用于制造半导体装置的方法和用于半导体装置的制造设备制造方法及图纸

公开了一种用于制造半导体装置的方法和用于半导体装置的制造设备。该用于制造半导体装置的方法包括在基底上形成下结构。下结构包括交替且重复地堆叠的第一牺牲层和第一绝缘层。在下结构中形成第一孔。第一孔使基底的上表面暴露。在第一孔中形成牺牲图案。牺牲图案的孔隙率朝向基底增加。在下结构和牺牲图案上形成上结构。上结构包括交替且重复地堆叠的第二牺牲层和第二绝缘层。在上结构中形成第二孔。第二孔使牺牲图案暴露。去除牺牲图案。

Methods for manufacturing semiconductor devices and manufacturing equipment for semiconductor devices

A method for manufacturing a semiconductor device and a manufacturing device for the semiconductor device are disclosed. The method for manufacturing a semiconductor device includes forming a lower structure on a substrate. The lower structure includes a first sacrificial layer and a first insulating layer stacked alternately and repeatedly. The first hole is formed in the lower structure. The first hole exposes the upper surface of the substrate. A sacrificial pattern is formed in the first hole. The porosity of sacrificial pattern increases towards the substrate. The upper structure is formed on the lower structure and the sacrificial pattern. The upper structure includes a second sacrificial layer and a second insulating layer stacked alternately and repeatedly. A second pore is formed in the upper structure. The second hole exposes the sacrificial pattern. Remove the sacrifice pattern.

【技术实现步骤摘要】
用于制造半导体装置的方法和用于半导体装置的制造设备本申请要求于2018年5月14日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0054797号韩国专利申请和于2018年6月15日在韩国知识产权局提交的第10-2018-0068769号韩国专利申请的优先权，这些韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
本公开涉及半导体装置制造，更具体地，涉及一种用于制造半导体装置的方法和使用该方法的半导体装置的制造设备。
技术介绍
半导体存储器装置是利用诸如硅(Si)、锗(Ge)、砷化镓(GaAs)和/或磷化铟(InP)的半导体实现的存储器存储装置。半导体存储器装置可以被概略地分类为易失性存储器装置和非易失性存储器装置。易失性存储器装置是在没有电力时不保留存储的数据的存储器装置。非易失性存储器装置是即使在没有电力时也能够保留存储的数据的存储器装置。非易失性存储器装置的示例包括闪存、ROM(只读存储器)、PROM(可编程ROM)、EPROM(电可编程ROM)、EEPROM(电可擦除可编程ROM)和电阻式存储器(例如，PRAM(相变RAM)、FRAM(铁电RAM)和PRAM(电阻式RAM))等。当前的非易失性存储器装置被高度集成，并且因此能够利用小的形状因子存储大量数据。在二维或平面存储器装置的情况下，由单位存储器单元占据的面积来确定集成度。三维存储器装置也已经被实施。在三维存储器装置中，单位存储器单元被垂直布置。
技术实现思路
一种用于制造半导体装置的方法，该方法包括在基底上形成下结构。下结构包括交替且重复地堆叠的第一牺牲层和第一绝缘层。在下结构中形成第一孔。第一孔使基底的上表面暴露。在第一孔中形成牺牲图案。牺牲图案的孔隙率朝向基底增加。在下结构和牺牲图案上形成上结构。上结构包括交替且重复地堆叠的第二牺牲层和第二绝缘层。在上结构中形成第二孔。第二孔使牺牲图案暴露。去除牺牲图案。一种用于制造半导体装置的方法，该方法包括设置包括第一孔的下结构。将第一材料图案形成为至少部分地填充第一孔的第一部分。第一材料图案具有第一孔隙率。在第一材料图案上形成第二材料图案。第二材料图案填充第一孔的第二部分。第二材料图案具有第二孔隙率，第二孔隙率比第一孔隙率低。在下结构和第二材料图案上形成上结构。在上结构中将第二孔形成与第一孔至少部分地叠置。去除第一材料图案和第二材料图案。一种用于制造半导体装置的方法，该方法包括设置包括第一孔的下结构。将牺牲图案形成为包括部分地填充第一孔的第一部分的第一材料图案，以在第一材料图案下方留下空隙。在下结构和第一材料图案两者上形成上结构。在上结构中将第二孔形成为暴露牺牲图案。去除牺牲图案。一种用于制造半导体装置的设备包括被构造为固定晶圆的可旋转晶圆支撑件。牺牲材料供应器被构造为将牺牲材料提供到晶圆上。温度调节器被构造为调节晶圆的温度。牺牲材料供应器被构造为在晶圆上提供第一浓度的牺牲材料，并且然后在晶圆上提供第二浓度的牺牲材料，第二浓度大于第一浓度。温度调节器被构造为在提供第一浓度的牺牲材料时将晶圆保持在第一温度。温度调节器被构造为在提供第二浓度的牺牲材料时将晶圆保持在第二温度，第二温度比第一温度低。一种用于制造半导体装置的设备包括晶圆载体单元，晶圆载体单元被构造为提供在基底上的其中第一牺牲层和第一绝缘层交替且重复地堆叠的下结构。下结构包括设置在其中的第一孔。牺牲材料供应单元被构造为在晶圆上提供用于形成在第一孔中的牺牲图案的牺牲材料。温度调节单元被构造为保持晶圆的温度。晶圆载体单元、牺牲材料供应单元和/或温度调节单元被构造为调节牺牲图案的孔隙率，使得牺牲图案的孔隙率朝向基底增加。附图说明通过参照附图详细地描述专利技术构思的示例性实施例，本专利技术构思的以上和其它方面与特征将变得更明显。用于制造半导体装置的设备包括晶圆载体单元，晶圆载体单元被构造为提供在基底上的其中第一牺牲层和第一绝缘层交替并重复地堆叠的下结构。下结构包括设置在其中的第一孔。牺牲材料供应单元被构造为将用于形成第一孔中的牺牲图案的牺牲材料提供到晶圆上。温度调节单元被构造为保持晶圆的温度。晶圆载体单元、牺牲材料供应单元和/或温度调节单元被构造为调节牺牲图案的孔隙率(porosity)，使得牺牲图案的孔隙率朝向基底增加。图1是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的用于制造半导体装置的方法的流程图。图2至图13是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的用于制造半导体装置的方法中的中间步骤的图。图14和图15是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的用于制造半导体装置的方法中的中间步骤的图。图16至图18是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的用于制造半导体装置的方法中的中间步骤的图。图19至图22是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的用于制造半导体装置的方法中的中间步骤的图。图23是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的用于制造半导体装置的方法中的中间步骤的图。图24是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的半导体装置的制造设备的示意图。图25是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的半导体装置的制造设备的示意图。图26是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的半导体装置的制造设备的示意图。图27是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的半导体装置的制造设备的框图。具体实施方式在下文中，将参照图1至图13来描述根据本专利技术构思的示例性实施例的用于制造半导体装置的方法。在下文中，将通过采用用于制造其中单位存储器单元被垂直布置的半导体装置的方法作为示例来描述本专利技术构思。然而，本专利技术构思可以被不同地应用于用来制造半导体装置和形成具有高的高宽比的孔的方法。图1是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的用于制造半导体装置的方法的流程图。图2至图13是示出根据本专利技术构思的示例性实施例的用于制造半导体装置的方法中的中间步骤的图。参照图1和图2，在基底100上形成下结构110(S100)。基底100可以是例如体硅或绝缘体上硅(SOI)。可选择地，基底100可以是硅基底或者可以包括其它材料，例如，硅锗、锑化铟、铅碲化合物、砷化铟、磷化铟、砷化镓和/或锑化镓。基底100可以包括在基体基底上形成的外延层。下结构110可以包括在基底100上交替堆叠的第一牺牲层112和第一绝缘层114。在图2中，多个第一牺牲层112和多个第一绝缘层114形成为具有彼此相同的厚度，但本公开不限于此。例如，第一牺牲层112的厚度可以不同于第一绝缘层114的厚度。根据本专利技术构思的示例性实施例，最下部分(例如，最靠近基底100)的第一牺牲层112可以比其它的第一牺牲层112和/或第一绝缘层114厚。第一牺牲层112可以相对于第一绝缘层114具有蚀刻选择性。如这里使用的，短语“蚀刻选择性”被理解为意味着两种或更多种物质在相似条件下具有不同的蚀刻速率，或者在某一条件下，一种物质被蚀刻同时另一物质基本保持不被蚀刻。例如，在第一绝缘层114包含氧化硅的情况下，第一牺牲层112本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造半导体装置的方法，所述用于制造半导体装置的方法包括以下步骤：/n在基底上形成下结构，下结构包括交替且重复地堆叠的第一牺牲层和第一绝缘层；/n在下结构中形成第一孔，第一孔使基底的上表面暴露；/n在第一孔中形成牺牲图案，其中，牺牲图案的孔隙率朝向基底增加；/n在下结构和牺牲图案上形成上结构，上结构包括交替且重复地堆叠的第二牺牲层和第二绝缘层；/n在上结构中形成第二孔，第二孔使牺牲图案暴露；以及/n去除牺牲图案。/n

【技术特征摘要】
20180514 KR 10-2018-0054797;20180615 KR 10-2018-001.一种用于制造半导体装置的方法，所述用于制造半导体装置的方法包括以下步骤：
在基底上形成下结构，下结构包括交替且重复地堆叠的第一牺牲层和第一绝缘层；
在下结构中形成第一孔，第一孔使基底的上表面暴露；
在第一孔中形成牺牲图案，其中，牺牲图案的孔隙率朝向基底增加；
在下结构和牺牲图案上形成上结构，上结构包括交替且重复地堆叠的第二牺牲层和第二绝缘层；
在上结构中形成第二孔，第二孔使牺牲图案暴露；以及
去除牺牲图案。


2.根据权利要求1所述的用于制造半导体装置的方法，其中，形成牺牲图案的步骤包括：
在下结构上设置牺牲材料；以及
使用牺牲材料执行旋涂工艺。


3.根据权利要求2所述的用于制造半导体装置的方法，其中，牺牲材料包括环戊硅烷和/或环己硅烷。


4.根据权利要求1所述的用于制造半导体装置的方法，其中，形成牺牲图案的步骤包括以下步骤：
形成第一材料图案，第一材料图案填充第一孔的第一部分并且具有第一孔隙率；以及
在第一材料图案上形成第二材料图案，第二材料图案填充第一孔的第二部分并且具有第二孔隙率，第二孔隙率比第一孔隙率低。


5.根据权利要求1所述的用于制造半导体装置的方法，其中，牺牲图案包括在牺牲图案的下部分中的空隙。


6.根据权利要求1所述的用于制造半导体装置的方法，所述用于制造半导体装置的方法还包括：
在去除牺牲图案之后在第一孔和第二孔中形成半导体层。


7.根据权利要求6所述的用于制造半导体装置的方法，所述用于制造半导体装置的方法还包括：
去除第一牺牲层和第二牺牲层以使半导体层暴露；
在半导体层上形成电荷存储层；以及
在电荷存储层上形成栅极图案。


8.根据权利要求1所述的用于制造半导体装置的方法，其中，第一牺牲层和第二牺牲层均包括硅、氮化硅、氮氧化硅和/或碳化硅。


9.根据权利要求1所述的用于制造半导体装置的方法，其中，第一绝缘层和第二绝缘层均包括氧化硅。


10.根据权利要求1所述的用于制造半导体装置的方法，其中，牺牲图案包括多晶硅。


11.一种用于制造半导体装置的方法，所述用于制造半导体装置的方法包括以下步骤：
设置包括第一孔的下结构；
形成至少部分地填...

【专利技术属性】
技术研发人员：李耕希，李睃荣，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR