半导体装置的制造方法、基板处理装置以及记录介质制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置的制造方法、基板处理装置以及记录介质。对于在基板上形成的结晶状膜，提高蚀刻速率。提供以下技术，将对形成在基板上的结晶状膜非同时地进行供给含硼气体的工序1和供给卤化物气体的工序2的循环执行预定次数，由此对结晶状膜进行蚀刻。由此对结晶状膜进行蚀刻。由此对结晶状膜进行蚀刻。

【技术实现步骤摘要】
半导体装置的制造方法、基板处理装置以及记录介质


[0001]本公开涉及半导体装置的制造方法、基板处理装置以及记录介质。

技术介绍

[0002]作为具有3维结构的NAND型的3DNAND闪存的阻挡层，例如有时使用结晶化后的氧化铝(Al2O3)膜(以下，显示为AlO膜)等结晶状膜。另外，从控制栅极的低电阻化的观点出发，有时要求将该结晶状膜薄膜化(例如参照专利文献1)。
[0003]在通过蚀刻对结晶状膜进行薄膜化的情况下，与对非晶状膜(非晶质膜)进行蚀刻的情况相比，有时蚀刻速率低，难以进行蚀刻。
[0004]专利文献1：日本特开2011
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14704号公报

技术实现思路

[0005]本公开的目的为，对于形成在基板上的结晶状膜提高蚀刻速率。
[0006]根据本公开的一个方式，提供具有以下工序的技术，将对形成在基板上的结晶状膜非同时地进行供给含硼的气体的工序1和供给卤化物气体的工序2的循环执行预定次数，从而对所述结晶状膜进行蚀刻。
[0007]根据本公开，能够对形成在基板上的结晶状膜提高蚀刻速率。
附图说明
[0008]图1是表示能够应用本公开的一个实施方式的基板的截面的一部分的图。
[0009]图2是表示本公开的一实施方式的基板处理工序的图。
[0010]图3是本公开的一实施方式中适宜使用的基板处理装置的立式处理炉的概略结构图，是以纵截面图表示处理炉部分的图。
[0011]图4是本公开的一实施方式中适宜使用的基板处理装置的立式处理炉的概略结构图，是以图3的A
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A线截面图表示处理炉部分的图。
[0012]图5是本公开的一个实施方式中适宜使用的基板处理装置的控制器的概要构成图，是用框图表示控制器的控制系统的图。
[0013]图6是表示本公开的一个实施方式的蚀刻工序的图。
[0014]图7是表示本公开的一个实施方式的蚀刻工序的变形例的图。
[0015]图8是表示通过比较例的蚀刻工序对非晶质AlO膜和结晶状AlO膜分别进行蚀刻处理时的处理温度与蚀刻速率的关系的图。
[0016]图9是对结晶状AlO膜分别进行本实施例和比较例的蚀刻工序的情况下的BCl3气体的供给时间与蚀刻量的关系的图。
[0017]附图标记的说明
[0018]121控制器(控制部)、200晶片(基板)、202处理炉。
具体实施方式
[0019]<本公开的一个实施方式>；
[0020]以下，对本公开的一个实施方式进行说明。
[0021]如图1中一例所示，在使用作为3DNAND的阻挡层而结晶化的AlO膜(以下，也称为结晶状AlO膜)的情况下，为了增大埋入W膜的区域，要求将该结晶状AlO膜薄膜化。另外，为了提高3DNAND的性能，要求对于3DNAND那样的具有高纵横比的结构的表面，能够以良好的阶梯覆盖率形成作为阻挡层的结晶状AlO膜。在本实施方式中，作为半导体装置的制造工序的一个工序，对在晶片200上形成2nm以下的厚度的结晶状AlO膜的工序的一例进行说明。
[0022]如图2所示，进行形成非晶质AlO膜的非晶质AlO膜形成工序(步骤S10)、将非晶质AlO膜结晶化的结晶化处理工序(步骤S11)和将通过结晶化得到的结晶状AlO膜进行蚀刻的结晶状AlO膜蚀刻工序(步骤S12)，在晶片200上形成厚度为2nm以下的结晶状AlO膜。
[0023]在本说明书中使用“晶片”这一用语的情况下，有时指晶片本身，有时指晶片与形成于其表面的预定的层或膜的层叠体。在本说明书中使用了“晶片的表面”这一用语的情况下，有时表示晶片本身的表面，有时表示形成于晶片上的预定的层等的表面。在本说明书中记载为“在晶片上形成预定的层”的情况下，有时表示在晶片本身的表面上直接形成预定的层，有时表示在形成在晶片上的层等上形成预定的层。在本说明书中，使用了“基板”这一用语使用的情况也与使用“晶片”这一用语的情况相同。
[0024][非晶质AlO膜形成工序、步骤S10][0025]执行预定次数的循环，该循环为对晶片200非同时地供给作为原料气体的三甲基铝(TMA、(CH3)3Al)和作为反应气体的氧化气体即臭氧(O3)气体，从而在晶片200上形成作为第一膜厚的9nm以上的厚度的非晶质的AlO膜。
[0026][结晶化处理工序、步骤S11][0027]接着，将形成于晶片200上的9nm以上的厚度的非晶质AlO膜加热至预低于预定的结晶化处理温度即900℃的温度、例如800℃。即，对非晶质AlO膜以低于900℃进行热处理。由此，形成在晶片200上的9nm以上的厚度的非晶质AlO膜结晶化，形成结晶状AlO膜。
[0028]在此，使非晶质AlO膜结晶化所需的结晶化处理温度，膜厚越小则越高，另一方面，膜厚越大则越低。在本实施方式中，将结晶化处理温度设为比使第二膜厚的非结晶状膜结晶化所需要的温度更低的温度，该第二膜厚比作为第一膜厚的9nm小。例如，为了使比9nm小的2nm以下的厚度的非晶质AlO膜结晶化，必须以可能引起对形成于晶片200上的其他膜的热影响或单元倾倒的1000℃以上进行热处理。在本步骤中，通过以结晶化处理温度在低于900℃的范围内进行热处理而使9nm以上的厚度的非晶质AlO膜结晶化。将通过热处理而结晶化的非晶质AlO膜的厚度设为9nm以上，从而可以通过低于900℃的热处理使其结晶化。即，以低于900℃进行处理。由此能够在抑制热影响的同时使非晶质AlO膜结晶化。
[0029]另外，在9nm以上的厚度的非晶质AlO膜的情况下，将结晶化处理温度设为400℃以上且低于900℃，最好设为800℃以上且低于900℃。通过将结晶化处理温度设为400℃以上能够促进非晶质AlO膜的结晶化。另外，通过将结晶化处理温度设为800℃以上，能够可靠地使9nm以上的非晶质AlO膜结晶化。
[0030][结晶状AlO膜蚀刻工序、步骤S12][0031]接着，对形成于晶片200上的第一膜厚(9nm以上)的厚度的结晶状AlO膜执行蚀刻
处理，该蚀刻处理通过ALE(Atomic Layer Etching，原子层蚀刻)进行蚀刻，直到成为比第一膜厚小的第二膜厚(例如2nm以下)的厚度。首先，使用图3～图5对执行该蚀刻处理的基板处理装置的处理炉202进行说明。
[0032](1)基板处理装置的结构
[0033]如图3所示，处理炉202具有作为加热机构(温度调整部)的加热器207。加热器207为圆筒形状，通过被保持板支承而垂直地安装。加热器207作为使气体因热而活性化(激发)的活性化机构(激发部)发挥功能。
[0034]在加热器207的内侧与加热器207呈同心圆状地配置有反应管203。反应管203例如由石英(SiO2)或碳化硅(SiC)等耐热性材料构成，形成为上端封闭且下端开口的圆筒形状。反应管203在筒中空部形成有处理室201。处理室201构成为可收纳作为基板的晶片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，该制造方法具有蚀刻工序，该蚀刻工序将对形成在基板上的结晶状膜非同时地进行供给含硼气体的工序1和供给卤化物气体的工序2的循环执行预定次数，由此对所述结晶状膜进行蚀刻。2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述蚀刻工序中依次执行工序1和工序2。3.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述蚀刻工序还具备供给具有氢基的气体的工序3，将非同时地进行工序1～工序3的循环执行预定次数。4.根据权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述蚀刻工序中，在工序1和工序2之后执行工序3。5.根据权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述蚀刻工序中依次执行工序1、工序2和工序3。6.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，该制造方法还具备通过将形成于所述基板上的非晶质膜加热至预定的结晶化处理温度而使其结晶化并形成所述结晶状膜的工序4。7.根据权利要求3所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，该制造方法还具备通过将形成于所述基板上的非晶质膜加热至预定的结晶化处理温度而使其结晶化并形成所述结晶状膜的工序4。8.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在工序4中，通过对第一膜厚的所述非晶质膜进行热处理来形成所述结晶状膜，在所述蚀刻工序中对所述结晶状膜进行蚀刻，直到成为比所述第一膜厚小的第二膜厚为止。9.根据权利要求8所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，使所述第一膜厚的所述非晶质膜结晶化的所述结晶化处理温度是比为了使所述第二膜厚的所述非晶质膜结晶化所需要的温度更低的温度。10.根据权利要求9所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述结晶化处理温度以下的温度下进行所述蚀刻工序。11.根据权利要求6所述的半导体装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川有人，早坂省吾，
申请(专利权)人：株式会社国际电气，
类型：发明
国别省市：