[發明專利]形成氧化硅膜的方法和裝置

有效

• 申請號: 201811062556.8
• 申請日: 2018-09-12
• 公開（公告）號: CN109509698B
• 公開（公告）日: 2023-10-24
• 發明（設計）人: 高京碩;島裕巳;木鐮英司;菱屋晉吾
• 申請（專利權）人: 東京毅力科創株式會社
• 主分類號: H01L21/02
• 分類號: H01L21/02;H10B43/00
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇

1.一種在氧化硅膜和氮化硅膜露出的被處理面形成氧化硅膜的方法，所述方法具有以下工序：

第一工序，設為將具有氧化硅膜和氮化硅膜露出的被處理面的被處理體配置于減壓下的處理容器內的狀態；

第二工序，在所述氧化硅膜和所述氮化硅膜露出的被處理面形成成為犧牲膜的隔離氮化硅膜；以及

第三工序，接著向所述被處理體供給熱能和氧自由基以及氫自由基，將所述隔離氮化硅膜置換為氧化硅膜。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，

在所述第三工序中，將所述被處理體加熱到800℃～900℃的范圍的溫度，并且供給氧氣體和氫氣體，由此生成氧自由基和氫自由基，利用所述氧自由基和所述氫自由基將所述隔離氮化硅膜置換為所述氧化硅膜。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，

在所述第二工序中，通過交替供給硅原料氣體和氮化氣體的原子層沉積來形成所述氮化硅膜。

4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，

在所述第二工序中，使用含氯硅烷系氣體作為所述硅原料氣體，使用氨氣體作為所述氮化氣體。

5.根據權利要求1至4中的任一項所述的方法，其特征在于，

在所述第三工序之后還具有第四工序，在該第四工序中，在通過置換形成的所述氧化硅膜之上形成膜厚調整用氧化硅膜。

6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，

在所述第四工序中，通過交替供給硅原料氣體和氧化種的原子層沉積來形成所述膜厚調整用氧化硅膜。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，

在所述第四工序中，使用通過將所述被處理體加熱到700℃～750℃并且供給氧氣體和氫氣體而生成的氧自由基和氫自由基來作為氧化種。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，

在所述第四工序中，使用臭氧氣體作為氧化種。

9.根據權利要求6至8中的任一項所述的方法，其特征在于，

在所述第四工序中，使用含氯硅烷系氣體作為硅原料氣體。

10.根據權利要求1至9中的任一項所述的方法，其特征在于，

氧化硅膜和氮化硅膜露出的被處理面為層疊膜的表面，所述層疊膜的表面是在作為所述被處理體的形成3D-NAND型非易失性半導體裝置的半導體晶圓中、在沿層疊方向形成于所述氧化硅膜和作為犧牲膜的所述氮化硅膜的層疊膜的存儲孔露出的面，形成于所述被處理面的氧化硅膜為阻擋氧化物膜。

11.一種在氧化硅膜和氮化硅膜露出的被處理面形成氧化硅膜的裝置，所述裝置具備：

處理容器，其收容具有所述氧化硅膜和氮化硅膜露出的被處理面的被處理體；

氣體供給部，其向所述處理容器內供給規定的氣體；

加熱機構，其對所述處理容器內進行加熱；

排氣機構，其對所述處理容器內進行排氣來設為減壓狀態；以及

控制部，其對所述氣體供給部、所述加熱機構以及所述排氣機構進行控制，

其中，所述控制部控制所述氣體供給部、所述加熱機構以及所述排氣機構，以在所述被處理體被配置于所述處理容器內的狀態下將所述處理容器內保持為規定的減壓下，使用硅原料氣體和氮化氣體在所述氧化硅膜和所述氮化硅膜露出的被處理面形成成為犧牲膜的隔離氮化硅膜，接著向所述被處理體供給熱能和氧自由基以及氫自由基，將所述隔離氮化硅膜置換為氧化硅膜。

12.根據權利要求11所述的裝置，其特征在于，

所述控制部進行控制，以在將所述隔離氮化硅膜置換為氧化硅膜時，將所述被處理體加熱到800℃～900℃的范圍的溫度，并且供給氧氣體和氫氣體，由此生成氧自由基和氫自由基，利用所述氧自由基和所述氫自由基將所述氮化硅膜置換為所述氧化硅膜。