態において、遠位ステップは、丸い又はテーパーの側壁を含む。

別の実施形態において、ステップの少なくとも一部に関する側壁は、垂直側壁を含む。

更なる実施形態において、リセッションの最深部に沿った表面は、非平面である。

更なる実施形態において、遠位ステップは、残りのステップに対応する平均高さより小さい又はより大きい高さを有する。

更に別の実施形態において、テンプレートは、アパーチャを更に備え、リセッションは、アパーチャを介して、テンプレートの外側の領域と流体連通している。

別の実施形態において、残りのステップの少なくとも一部に対応する高さは、互いに５％以内である。

更なる実施形態において、遠位ステップ以外の残りのステップは、残りのステップに対応する平均高さの少なくとも５倍である横方向距離（ｌａｔｅｒａｌ ｄｉｓｔａｎｃｅｓ）を有する横方向部分（ｌａｔｅｒａｌ ｐｏｒｔｉｏｎｓ）を含む。

更に別の実施形態において、残りのステップの少なくとも一部は、互いに５％以内である横方向距離を含む。

別の側面において、装置は、インプリントリソグラフィに使用される。装置は、テンプレートのアパーチャに結合されるガスコントローラを備える。

実施形態において、ガスコントローラは、真空源と圧力源との間で選択する圧力源セレクタを備える。

更なる実施形態において、ガスコントローラは、テンプレートのアパーチャ内の圧力を調整する圧力制御機構を備える。

別の実施形態において、装置は、
基板を保持する基板チャックと、
基板上に成形可能な材料をディスペンスする液体吐出システムと、
テンプレートを保持するテンプレートチャックと、
を更に備える。

更なる側面において、物品を製造するのに使用できる方法は、
基板上に成形可能な材料を形成する工程と、
成形可能な材料を、ベース面と、ベース面から延在するリセッションとを含む本体を含む本体でインプリントする工程と、を備え、
リセッションは、
その他のステップと比較してベース面から遠い遠位ステップを含むステップであって、各ステップが対応する高さを有するステップと、
遠位ステップは、丸い又はテーパーの側壁を含む、
リセッションの最深部に沿った表面は、非平面である、又は、
遠位ステップに対応する高さは、残りのステップに対応する平均高さと異なる、
ことを含むフィーチャと、を含み、
方法は、基板上にパターンレジスト層を形成するために、成形可能な材料を硬化する工程を備える。

実施形態において、方法は、
デバイス層を含む基板を提供する工程と、
パターンレジスト層を使用してデバイス層をパターニングする工程と、を備え、
パターニングの後、デバイス層は、ステップを有する。

特定の実施形態において、テンプレートは、第１数のステップを有し、デバイス層は、第２数のステップを有し、第１数は、第２数より大きい。

別の特定の実施形態において、デバイス層は、メモリセルのゲート電極である。

別の実施形態において、方法は、
インプリントの間、リセッション内に真空を発生させる工程と、
パターンレジスト層からテンプレートを引き離すときに圧力を増加させる工程と、又は、両方
を更に備える。

別の実施形態において、トラップされたボイドは、インプリントの間、リセッション内に形成される。

更なる実施形態において、硬化の間、成形可能な材料は、収縮する。

実施形態は、例として示され、添付図面に限定されるものではない。
図１は、テンプレート、基板及び成形可能な材料の一部分の断面図の説明図を含み、トラップされたボイドは、テンプレート内に形成される。 図２は、基板及び成形可能な材料から形成されたパターン層の一部分の断面図の説明図を含み、成形可能な材料は、硬化の間、収縮する。 図３は、例示的なインプリントリソグラフィシステムの簡略化した側面図を含む。 図４は、基材と、ドープ領域と、デバイス層とを含む基板の一部分の断面図の説明図を含む。 図５は、デバイス層をパターニングして絶縁層及びチャネルコアを形成した後の図４の基板の断面図の説明図を含む。 図６は、実施形態におけるインプリントリソグラフィのためのテンプレートの一部分の断面図の説明図を含む。 図７は、別の実施形態におけるインプリントリソグラフィのためのテンプレートの一部分の断面図の説明図を含む。 図８は、更なる実施形態におけるインプリントリソグラフィのためのテンプレートの一部分の断面図の説明図を含む。 図９は、圧力源、図８のテンプレートのアパーチャ及びプロセッサと関連付けられるガスフローコントローラの描写を含む。 図１０は、成形可能な材料をインプリントしている間の図５の基板及び図６のテンプレートの断面図の説明図を含む。 図１１は、成形可能な材料からパターンレジスト層を形成してテンプレートを除去した後の図１０の基板の断面図の説明図を含む。 図１２は、パターンレジスト層の残膜層を除去してデバイス層の最上の対をパターニングした後の図１１の基板の断面図の説明図を含む。 図１３は、デバイス層の上部の二対をパターニングした後の図１２の基板の断面図の説明図を含む。 図１４は、デバイス層をパターニングした後の図１３の基板の断面図の説明図を含む。 図１５は、実質的に完成した物品を形成した後の図１４の基板の断面図の説明図を含む。 当業者は、図面における要素は、簡潔、且つ、明瞭にするために示されており、必ずしも一定のスケールで描かれていないことを理解する。例えば、図面における要素の一部の寸法は、発明の実施形態の理解を向上させることを助けるために、その他の要素に対して誇張されているかもしれない。

図面と組み合わせた以下の説明は、ここに開示される教示の理解を支援するために提供される。以下の議論は、教示の特定の実施及び実施形態に焦点を当てる。この焦点は、教示の説明を支援するために提供され、教示の範囲又は適用性の限定として解釈されるべきではない。

ここで使用されるように、速度と動作とは、相対的な基準で説明される。例えば、物体Ａと物体Ｂとは、互いに相対的に移動する。このような用語は、物体Ａが移動し、物体Ｂが移動していないこと、物体Ａが移動せず、物体Ｂが移動すること、物体Ａ及びＢの両方が移動すること、をカバーすることを意図する。

ここで使用されるように、用語「備える」、「備えている」、「含む」、「含んでいる」、「有する」、「有している」、又は、それらの他のバリエーションは、非排他的な包含をカバーすることを意図する。例えば、フィーチャのリストを備えるプロセス、方法、物品又は装置は、必ずしもそれらのフィーチャだけに限定されるものではなく、明示的にリストされていない、又は、そのようなプロセス、方法、物品又は装置に特有のその他のフィーチャを含んでもよい。更に、反対のことが明示的に提示されていない限り、「又は」は、排他的又は包括的でないことを意味する。例えば、条件Ａ又はＢは、以下のいずれか１つによって満たされる：Ａが真（又は存在する）でＢが偽（又は存在しない）、Ａが偽（又は存在しない）でＢが真（又は存在する）、及び、Ａ及びＢの両方が真（又は存在する）。

「ａ」又は「ａｎ」の使用は、ここに記載される要素及び部品を説明するために用いられる。これは、便宜のためだけであり、発明の範囲の一般的な意義を与えるためである。この記載は、１つ又は少なくとも１つを含むように読まれるべきであり、単数形も、それが他の意味であることが明確でない限り、複数形又は逆を含む。

他に定義されない限り、ここで使用される全ての技術的及び科学的用語は、この発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。材料、方法及び例は、例示的なだけであり、限定することを意図しない。ここに記載されていない限り、特定の材料及びプロセス技術に関する多くの詳細は、従来であり、インプリント、リソグラフィ及び半導体プロセス技術の範囲内の教科書及びその他の情報源に見出すことができる。

テンプレートの特定のデザインの詳細を説明する前に、幾つかの処理考慮が図１及び図２に関して議論される。図１におけるテンプレートは、３つのステップを備える階段状構成のリセッションを有する。実際の実施では、ステップの数は、１６、３２、４８、６４、９６などよりも多く、又は、それ以上のステップでもよい。図１及び図２に関して以下に説明する事項は、ステップの数が増加するにつれて、著しくより困難となる。図１は、トラップされたボイドを示し、図２は、形成可能な材料の収縮を示す。

図１は、インプリント動作の間のテンプレート１００、基板１１０及び成形可能な材料１２０の断面図を含む。リセッション１０２を成形可能な材料３４で充填する前にリセッション１０２内に大量のガスが存在するため、長い充填期間の後でも、トラップされたボイド１２２及び１２４が存在する。多数のステップを備える実際の実施において、これらのマルチステップフィーチャの典型的な寸法は、ｘ方向及びｙ方向で数ｍｍであり、（ｚ方向の）高さは、数ミクロンである。限定されない例として、各ステップは、１０ｎｍから数百ナノメートルの高さを有することができる。１つのステップの高さが５０ｎｍであるとすると、９６のステップでは、全高は、４．８ミクロンとなる。ステップの数が増加するにつれて、トラップされたボイドなしに、リセッションを成形可能な材料で充填することは、非常に困難又は不可能にさえなる。

図２は、テンプレート１００を用いて成形可能な材料を硬化した後のテンプレート１００、基板１１０及びパターンレジスト層２２０の断面図を含む。リセッションが成形可能な材料で十分に充填されていても、成形可能な材料は収縮し、上面、側面又は両方において変形を引き起こす。

図１及び図２において、テンプレート１００は、異なる横方向寸法で異なるデバイス層をパターニングするときに形成されるパターンレジスト層の正確な形状を有するように設計される。しかしながら、パターンレジスト層は、トラップされたボイド１２２の下方又は収縮が起きた場所において局所的に薄くなる。従って、パターンレジスト層の十分な厚さが存在しない。より詳細には、デバイス層をそれらの最終的な横方向寸法にパターニングする場合、１つ以上の上部デバイス層は、そのような１つ以上の上部デバイス層が連続的であり、実質的に均一な厚さを有する場所において、薄くされる、又は、完全にエッチングされる。

インプリントリソグラフィのためのテンプレートは、トラップされたボイドが形成されたとしても、又は、硬化によって成形可能な材料が収縮したとしても、よりロバストな製造プロセスが使用されるように、デザインを有することができる。テンプレートは、電子部品の３Ｄ配置に有用であり、３Ｄメモリアレイに適している。テンプレートは、デバイス層におけるステップに対応しない余分なステップなどのフィーチャを含み、遠位ステップ（テンプレートのベース面から最も遠い）は、別のステップとは異なる高さを有し（例えば、遠位ステップは、その他のステップより高い高さを有し）、リセッションの最深部に沿った面は、非平面であり、又は、遠位ステップは、丸い又はテーパーの側壁を含む。

テンプレート、テンプレートを使用する装置及び方法に関する詳細は、図面とともに本明細書を読んだ後でより理解される。以下の説明は、実施形態を例示することを意図しており、添付の特許請求の範囲で規定される本発明の範囲を限定するものではない。

図面、特に、図３を参照するに、ここで説明される実施形態におけるインプリントリソグラフィシステム１０は、基板１２の上にレリーフパターンを形成するために使用することができる。基板１２は、基板チャック１４に結合されてもよい。図示するように、基板チャック１４は、真空チャックであり、しかしながら、その他の実施形態において、基板チャック１４は、真空、ピン型、溝型、静電、電磁などを含むいかなるチャックであってもよい。例示的なチャックは、参照により全体がここに組み込まれる米国特許第６，８７３，０８７号に記載されている。

基板１２及び基板チャック１４は、ステージ１６によって更に支持されてもよい。ステージ１６は、ｘ、ｙ又はｚ軸に沿った並進又は回転運動を提供する。ステージ１６、基板１２及び基板チャック１４は、ベース（不図示）の上に配置されてもよい。

基板１２から離間しているのは、テンプレート１８である。テンプレート１８は、第１面及び第２面を有する本体を含み、一方の面は、そこから基板１２に向かって延在するメサ２０を有する。メサ２０は、モールド２０とも称される。１つの実施形態において、テンプレート１８は、メサ２０なしで形成されてもよい。

テンプレート１８又はモールド２０は、石英ガラス、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボンポリマー、金属、硬化サファイア、その他の同様な材料又はそれらの組み合わせを含む、そのような材料から形成されてもよい。テンプレート１８及びモールド２０は、一体構造を含むことができる。また、テンプレート１８及びモールド２０は、互いに結合された個別の構成要素を含むことができる。図示するように、パターニング面２２は、離間した凹部２４及び凸部２６によって定義されたフィーチャを含む。開示は、このような構成（例えば、平面）に限定することを意図していない。パターニング面２２は、基板１２の上に形成すべきパターンの基礎を形成する任意のオリジナルパターンを定義してもよい。

テンプレート１８は、チャック２８に結合されてもよい。チャック２８は、真空、ピン型、溝型、静電、電磁又はその他の同様なチャックタイプとして構成されてもよい。例示的なチャックは、米国特許第６，８７３，０８７号に更に記載されている。実施形態において、チャック２８は、チャック２８又はインプリントヘッド３０がテンプレート１８の移動を容易にするように、インプリントヘッド３０に結合されてもよい。

リソグラフィシステム１０は、基板１２の上に成形可能な材料３４を吐出するのに使用される液体吐出（ｆｌｕｉｄ ｄｉｓｐｅｎｓｅ）システム３２を更に含むことができる。例えば、成形可能な材料は、樹脂などの重合性材料を含むことができる。成形可能な材料３４は、ドロップディスペンス、スピンコーティング、ディップコーティング、化学気層蒸着（ＣＶＤ）、物理気層蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着又はそれらの組み合わせなどの技術を用いて、１つ以上の層で基板１２の上に配置される。成形可能な材料３４は、デザイン考慮に応じて、所望の体積がモールド２２と基板１２との間にディスペンスされる前又は後に、基板１２の上にディスペンスされる。例えば、成形可能な材料３４は、参照によりここに組み込まれる米国特許第７，１５７，０３６号及び米国特許第８，０７６，３８６号の両方に記載されているようなモノマー混合物を含むことができる。

リソグラフィシステム１０は、パス４２に沿ってエネルギー４０を導くエネルギー源３８を更に含むことができる。インプリントヘッド３０及びステージ１６は、パス４２に重ね合わせて、テンプレート１８及び基板１２を位置決めすることができる。リソグラフィシステム１０は、ステージ１６、インプリントヘッド３０、液体吐出システム３２又はエネルギー源３８と通信する論理要素５４によって調整され、メモリ５６に随意的に記憶されたコンピュータ読み取り可能なプログラムで動作してもよい。

実施形態において、インプリントヘッド３０、ステージ１６、或いは、インプリントヘッド３０及びステージ１６の両方は、成形可能な材料３４によって充填されるそれらの間に所望の体積を実現するために、モールド２０と基板１２との間の距離を変化させる。例えば、インプリントヘッド３０は、モールド２０が成形可能な材料３４に接触するように、テンプレート１８に力を与えることができる。所望の体積が成形可能な材料３４で充填された後、エネルギー源３８は、エネルギー４０、例えば、紫外線を生成して、成形可能な材料３４を基板１２の表面４４の形状及びパターニング面２２に一致させて凝固又はクロスリンクさせ、基板１２の上にパターン層を定義する。本明細書において、階段状構成を有するテンプレート及びリセッションのデザインに注意が向けられている。

テンプレートの詳細及び物品を形成することが提供される。特定の実施形態において、物品は、ウエハ上に製造された電子デバイスであり、電子デバイスは、３Ｄ ＮＡＮＤ不揮発性メモリを含む。本明細書を読んだ後、当業者は、ここに記載されたコンセプトがメモリデバイスであってもなくてもよい、その他の電子デバイスに使用することができることを理解するであろう。コンセプトは、３Ｄ配置において、直列又は並列に接続された電子部品に好適である。

図４は、メモリアレイ内の基板４００の一部分の断面図を含む。図示されてないが、メモリアレイの外側の基板４００の別の部分は、行又は列デコーダ、行又は列アレイストローブ、センス増幅器又は同様のものなどの回路の一部である電子部品を含むことができる。回路は、メモリセルの前又は後に形成されてもよい。基板４００は、半導体ウエハなどのベース材料４０１、ドープ領域４０２及びドープ領域４０２を覆うデバイス層４２１乃至４２６を含む。ＮＡＮＤ不揮発性メモリにおいて、ドープ領域４０２は、図４に形成されるメモリセルから横方向（ｘ方向、ｙ方向又は両方）に離間された異なるメモリセル間で共有されるソース領域とすることができる。図示された実施形態において、デバイス層４２２、４２４及び４２６は、導電性であって、メモリセルのワード線となり、デバイス層４２１、４２３及び４２５は、絶縁体であって、デバイス層４２２、４２４及び４２６を、互いに及びドープ領域４０２から電気的に絶縁する。デバイス層４２２、４２４及び４２６は、ドープされた半導体材料、金属含有材料（例えば、金属、金属合金、金属シリサイド又は同様のもの）又はゲート電極に好適なその他の材料を含むことができる。デバイス層４２１、４２３及び４２５は、酸化物、窒化物、酸窒化物又は同様のものを含む。

デバイス層４２１乃至４２６は、開口を定義するようにパターニングされる。絶縁層５１０及びチャネルコア５２０は、図５に示すように、開口内に形成される。絶縁層５２０は、酸化膜、窒化膜及び別の酸化膜を含むことができる。ＮＡＮＤ不揮発性メモリセルにおいて、電子などの電荷キャリアは、窒化膜内の電荷トラップから蓄積又は除去することができる。従って、絶縁層５１０は、酸化膜間に配置された窒化膜を含むことができる。蒸着後、側壁スペーサを得るために、デバイス層４２６及び開口の底部を覆う絶縁層５１０の一部分が除去される。特定の実施形態において、側壁スペーサの形状は、図４に示すように、膜を等方的に蒸着し、膜を異方的にエッチングすることによって得られる。

チャネルコア５２０は、形成されるメモリセルのチャネル領域を含む半導体材料を含むことができる。チャネルコア５２０は、半導体層と、メモリセルに対して所望の閾値電圧を得るための濃度を有するドーパントとを含むことができる。チャネルコア５２０は、ドープ領域４０２からエピタキシャル成長させることができる、或いは、半導体材料は、アモルファス材料として蒸着させ、ドープ領域４０２から結晶化させてもよい。別の実施形態において、チャネルコア５２０は、多結晶材料として蒸着させることができる。チャネルコア５０２を形成するときに、半導体材料がデバイス層４２６の上に蒸着されると、それは、デバイス層４２１乃至４２６のパターニングを継続する前に除去される。図示されてないが、絶縁層５１０及びチャネルコア５２０を含む、側壁スペーサを備えた多数のその他の開口が形成されている。

テンプレートは、デバイス層４２１乃至４２６をパターニングするために選択され、デバイス層４２１乃至４２６の階段状構成を得ることができ、デバイス層のペアは、各ステップを形成する。詳細には、デバイス層４２１及び４２２は、１つのステップを形成し、デバイス層４２３及び４２４は、別のステップを形成し、デバイス層４２５及び４２６は、更に別のステップを形成する。前述したように、テンプレートのデザインは、デバイス層４２１乃至４２６をパターニングするために使用されるパターンレジスト層を形成するときに、成形可能な材料のトラップされたボイド及び収縮の可能性を可能にする。

図６は、実施形態におけるテンプレート６００を含む。テンプレート６００は、ベース面に沿って位置するベース面６１０を有する。テンプレート６００は、リセッション６２０を有し、デバイス層４２１乃至４２６をパターニングするために使用されるデバイスステップ６２２、６２４及び６２６と、エキストラステップ６２８とを含む。エキストラステップ６２８は、遠位ステップ（ベース面６１０から最も遠い）であり、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６を成形可能な材料で完全に充填することを可能にする。トラップされたボイドがあれば、それは、エキストラステップ６２８内に含めることができる。成形可能な材料が収縮すると、エキストラステップ６２８は、ステップ６２６及び６２８に沿ったパターンレジスト層が少なくともデバイスステップ６２６の高さと同じ厚さである厚さを有するように、収縮を補償することができる。

各ステップは、高さに対応するライズ（ｒｉｓｅ）と、横方向寸法に対応するラン（ｒｕｎ）とを有する。デバイスステップ６２２は、デバイス層４２１及び４２２の総厚さに対応する高さを有し、デバイスステップ６２４は、デバイス層４２３及び４２４の総厚さに対応する高さを有し、デバイスステップ６２６は、デバイス層４２５及び４２６の総厚さに対応する高さを有する。特定の実施形態において、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の高さは、同一である。しかしながら、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の高さは、同一でなくてもよい。実施形態において、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の高さは、互いに５％以内である。デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の間の高さの差が製造ばらつき及び再現性の限界に起因する場合、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の高さは、互いに１％以内であってもよい。

デバイスステップ６２２、６２４及び６２６に関して、ランは、導電性デバイス層４２２、４２４及び４２６の一部分に対応し、電気接触は、デバイス層４２２、４２４及び４２６に対して行われる。従って、ランは、もしあれば、電気接触及びそれらの対応するミスアライメントトレランスに対して十分な横方向寸法を有する。デバイスステップ６２２、６２４及び６２６に関して、ランの横方向寸法は、対応するステップの高さの１．１乃至１０倍の範囲内である。特定の実施形態において、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の横方向寸法は、同一である。しかしながら、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の横方向寸法は、同一でなくてもよい。実施形態において、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の横方向寸法は、互いに５％以内である。デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の間の横方向寸法の差が製造ばらつき及び再現性の限界に起因する場合、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の横方向寸法は、互いに１％以内であってもよい。

エキストラステップ６２８は、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６のいずれかと同一の又は異なる高さを有する。実施形態において、エキストラステップ６２８は、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６のいずれかよりも低い高さを有し、別の実施形態において、エキストラステップ６２８は、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６のいずれかよりも高い高さを有する。エキストラステップ６２８は、デバイスステップ６２２、６２４及び６２６の平均高さとは異なる、特定の実施形態において、平均高さとは５％を超えて異なる高さを有することができる。

デバイスステップ６２２、６２４及び６２６のライズは、（ベース面６１０に対して）垂直であってもよいし、又は、エキストラステップ６２８に向かってインプリントする間にトラップされた空気を導くのに役立つために、僅かな角度（例えば、垂直から１０°を超えない）で配向されてもよい。エキストラステップ６２８の側壁は、垂直、テーパー又は丸くてもよい。テーパーであれば、テーパー側壁は、僅かな角度又はより大きな角度（垂直から少なくとも１０°）であってもよい。図６の実施形態に図示するように、リセッション６２０の最深部に沿った表面６３０は、平面である。別の実施形態において、表面は、非平面である。

図７は、別の実施形態におけるテンプレート７００を含む。テンプレート７００は、ベース面６１０と、デバイス層４２１乃至４２６をパターニングするために使用されるデバイスステップ６２２、６２４及び７２６を含むリセッション７２０とを有する。デバイスステップ６２２及び６２４は、図６におけるテンプレート６００に関して前述したような特徴を有する。エキストラステップの代わりに、遠位デバイスステップ７２６（ベース面６１０から最も遠い）は、デバイスステップ６２２及び６２４のそれぞれの高さよりも高い高さを有する。深部デバイスステップ７２６は、成形可能な材料でデバイスステップ６２２及び６２４を完全に充填することを可能にし、トラップされたボイド、材料収縮又は両方を捕らえるのに十分な容量を提供する。トラップされたボイドがあれば、それは、深度デバイスステップ７２６内に含めることができる。収縮があれば、深度デバイスステップ７２６は、ステップ７２６に沿ったパターンレジスト層が十分な厚さを有するように、収縮を補償することができる。

各ステップは、高さに対応するライズと、横方向寸法に対応するランとを有する。深度デバイスステップ７２６は、デバイス層４２５及び４２６の総厚さよりも高い高さを有する。実施形態において、深度デバイスステップ７２６は、デバイスステップ６２２及び６２４の平均高さよりも少なくとも５％高い高さを有することができる。

深度デバイスステップ７２６の側壁は、垂直であってもよいし、又は、デバイスステップ６２４の近傍において僅かな角度を有してもよいし、リセッション７２０の最深部に沿った面７３０の近傍においてテーパー又は丸くてもよい。テーパーであれば、テーパー側壁は、僅かな角度（例えば、垂直から１０°を超えない）又はより大きな角度（垂直から少なくとも１０°）であってもよい。図７の実施形態に図示するように、表面７３０は、非平面である。別の実施形態（不図示）において、表面７３０は、平面である。

図８は、別の実施形態におけるテンプレート８００を含む。テンプレート８００は、テンプレート８００の外側の領域と流体連通することを可能とする、リセッション６２０から延在するアパーチャ８４０をテンプレート８００が有すること以外、テンプレート６００と同様である。図９は、圧力源、テンプレート８００及びプロセッサと関連付けられるガスフローコントローラの描写を含む。特に、リセッション６２０は、アパーチャ８４０を介して、ガスコントローラ９３６と流体連通する。ガスコントローラ９３６は、真空（負圧）源９０２及び（正）圧力源９０４と流体連通する。図示されてないが、ガスコントローラ９３６は、リセッション６２０を周囲圧力にあることを可能にすることもできる。ガスコントローラ９３６は、圧力源セレクタ９７２と、バルブ又はその他の圧力制御機構９７４と、圧力センサ９７６とを含む制御ユニット９７０を含む。ガスコントローラ９３６は、プロセッサ５４（図３）に結合される。ガスコントローラ９３６を動作させるロジックは、ガスコントローラ９３６、プロセッサ５４又は両方にあってもよい。特定の実施形態において、リセッション６２０は、真空設定点又は圧力設定点に設定してもよい。圧力源セレクタ９７２は、所望の源９０２又は９０４を選択することができ、バルブ９７２は、圧力センサ９７６によって感知される圧力が設定点と同一又は設定点の所定のトレランス内になるように、調整される。

インプリント動作の間、真空は、テンプレートのデバイスステップ６２２、６２４及び６２６から空気を導くのに役立つ。別の実施形態において、リセッションに対向するテンプレート８００の側面は、インプリントする間に周囲圧力にあってもよく、アパーチャを有していないテンプレート６００のリセッション６２０と比較して、トラップされた空気がリセッション８２０をより容易に離れることを可能にする。パターンレジスト層を形成するために成形可能な材料を硬化させた後、成形可能な材料から形成されたパターンレジスト層からテンプレート８００を引き離すことを助けるために、圧力源９０４を介して、圧力が与えられてもよい。

更なる実施形態において、テンプレート７００は、深度デバイスステップ７２６から延在するテンプレート８００のアパーチャ８４０と同様なアパーチャを有するように変更することができる。更に別の実施形態において、別のテンプレートは、テンプレート８００と同様であるが、エキストラステップ６２８を有しておらず、そのようなテンプレートにおいて、成形可能な材料の過剰は、アパーチャに入る可能性がある。本明細書を読んだ後、当業者は、添付された特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく、特定のアプリケーションに対するニーズ又は要望を満たすためにその他のテンプレートデザインが使用されることを理解するであろう。

物品を製造する方法は、継続し、図６におけるテンプレート６００を使用して処理される。図３、図５及び図６を参照するに、図５に図示されるような基板は、基板チャック１４の上に載置され、その位置に保持される。液体吐出システム３２及び基板は、互いに相対的に位置決めされる。プロセッサ５４は、モールド内のリセッションを充填するために、デバイス層４２６、絶縁層５１０及びチャネルコア５２０の上に形成可能な材料を適切な面積密度でディスペンスする、又は、別に形成する指示を液体吐出システム３２に送る。特定の実施形態において、図６におけるリセッション６２０を備えたテンプレート６００は、成形可能な材料１０００をインプリントするために使用される。基板とテンプレートとは、互いに近接して移動し、テンプレートは、成形可能な材料に接触する。図１０を参照するに、移動は継続し、成形可能な材料１０００は、テンプレート６００におけるリセッション６２０及びその他のリセッション（不図示）を充填する。リセッション６２０が充填されると、一部の空気がリセッション６２０内にトラップされ、リセッション６２０のエキストラステップ６２８内にあるトラップされたボイド１０２０を形成する。エキストラステップ６２８内の成形可能な材料１０００は、トラップされたボイド１０２０、その後の材料収縮又はデバイス層４２１乃至４２６の適切なパターニングに別の悪影響を与えるその他の面倒な事態を捕らえるために、成形可能な材料１０００の付加的な厚さを表す。

方法は、テンプレート６００のパターン面に対応する、図１１におけるパターンレジスト層を形成するために、成形可能な材料１０００を硬化することを含む。硬化は、電磁放射線の照射によって行うことができる。実施形態において、電磁放射線は、紫外線である。別の実施形態において、成形可能な材料は、熱を使用して硬化させることができる。基板とテンプレート６００のベース面６１０との間に形成されたパターンレジスト層１１００の一部分は、残膜層を形成する。硬化の後、テンプレート６００は、図１１に図示されるようなデバイスステップ１１２２、１１２４及び１１２６を有するパターンレジスト層１１００から引き離される。トラップされたボイドに加えて、成形可能な材料は硬化の間に収縮し、しかしながら、トラップされたボイド及び収縮があっても、中央部分１１２８内のパターンレジスト層１１００の全ては、破線１１１０又はそれ以上の厚さを有する。従って、中央部分１１２８は、デバイス層４２２、４２４及び４２６の適切なパターニングを可能にするのに十分な厚さを有する。中央部分１１２８のための非平面の表面は、パターニングの間に問題を引き起こさない。

パターンレジスト層１１００は、下にあるデバイス層４２１乃至４２６をパターニングするために使用することができる。パターニングシーケンスの第１部分の間、残膜層は、Ｏ_２プラズマを使用してアッシングされる。アッシングは、時限エッチング、終点検出又は終点検出及び時限オーバーエッチングとして行うことができる。

残膜層によって覆われたデバイス層４２６の部分は、アッシングの後に露出される。デバイス層４２６及びデバイス層４２５は、最初にパターニングされる。デバイス層４２６に使用されるエッチングガスは、パターンレジスト層１１００及びデバイス層４２５における材料に対して良好な選択性を有し、デバイス層４２５に使用されるエッチングガスは、パターンレジスト層１１００及びデバイス層４２５の下にあるデバイス層４２４における材料に対して良好な選択性を有する。デバイス層４２６が多結晶又はアモルファスシリコンを含む場合、化学エッチングは、Ｏ_２を含む、又は、含まないＨＢｒを含むことができる。デバイス層４２５が酸化シリコンを含む場合、化学エッチングは、ＣＨＦ_３を含むことができる。その他の化学エッチングが使用されてもよく、その他の層に対して十分な選択性を提供してもよい。エッチングは、反応性イオンエッチングを使用して異方的に行うことができる。

デバイス層４２６及び４２５は、連続的にエッチングされ、パターンレジスト層１１００のステップ１１２２に対応する形状を有する。残膜層のアッシングと同様に、デバイス層４２６及び４２５のそれぞれのエッチングは、時限エッチング、終点検出又は時限オーバーエッチングを備えた終点検出として行うことができる。デバイス層４２５がエッチングされた後、図１２に図示されるように、デバイス層４２４の一部分が露出される。

アッシングは、パターンレジスト層１１００の一部を除去するために行うことができる。パターンレジスト層１１００は、薄くされ、ステップ１１２２は、除去される。ステップ１１２２が除去されると、炭素（例えば、ＣＯ_２、ＣＯ又は同様のもの）に基づく信号は、ステップ１１２２が除去されるにつれて減少するステップ関数を有する。従って、必要に応じて、終点検出を使用することができる。アッシングは、時限エッチング、終点検出又は終点検出と時限オーバーエッチングとの組み合わせとして行うことができる。デバイス層４２４及び４２３は、図１３に図示されるように、デバイス層４２２を露出させるために、順次パターニングされる。デバイス層４２５及び４２６は、それぞれ、デバイス層４２３及び４２４でパターニングすることができる。化学エッチング及びエッチング技術は、デバイス層４２６及び４２５に対して前述したそれらのいずれかである。

アッシングは、パターンレジスト層１１００の一部を除去するために行うことができる。パターンレジスト層１１００は、薄くされ、ステップ１１２４は、除去される。ステップ１１２４が除去されると、炭素（例えば、ＣＯ_２、ＣＯ又は同様のもの）に基づく信号は、ステップ１１２４が除去されるにつれて減少するステップ関数を有する。従って、必要に応じて、終点検出を使用することができる。アッシングは、時限エッチング、終点検出又は終点検出と時限オーバーエッチングとの組み合わせとして行うことができる。デバイス層４２２及び４２１は、ドープ領域４０２を露出させるために、順次パターニングされる。化学エッチング及びエッチング技術は、デバイス層４２６及び４２５に対して前述したそれらのいずれかである。デバイス層４２２、４２４及び４２６の露出部分は、同一のエッチングの間にパターニングされ、デバイス層４２２、４２４及び４２６の露出部分をエッチングした後、デバイス層４２１、４２３及び４２５の露出部分は、同一のエッチングの間にパターニングされる。導電性デバイス層４２２、４２４及び４２６が同一の組成及び実質的に同一の厚さを有し、導電性デバイス層４２１、４２３及び４２５が同一の組成及び実質的に同一の厚さを有する場合、デバイス層４２１乃至４２６をパターニングする処理は単純化される。ここで使用されるように、「実質的に同一の厚さ」は、厚さが互いに１０％以内であることを意味する。パターンレジスト層１１００の残りの部分は、アッシングされる。図１４は、基板と、パターンデバイス層とを含む。

図１５に図示されるように、実質的に完成された物品を形成するために、更なる処理が行われる。中間誘電体（ＩＬＤ）層１５００は、パターンデバイス層４２１乃至４２６を含む基板の上に形成される。実施形態において、ＩＬＤ層１５００は、複数の膜を含んでもよい。例えば、ＩＬＤ層１５００は、アンドープ酸化膜１５０２と、エッチングストップ膜１５０４と、ドープ酸化膜１５０６とを含むことができる。層は、連続的に蒸着及び研磨される。図１５に示されるように、ドープ酸化膜１５０６の厚さは、場所間で十分に異なる厚さを有する。エッチングストップ層１５０４は、導電性デバイス層４２２、４２４及び４２６及び物品のその他の部分に接触するためのドープ酸化膜１５０６のより制御されたエッチングを提供するのに役立つ。エッチングストップ層１５０４は、窒化物層を含むことができる。エッチングは、終点検出又は終点検出と時限オーバーエッチングとの組み合わせを使用して行うことができる。ドープ酸化膜１５０６と比較して、膜１５０２及び１５０４は、相対的に薄く、より均一な厚さを有し、従って、それらは、重大な面倒な事態がなく、順次エッチングされる。パターンＩＬＤ層１５００は、コンタクト開口１５２０を有する。別の実施形態において、より多く又はより少ない膜がパターンＩＬＤ層１５００に使用され、膜１５０２、１５０４及び１５０６の組成は、前述したそれらとは異なってもよい。本明細書を読んだ後、当業者は、ＩＬＤ１５００の膜の数及びそれらの組成は特定のアプリケーションに対するニーズ及び要望に合わせることができることを理解するであろう。

導電性プラグ１５２２は、コンタクト開口１５２０内に形成される。絶縁層１５４０は、相互接続トレンチ１５４２を形成するために、形成及びパターニングされ、相互接続１５４４及び１５４６は、相互接続トレンチ内に形成される。相互接続１５４４は、導電性プラグ１５２２を介して、デバイス層４２２、４２４及び４２６に電気的に接続される。相互接続１５４４は、図１５に図示される実施形態におけるメモリアレイのワード線に信号を供給する。相互接続１５４６は、チャネルコア５２０に電気的に接続される。従って、相互接続１５４６は、メモリアレイに対するビット線の一部である。

別の実施形態において、メモリアレイは、より多くのデバイス層と、デバイス層に結合されたより多くのチャネルコアとを含む。チャネルコアは、より高密度メモリアレイを可能にするために、隣接する行に沿ったねじれ形配列で配置されてもよい。更なる実施形態において、チャネルコア５２０に対してデバイス層４２１乃至４２６をパターニングする順序と、導電性プラグ１５２２に対するランディング領域を形成する順序とは、逆にすることができる。デバイス層４２１乃至４２６は、絶縁層５１０及びチャネルコア５２０に対してデバイス層４２１乃至４２６をパターニングする前、階段状構成を得るようにパターニングされてもよい。

その他のタイプの電子部品は、ここで説明したような技術を使用して形成されてもよい。特に、デバイス層４２２、４２４及び４２６、及び、チャネルコア５２０の機能は、変更されてもよい。例えば、デバイス層４２２、４２４及び４２６は、トランジスタのチャネル領域の形式であり、チャネルコア５２０は、ゲート電極によって置換してもよい。特定の例において、トランジスタは、デプレションモードトランジスタでもよく、ゲート電極は、トランジスタに対する共通ゲート電極でもよい。このような構成は、トランジスタのチャネル領域が、異なる構成要素に電気的に接続されて一緒にオン又はオフされるデバイス層４２２、４２４及び４２６に対応する場合に有用である。このような構成は、信号（共通ゲート電極上）が異なる回路によって同時に使用される場合に有用である。

ここで説明したようなテンプレートは、インプリントリソグラフィを使用して形成された同一のパターンレジスト層を使用して物品のデバイス又はその他の層をパターニングするのに有用である。テンプレートは、トラップされたボイド、成形可能な材料の材料収縮、パターンレジスト層の厚さに影響を与える別の処理結果又はそれらの組み合わせが意図的でない場所において上部デバイス層のパターニングを生じさせないように設計される。従って、テンプレートは、単一のパターンレジスト層を使用して幾つかのデバイス層をパターニングする場合に、製造に使用されるよりロバストなパターニングシーケンスを可能にする。テンプレートは、３Ｄメモリアレイ及びその他の電子部品の形成に有用である。

なお、一般的な説明又は例において上述のアクティビティの全てが必要であるのではなく、特定のアクティビティの一部が必要でないことがあり、１つ以上の更なるアクティビティが説明されたアクティビティに加えて行われてもよい。更に、アクティビティがリストされる順序は、必ずしもそれらが行われる順序ではない。

利益、その他の利点及び問題に対する解決法は、特定の実施形態に関して上述されている。しかしながら、利益、利点、問題に対する解決法、及び、更なるプロナウンスを起こす又はであるために利益、利点又は解決法をもたらすフィーチャは、請求項のいずれか又は全てのクリティカルな、必須な又は不可欠なフィーチャと解釈されるべきではない。

ここで説明された実施形態の明細書及び説明図は、様々な実施形態の構成の一般的な理解を提供することを目的としている。明細書及び説明図は、ここで説明された構成又は方法を使用する装置及びシステムの要素及びフィーチャの全ての包括的及び総合的な説明として提供されることを目的としていない。個々の実施形態は、単一の実施形態の組み合わせで提供されてもよく、反対に、略して、単一の実施形態のコンテキストで説明した様々な特徴は、個々に、又は、幾つかのサブコンビネーションで提供されてもよい。更に、範囲に提示された値に対する参照は、その範囲内の各値及び全ての値を含む。多くのその他の実施形他は、本明細書を読んだ後、当業者に明かとなる。その他の実施形態は、開示の範囲から逸脱することなく、構造的置換、論理的置換又はその他の変更が行われるように、使用され、開示から導き出される。従って、開示は、限定的ではなく、例示的なものとみなされるべきである。

Claims (20)

1. インプリントリソグラフィのためのテンプレートであって、
   ベース面と、前記ベース面から延在するリセッションとを含む本体を備え、
   前記リセッションは、
   その他のステップと比較して前記ベース面から遠い遠位ステップを含むステップであって、各ステップが対応する高さを有するステップと、
   前記遠位ステップは、丸い又はテーパーの側壁を含む、
   前記リセッションの最深部に沿った表面は、非平面である、又は、
   前記遠位ステップに対応する高さは、残りのステップに対応する平均高さと異なる、
   ことを含むフィーチャと、
   を含む、
   ことを特徴とするテンプレート。
2. 前記遠位ステップは、丸い又はテーパーの側壁を含むことを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
3. 前記ステップの少なくとも一部に関する側壁は、垂直側壁を含むことを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
4. 前記リセッションの最深部に沿った前記平面は、非平面であることを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
5. 前記遠位ステップは、前記残りのステップに対応する前記平均高さより小さい又はより大きい高さを有することを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
6. アパーチャを更に備え、前記リセッションは、前記アパーチャを介して、前記テンプレートの外側の領域と流体連通していることを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
7. 前記残りのステップの少なくとも一部に対応する高さは、互いに５％以内であることを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
8. 前記遠位ステップ以外の残りのステップは、前記残りのステップに対応する前記平均高さの少なくとも５倍である横方向距離を有する横方向部分を含むことを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
9. 前記残りのステップの少なくとも一部は、互いに５％以内である横方向距離を含むことを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
10. インプリントリソグラフィのための装置であって、
    テンプレートのアパーチャに結合されるガスコントローラを備えることを特徴とする装置。
11. 前記ガスコントローラは、真空源と圧力源との間で選択する圧力源セレクタを備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
12. 前記ガスコントローラは、前記テンプレートの前記アパーチャ内の圧力を調整する圧力制御機構を備えることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
13. 基板を保持する基板チャックと、
    前記基板の上に成形可能な材料をディスペンスする液体吐出システムと、
    前記テンプレートを保持するテンプレートチャックと、
    を更に備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
14. 物品を製造する方法であって、
    基板の上に成形可能な材料を形成することと、
    前記成形可能な材料をテンプレートでインプリントすることと、
    前記基板の上にパターンレジスト層を形成するために、前記成形可能な材料を硬化することと、
    を備え、
    前記テンプレートは、
    ベース面と、前記ベース面から延在するリセッションとを含む本体を含み、
    前記リセッションは、
    その他のステップと比較して前記ベース面から遠い遠位ステップを含むステップであって、各ステップが対応する高さを有するステップと、
    前記遠位ステップは、丸い又はテーパーの側壁を含む、
    前記リセッションの最深部に沿った表面は、非平面である、又は、
    前記遠位ステップに対応する高さは、残りのステップに対応する平均高さと異なる、
    ことを含むフィーチャと、
    を有することを特徴とする方法。
15. デバイス層を含む前記基板を提供することと、
    前記パターンレジスト層を使用して前記デバイス層をパターニングすることと、
    を更に備え、
    パターニングの後、前記デバイス層は、ステップを有することを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記テンプレートは、第１数のステップを有し、前記デバイス層は、第２数のステップを有し、前記第１数は、前記第２数より大きいことを特徴とする請求項１５に記載の方法。
17. 前記デバイス層は、メモリセルのゲート電極であることを特徴とする請求項１５に記載の方法。
18. インプリントの間、前記リセッション内に真空を発生させることと、
    前記パターンレジスト層から前記テンプレートを引き離すときに圧力を増加させることと、又は、
    両方
    を更に備えることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
19. トラップされたボイドは、インプリントの間、前記リセッション内に形成されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
20. 硬化の間、前記成形可能な材料は、収縮することを特徴とする請求項１４に記載の方法。

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