JP7344867B2 - 水平表面上におけるSiNの選択的堆積 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年8月4日に出願された米国仮特許出願第62/541,262号に対する優先権を主張し、あらゆる目的のために本明細書に参照として組み込まれる。
装置
結論
[適用例1]
3D NAND構造を製造するために半導体基板を処理する方法であって、前記方法は、
階段パターンで構成された、交互に設けられた酸化物層および窒化物層を有する基板を提供する工程であって、前記窒化物層の各々は露出された水平表面を有する、工程と、
前記階段パターン上に酸化物充填材を堆積する前に、高密度プラズマ化学気相成長(HDP CVD)によって、前記酸化物層および前記窒化物層の両方の上に窒化ケイ素(SiN)を堆積させる工程と、を含み、
前記SiNは、前記窒化物層の前記露出された水平表面上に、各層において、酸化物側壁表面に対して選択的に堆積されて、SiNパッドが形成される、方法。
[適用例2]
適用例1に記載の方法であって、HDP CVDによるSiNの前記堆積させる工程は、
前記窒化物層の前記露出された水平表面上にSiNを堆積して前記SiNパッドを形成する工程、および、前記階段パターンの前記酸化物層の側壁に堆積されたSiNを、前記SiNパッドに対して選択的にエッチングする工程、を同時に実施する工程を含む、方法。
[適用例3]
適用例1に記載の方法であって、
前記窒化物層の前記露出された水平表面を各層において、堆積化学物質に暴露させて前記SiNパッドを形成する工程と、
前記階段パターンの前記酸化物層の側壁をエッチャントに暴露させて、前記側壁に堆積されたSiNを、前記SiNパッドに対して選択的にエッチングする工程と、を更に含む方法。
[適用例4]
適用例3に記載の方法であって、前記窒化物層の前記露出された水平表面は、各層において、前記階段パターンの前記酸化物層が前記エッチャントに暴露される前に、前記堆積化学物質に暴露される、方法。
[適用例5]
適用例3に記載の方法であって、前記エッチャントは、水素ガス(H 2 )、フッ素(F)含有ガス、またはそれらの組み合わせのうちの1つから生成されるプラズマ種を含む、方法。
[適用例6]
適用例3に記載の方法であって、前記SiNの堆積から、前記酸化物層の前記側壁に堆積された前記SiNの選択的エッチングへの移行は、前記基板に印加されるバイアスを低下させることを含む、方法。
[適用例7]
適用例1に記載の方法であって、HDP CVDによりSiNを堆積させる工程は、ケイ素含有反応物および窒素含有反応物をHDP CVDチャンバに流すことを含む、方法。
[適用例8]
適用例7に記載の方法であって、HDP CVDによりSiNを堆積させる工程は、水素ガス(H 2 )を前記HDP CVDチャンバに流すことを更に含む、方法。
[適用例9]
適用例1に記載の方法であって、
前記窒化物層をタングステンワード線で置換する工程、および、
前記SiNパッドをタングステンランディングパッドで置換する工程、を更に含む方法。
[適用例10]
適用例9に記載の方法であって、
HDP CVDにより前記酸化物層および前記窒化物層の両方の上にSiNを堆積した後、前記階段パターン上に前記酸化物充填材を堆積する工程と、
前記酸化物充填材をエッチングして、前記酸化物充填材内に、前記タングステンワード線まで延びる垂直ビアを形成する工程であって、前記酸化物充填材は、前記タングステンランディングパッドに対して選択的にエッチングされる、工程と、
前記ビア内にタングステンを堆積させて、前記タングステンワード線まで延びるタングステンインターコネクトを形成する工程と、を更に含む方法。
[適用例11]
適用例10に記載の方法であって、
1つ以上の前記ビアによる1つ以上の前記タングステンワード線のパンチスルーが生じないように保護するために、前記タングステンランディングパッドを位置決めする工程を更に含む、方法。
[適用例12]
適用例1に記載の方法であって、
前記階段パターンの前記酸化物層の側壁に堆積されたSiNを、水平表面上のSiNの堆積物を実質的に損なわないようにしながら、選択的にエッチングする工程を更に含む、方法。
[適用例13]
適用例1に記載の方法であって、前記交互に設けられた酸化物層および窒化物層の各々の厚さが約10nm~約100nmである、方法。
[適用例14]
適用例10に記載の方法であって、前記ビアは変動する深さを有する、方法。
[適用例15]
方法であって、
酸化物層の間に窒化物層を挿入させて階段構造が形成された基板を提供する工程であって、前記窒化物層の部分は露出されている、工程と、
SiNを、高密度プラズマ化学気相成長(HDP CVD)によってケイ素含有反応物および窒素含有反応物から、前記基板にバイアスを印加しながら、前記窒化物層の露出された前記部分の平坦面上に堆積する工程と、
前記階段構造の前記酸化物層の側壁に堆積された材料を、前記側壁に堆積された前記材料を前記窒化物層の露出された前記部分の前記平坦面上の前記材料に対して選択的にエッチングすることにより、除去する工程と、を含む方法。
[適用例16]
適用例15に記載の方法であって、前記ケイ素含有反応物および窒素含有反応物の前記堆積は異方性である、方法。
[適用例17]
適用例15に記載の方法であって、前記側壁に堆積された前記材料をエッチングすることは、水素ガス(H 2 )、フッ素(F)含有ガス、またはそれらの組み合わせから生成されたプラズマ種に前記側壁を暴露させることを含む、方法。
[適用例18]
適用例15に記載の方法であって、前記側壁に堆積された前記材料の前記堆積および前記除去が同時に実行される、方法。
[適用例19]
適用例15に記載の方法であって、前記側壁に堆積された前記材料の前記堆積および前記除去が逐次的に実行される、方法。
[適用例20]
基板を処理するための装置であって、前記装置は、
内部にプロセスチャンバを収容するリアクタと、
前記プロセスチャンバと流体連通し結合しているプラズマ源と、
前記プロセスチャンバ内に配置された基板台座であって、前記基板台座と結合された電極によって供給される電気エネルギーを受け取る、基板台座と、
前記プロセスチャンバの中に通じる1つ以上のガス入口であって、前記ガス入口によってプロセスガスが前記プロセスチャンバの中に導入される、ガス入口と、前記ガス入口に関連付けられた流量制御ハードウェアと、
前記リアクタを制御するように構成されたコントローラであって、前記コントローラはプロセッサおよびメモリを有し、前記プロセッサおよび前記メモリは互いに通信可能に接続されており、
前記プロセッサは、少なくとも、前記流量制御ハードウェアに動作可能に接続され、
前記メモリは、前記プロセッサを制御するためのコンピュータ実行可能命令を格納して、
(a)前記プロセスガスを前記プロセスチャンバに注入する工程であって、前記プロセスガスは、ケイ素含有反応物、窒素含有反応物、および、水素ガス(H 2 )を含み、前記水素ガスと前記ケイ素含有反応物との比は少なくとも1:2である、工程と、
(b)前記(a)の間に前記電極にバイアスを印加する工程と、
(c)前記(a)の後に、前記電極に印加された前記バイアスを低下させる工程と、
(d)前記(c)の間に、水素(H 2 )ガスまたは(F)フッ素ガスを注入する工程と、
によって前記流量制御ハードウェアを少なくとも制御する、コントローラと、
を備える装置。
Claims (13)
- 3D NAND構造を製造するために半導体基板を処理する方法であって、前記方法は、
階段パターンで構成された、交互に設けられた酸化物層および窒化物層を有する基板を提供する工程であって、前記窒化物層の各々は露出された水平表面を有する、工程と、
前記階段パターン上に酸化物充填材を堆積する前に、高密度プラズマ化学気相成長(HDP CVD)によって、前記酸化物層および前記窒化物層の両方の上に窒化ケイ素(SiN)を堆積させる工程であって、前記窒化物層の前記露出された水平表面を各層において、堆積化学物質に暴露させてSiNパッドを形成することによって、前記SiNは、前記窒化物層の前記露出された水平表面上に、各層において、酸化物側壁表面に対して選択的に堆積されて、前記SiNパッドが形成される、工程と、
前記階段パターンの前記酸化物層の側壁をエッチャントに暴露させて、前記側壁に堆積されたSiNを、前記SiNパッドに対して選択的にエッチングする工程と、
を含む方法。 - 請求項1に記載の方法であって、HDP CVDによるSiNの前記堆積させる工程は、
前記窒化物層の前記露出された水平表面上にSiNを堆積して前記SiNパッドを形成する工程、および、前記階段パターンの前記酸化物層の側壁に堆積されたSiNを、前記SiNパッドに対して選択的にエッチングする工程、を同時に実施する工程を含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記窒化物層の前記露出された水平表面は、各層において、前記階段パターンの前記酸化物層が前記エッチャントに暴露される前に、前記堆積化学物質に暴露される、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記エッチャントは、水素ガス(H2)、フッ素(F)含有ガス、またはそれらの組み合わせのうちの1つから生成されるプラズマ種を含む、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、前記SiNの堆積から、前記酸化物層の前記側壁に堆積された前記SiNの選択的エッチングへの移行は、前記基板に印加されるバイアスを低下させることを含む、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、HDP CVDによりSiNを堆積させる工程は、ケイ素含有反応物および窒素含有反応物をHDP CVDチャンバに流すことを含む、方法。
- 請求項6に記載の方法であって、HDP CVDによりSiNを堆積させる工程は、水素ガス(H2)を前記HDP CVDチャンバに流すことを更に含む、方法。
- 請求項1に記載の方法であって、
前記窒化物層をタングステンワード線で置換する工程、および、
前記SiNパッドをタングステンランディングパッドで置換する工程、を更に含む方法。 - 請求項8に記載の方法であって、
HDP CVDにより前記酸化物層および前記窒化物層の両方の上にSiNを堆積した後、前記階段パターン上に前記酸化物充填材を堆積する工程と、
前記酸化物充填材をエッチングして、前記酸化物充填材内に、前記タングステンワード線まで延びる垂直な複数のビアを形成する工程であって、前記酸化物充填材は、前記タングステンランディングパッドに対して選択的にエッチングされる、工程と、
前記複数のビア内にタングステンを堆積させて、前記タングステンワード線まで延びるタングステンインターコネクトを形成する工程と、を更に含む方法。 - 請求項9に記載の方法であって、
前記複数のビアのうちの1つ以上のビアによる1つ以上の前記タングステンワード線のパンチスルーが生じないように保護するために、前記タングステンランディングパッドを位置決めする工程を更に含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、
前記階段パターンの前記酸化物層の側壁に堆積されたSiNを、水平表面上のSiNの堆積物を実質的に損なわないようにしながら、選択的にエッチングする工程を更に含む、方法。 - 請求項1に記載の方法であって、前記交互に設けられた酸化物層および窒化物層の各々の厚さが約10nm~約100nmである、方法。
- 請求項9に記載の方法であって、前記複数のビアの深さは互いに異なる、方法。
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