用于3D NAND的氧化物/氮化物(ON)堆叠覆盖改良制造技术

本文描述的实施例涉及制造具有最小化的面内失真(IPD)和平板印刷覆盖误差的氧化物/氮化物(ON)层堆叠。形成层堆叠ON层的方法包括使第一含硅气体、含氧气体和第一稀释气体流动。对称地施加RF功率以形成SiO2的第一材料层。使第二含硅气体、含氮气体和第二稀释气体流动。对称地施加第二RF功率以形成Si3N4的第二材料层。重复以下步骤直到第一材料层和第二材料层的期望数量构成层堆叠：使第一含硅气体、含氧气体和第一稀释气体流动；对称地施加第一RF功率；使第二含硅气体、含氮气体和第二稀释气体流动；以及对称地施加第二RF功率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于3DNAND的氧化物/氮化物(ON)堆叠覆盖改良
本公开内容的实施例总体上涉及3DNAND存储器单元制造工艺。更具体来说，本公开内容的实施例涉及制造具有最小化的面内失真(in-planedistortion，IPD)和平板印刷覆盖误差的氧化物/氮化物(ON)层的层堆叠的设备和方法。
技术介绍
不断增长的需求持续推动对具有更小几何形状且成本更低的高容量、高性能计算机存储器设备的需求。为此，存储器单元的部件彼此在其顶上堆叠以产生三维(3D)存储器单元，如垂直闸3D存储器单元。一种这样的技术是NAND闪存，其通常见于存储器卡、USB闪存驱动器(flashdrive)、固态驱动器以及用于数据储存和传输的其他类似设备中。在NAND闪存中，由晶体管制成的存储器单元串联连接并堆叠在垂直层中以产生密集封装的高容量存储器设备。闪存驱动器通常使用较少的功率且比普通硬盘驱动更耐用，因为它们不包含移动部分。如此一来，对于增加闪存驱动器的容量非常感兴趣。随着闪存技术的发展，如何在小尺寸上产生高容量元件仍然存在挑战。一个这样的挑战是3DNAND存储器单元需要64x或更多的氧化物/氮化物(ON)层的层堆叠，而其受到面内失真(IPD)和平板印刷覆盖误差的影响。因此，本专利技术
需要制造具有最小化IPD和改良平板印刷覆盖的氧化物/氮化物(ON)层的层堆叠的设备和方法。
技术实现思路
在一个实施例中，提供一种形成氧化物/氮化物(ON)层的层堆叠的方法。方法包括：将基板传送到工艺腔室；将固持基板的基座加热到沉积温度；以及使第一含硅气体以第一含硅气体流速流入工艺腔室中；使含氧气体以含氧气体流速流入工艺腔室中；以及使第一稀释气体以第一稀释气体流速流入工艺腔室中。对第一含硅气体、含氧气体和第一稀释气体对称地施加第一射频(RF)功率，以形成二氧化硅(SiO2)的第一材料层。方法进一步包括：使第二含硅气体以第二含硅气体流速流入工艺腔室中，使含氮气体以含氮气体流速流入工艺腔室中；以及使第二稀释气体以第二稀释气体流速流入工艺腔室中。对第二含硅气体、含氮气体和第二稀释气体对称地施加第二RF功率，以形成氮化硅(Si3N4)的第二材料层。重复以下步骤直到第一材料层和第二材料层的期望数量的材料层对构成层堆叠：使第一含硅气体、含氧气体和第一稀释气体流动；对称地施加第一RF功率；使第二含硅气体、含氮气体和第二稀释气体流动；以及对称地施加第二RF功率。在另一个实施例中，提供了一种形成氧化物/氮化物(ON)层的层堆叠的方法。方法包括：将基板传送到第一工艺腔室；将固持基板的第一工艺腔室的第一基座加热到沉积温度；以及使第一含硅气体以第一含硅气体流速流入第一工艺腔室中；使含氧气体以含氧气体流速流入第一工艺腔室中；以及使第一稀释气体以第一稀释气体流速流入第一工艺腔室中。对第一含硅气体、含氧气体和第一稀释气体对称地施加第一射频(RF)功率，以形成二氧化硅(SiO2)的第一材料层。方法进一步包括：使第二含硅气体以第二含硅气体流速流入第一工艺腔室中；使含氮气体以含氮气体流速流入第一工艺腔室中；以及使第二稀释气体以第二稀释气体流速流入第一工艺腔室中。对第二含硅气体、含氮气体和第二稀释气体对称地施加第二RF功率，以形成氮化硅(Si3N4)的第二材料层。重复以下步骤直到第一材料层和第二材料层的期望数量的材料层对的第一部分构成层堆叠：使第一含硅气体、含氧气体和第一稀释气体流动；对称地施加第一RF功率；使第二含硅气体、含氮气体和第二稀释气体流动；以及对称地施加第二RF功率。方法进一步包括：将基板从第一工艺腔室传送到第二工艺腔室；将固持基板的第二工艺腔室的第二基座加热到沉积温度；以及重复以下步骤直到第一材料层和第二材料层的期望数量的材料层对的第二部分构成层堆叠：使第一含硅气体、含氧气体和第一稀释气体流动；对称地施加第一RF功率；使第二含硅气体、含氮气体和第二稀释气体流动；以及对称地施加第二RF功率。在又一个实施例中，提供了一种喷头。喷头包括对称射频(RF)电路，对称射频(RF)电路设置在喷头中，所述对称射频(RF)电路通过RF馈电(RFfeed)连接到RF电源，所述RF馈电具有以90度间隔连接到对称RF电路的四个部分。附图说明本公开内容的特征已简要概述于前，并可以通过通过参考部分在附图中示出的实施例以对本公开内容进行更详细的描述。然而，注意到，因为本公开内容可允许其他等效的实施例，因此附图仅示出了示例性实施例且不会视为其范围的限制。图1是根据实施例的存储器元件的示意性横截面图。图2是根据实施例的处理系统的示意图。图3是根据实施例的等离子体增强化学气相沉积系统的示意性横截面图。图4是根据实施例的工艺腔室的喷头的顶部示意性横截面图。图5是根据实施例的形成具有最小化IPD和改良平板印刷覆盖的ON层的层堆叠的方法的流程图。图6是根据实施例的形成具有最小化IPD和改良平板印刷覆盖的ON层的层堆叠的方法的流程图。为了促进理解，在可能的情况下，已经使用相同的附图标号表示附图中共有的元件。可以预期的是，一个实施例的元件和特征可有利地结合到其他实施例中，而无需赘述。具体实施方式本文描述的实施例涉及制造具有最小化的面内失真(IPD)和平板印刷覆盖误差的氧化物/氮化物(ON)层的层堆叠。形成层堆叠ON层的方法包括使第一含硅气体、含氧气体和第一稀释气体流动。对称地施加RF功率以形成SiO2的第一材料层。使第二含硅气体、含氮气体和第二稀释气体流动。对称地施加第二RF功率以形成Si3N4的第二材料层。重复以下步骤直到第一材料层和第二材料层的期望数量构成层堆叠：使第一含硅气体、含氧气体和第一稀释气体流动；对称地施加第一RF功率；使第二含硅气体、含氮气体和第二稀释气体流动；以及对称地施加第二RF功率。图1是根据本公开内容的实施例的存储器元件100的示意性横截面图。存储器元件100包括基板102，基板102上具有多个第一材料层104和多个第二材料层106。材料层对108a、108b、108c、......108n(也称为多个第一材料层104的第一材料层与多个第二材料层106的第二材料层的多个材料层对108)构成层堆叠110。在ON堆叠存储器元件的实施例中，每个第一材料层104通常是二氧化硅层(O层)，且每个第二材料层106通常是氮化硅层(N层)。尽管图1描绘沉积在第一材料层104之上的第二材料层106，但是沉积顺序可以颠倒，以使得第一材料层104(O层)沉积在第二材料层106(N层)之上。在存储器元件100是3DNAND存储器单元的实施例中，存储器元件100进一步包括设置在基板102的第一表面112的相对端上的源极和漏极(未示出)。为了用作闪存，多个NAND快闪存储器单元通常与共享源极或漏极的相邻单元串联连接，且每个单元连接到位线和字线。在操作中，每个单元可以在其中储存数据，诸如“0”或“1”。制造具有最小化IPD和改良平板印刷覆盖的ON/OP膜的层堆叠的方法包括等离子体增强化学气相沉积(PECVD)工艺，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成氧化物/氮化物(ON)层的层堆叠的方法，包括以下步骤：/n将基板传送到工艺腔室；/n将固持所述基板的基座加热到沉积温度；/n使第一含硅气体以第一含硅气体流速流入所述工艺腔室中，使含氧气体以含氧气体流速流入所述工艺腔室中，并且使第一稀释气体以第一稀释气体流速流入所述工艺腔室中；/n对所述第一含硅气体、所述含氧气体和所述第一稀释气体对称地施加第一射频(RF)功率，以形成二氧化硅(SiO

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180731 US 62/712,7291.一种形成氧化物/氮化物(ON)层的层堆叠的方法，包括以下步骤：
将基板传送到工艺腔室；
将固持所述基板的基座加热到沉积温度；
使第一含硅气体以第一含硅气体流速流入所述工艺腔室中，使含氧气体以含氧气体流速流入所述工艺腔室中，并且使第一稀释气体以第一稀释气体流速流入所述工艺腔室中；
对所述第一含硅气体、所述含氧气体和所述第一稀释气体对称地施加第一射频(RF)功率，以形成二氧化硅(SiO2)的第一材料层；
使第二含硅气体以第二含硅气体流速流入所述工艺腔室中，使含氮气体以含氮气体流速流入所述工艺腔室中，并且使第二稀释气体以第二稀释气体流速流入所述工艺腔室中；
对所述第二含硅气体、所述含氮气体和所述第二稀释气体对称地施加第二RF功率，以形成氮化硅(Si3N4)的第二材料层；以及
重复以下步骤直到所述第一材料层和所述第二材料层的期望数量的材料层对构成层堆叠：使所述第一含硅气体、所述含氧气体和所述第一稀释气体流动；对称地施加所述第一RF功率；使所述第二含硅气体、所述含氮气体和所述第二稀释气体流动；以及对称地施加所述第二RF功率。


2.如权利要求1所述的方法，进一步包括以下步骤：
将所述基板从所述工艺腔室传送到快速热处理(RTP)腔室；以及
在大于约800℃的退火温度下退火。


3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述沉积温度为约500℃至约650℃。


4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述第一含硅气体包括硅烷(SiH4)、四乙氧基硅烷(TEOS)和乙硅烷(Si2H6)中的至少一个，所述含氧气体包括氧化亚氮(N2O)、氧气(O2)和三氧(O3)中的至少一个，并且所述第一稀释气体包括氮气(N2)、氩(Ar)和氦(He)中的至少一个。


5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述第二含硅气体包括SiH4和Si2H6中的至少一个，所述含氮气体包括氨(NH3)和N2中的至少一个，并且所述第二稀释气体包括N2、Ar和He中的至少一个。


6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述第一含硅气体流速为约每分钟600标准立方公分(sccm)至约5000sccm，所述含氧气体流速为约500sccm至约15000sccm，并且所述第一稀释气体流速为约100sccm至约20000sccm。


7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述第二含硅气体流速为约30sccm至约300sccm，所述含氮气体流速为约2000sccm至约7000sccm，并且所述第二稀释气体流速为约500sccm至约3000sccm。


8.一种形成氧化物/氮化物(ON)层的层堆叠的方法，包括以下步骤：
将基板传送到第一工艺腔室；
将固持所述基板的所述第一工艺腔室的第一基座加热到沉积温度；
使第一含硅气体以第一含硅气体流速流入所述第一工艺腔室中，使含氧气体以含氧气体流速流入所述第一工艺腔室中，并且使第一稀释气体以第一稀释气体流速流入...

【专利技术属性】
技术研发人员：林永景，TJ·龚，M·尾形，Y·周，韩新海，D·帕德希，J·C·罗查，A·K·班塞尔，M·斯利尼瓦萨恩，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US