[發(fā)明專利]向鎢膜上形成氧化硅膜的方法、裝置以及存儲介質(zhì)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810869583.X
• 申請日: 2018-08-02
• 公開（公告）號: CN109385616B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 高京碩;佐佐木幸二;池內(nèi)俊之
• 申請（專利權(quán)）人: 東京毅力科創(chuàng)株式會社
• 主分類號: C23C16/40
• 分類號: C23C16/40;C23C16/455;C23C16/02
• 代理公司: 北京林達劉知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

本公開涉及向鎢膜上形成氧化硅膜的方法、裝置以及存儲介質(zhì)。在使用氧自由基那樣的氧活性種來在鎢膜上形成氧化硅膜的情況下，抑制鎢膜的氧化。向鎢膜上形成氧化硅膜的方法包括：第一工序，設(shè)為將具有表面形成了自然氧化膜的鎢膜的被處理體配置在減壓下的處理容器內(nèi)的狀態(tài)；第二工序，使含硅氣體吸附于鎢膜來形成硅晶種層；第三工序，然后，對被處理體進行退火，通過自然氧化膜與硅晶種層的反應(yīng)來形成氧化硅膜；以及第四工序，然后，通過使用含硅氣體與氧活性種的ALD來形成ALD氧化硅膜。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及向鎢膜上形成氧化硅膜的方法、裝置以及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

例如，在3D-NAND型非易失性半導(dǎo)體裝置的制造過程中，將氧化硅膜(SiO₂膜)和氮化硅膜(SiN膜)多層地層疊，在層疊方向垂直地形成狹縫之后，經(jīng)由該狹縫通過濕蝕刻將SiN膜去除，在去除了SiN膜之后的空間埋入成為柵電極的鎢膜，然后在垂直的狹縫的內(nèi)側(cè)部分，實施形成作為鎢膜的隔離絕緣膜的SiO₂膜(spacer SiO₂film)的工序(例如專利文獻1)。

進行如下方法：例如通過等離子體ALD那樣的使用氧活性種的ALD(Atomic LayerDeposition：原子層沉積)來進行形成隔離SiO₂膜的工序，但是為了防止因鎢的氧化和鎢的揮發(fā)而導(dǎo)致電氣特性降低、生產(chǎn)率降低，作為第一工序而實施低溫下的ALD工序；然后為了提高對濕蝕刻的耐性，作為第二工序而實施高溫下的ALD工序。

專利文獻1：日本特開2016-171280號公報(圖31～35)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問題

所述第一工序為低溫，難以發(fā)生鎢膜直接氧化、揮發(fā)，但氧自由基那樣的氧活性種侵入到鎢膜，這時，鎢膜表面的自然氧化膜(氧化鎢)也侵入鎢膜中，從而鎢膜的氧化加劇。

因而，本發(fā)明要解決的問題是，在使用氧自由基那樣的氧活性種在鎢膜上形成氧化硅膜的情況下，抑制鎢膜的氧化。

用于解決問題的方案

為了解決所述問題，本發(fā)明的第一觀點是提供向鎢膜上形成氧化硅膜的方法，該方法包括：第一工序，設(shè)為將具有在表面形成了自然氧化膜的鎢膜的被處理體配置在減壓下的處理容器內(nèi)的狀態(tài)；第二工序，使含硅氣體吸附于所述鎢膜來形成硅晶種層；第三工序，然后，對所述被處理體進行退火，通過所述自然氧化膜與所述硅晶種層的反應(yīng)來形成氧化硅膜；以及第四工序，然后，通過使用含硅氣體與氧活性種的ALD來形成ALD氧化硅膜。

所述第二工序中使用的所述含硅氣體可以包含氨基硅烷氣體、或者二硅烷氣體。該情況下，所述第二工序中使用的所述含硅氣體可以含有三(二甲基氨基)硅烷或者二異丙基氨基硅烷。

所述第三工序能夠在非活性氣體氣氛下以600℃～700℃范圍的溫度進行。

在所述第四工序中，作為所述含硅氣體能夠使用含氯的硅烷系氣體以及氨基硅烷系氣體中的任一者，作為氧活性種能夠使用氧自由基或者臭氧氣體。

所述第四工序也可以具有：第一步驟，通過25℃～350℃的低溫成膜來形成第一ALD氧化硅膜；以及第二步驟，通過500℃～750℃的中高溫成膜來形成第二ALD氧化硅膜。

在所述第四工序中，可以是，以25℃～35℃的范圍的溫度，作為所述含硅氣體使用氨基硅烷系氣體，作為所述氧活性種使用由氧等離子體生成的氧自由基，來進行所述第一步驟，以700℃～750℃的范圍的溫度，作為所述含硅氣體使用含氯硅烷系氣體，作為所述氧活性種使用利用了氧氣和氫氣進行的低壓自由基氧化中的自由基，來進行所述第二步驟。該情況下，能夠使用二異丙基氨基硅烷氣體作為氨基硅烷系氣體，來進行所述第一步驟，能夠使用六氯乙硅烷氣體作為含氯硅烷系氣體，來進行所述第二步驟。