[发明专利]基板处理装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及沉积相变存储器(PRAM)的相变层的基板处理装置及其处理方法，用于制造沉积特性优秀的相变层的基板处理装置及基板处理方法。

背景技术

正在提出完善动态存储器(DRAM)、静态存储器(SRAM)、快闪存储器等现有的存储器缺点的新一代非挥发性存储器。作为新一代非挥发性存储器，强诱电体存储器(FRAM，Ferroelectrics Random Access Memory)、磁阻存储器(MRAM，Magnetic Random Access Memory)、相变存储器(PRAM，Phase-change Random Access Memory)等，被认可了其可能性。

尤其是，以新一代非挥发性存储器技术的一种，在最近最受瞩目的相变存储器(PRAM)，以锗-锑-碲(GST，Ge₂Sb₂Te₅)薄膜为主成分，利用从结晶状态至与膜物质的电阻性变化相关的非晶质状态的可逆性过渡，利用非晶质与结晶间的光学性、电器性转换现象的技术。即，以电器性信号将非晶质与结晶质间的电阻差异或电流差异，以存储器的概念导入。锗-锑-碲(GST)薄膜的情况，根据物理性气相沉积法(PVD，Physical VaporDeposition)可能沉积，但是在最近以商业性快速制造及性能的理由，也利用化学气相沉积(CVD，Chemical Vapor Deposition)及原子层沉积(ALD，Atomic Layer Deposition)等方法，沉积形成锗-锑-碲(GST)薄膜。

但是，在低温通过CVD及ALD，生长高品质的锗-锑-碲(GST)薄膜的相变层上存在多种困难。尤其是，在形成下部电极后沉积相变层时发生如下问题。

参照图示包括相变层的相变存储器的剖面的图1，对这种问题进行说明。

首先，查看在基板上沉积相变存储器的过程，在基板100上沉积绝缘层200。在绝缘层200上利用掩模图案在下部电极形成接触孔后，沉积TiN、TiSiN等的氮化层。之后，对除待形成电极的接触孔以外的其余不必要的部分进行蚀刻清除，进而形成下部电极300。之后，在下部电极300及绝缘层200上，通过物理性气相沉积(PVD)或化学性气相沉积(CVD)按顺序生长相变层400及上部电极500。

如上所述，在氮化层上沉积相变层之前进行蚀刻，但是进行这种蚀刻后发生的氧化层与残留物质是，降低相变存储器(PRAM)转换速度的原因。为了将其改善，在蚀刻后进行利用H₂等离子处理基板表面。

但是，若进行如上所述的H₂等离子表面处理，存在在下部电极300及绝缘层200的薄膜表面发生氢气(H)结合的问题。根据物理性气相沉积(PVD)方式沉积相变层400的情况，沉积相变层时不会受到根据薄膜表面氢气(H)结合的影响因此不成问题，但是根据化学性气相沉积(CVD)方式沉积相变层400的情况，根据薄膜表面的氢气(H)结合发生改变沉积特性的问题。即，根据薄膜表面的氢气(H)粘合，改变相变层400的沉积特性，给生长时间(incubation time)、方向性等带来很大影响，因此给量产性带来不良影响。

先行技术文献：韩国公开专利10-2009-0091107

发明内容

(要解决的课题)

本发明的技术课题为，提供沉积相变存储器的基板处理装置及方法。另外，本发明的技术课题为，由于不使对下部电极的等离子清洁的相变存储器的相变层的沉积特性变化。另外，本发明的提供基板处理装置及方法的技术课题为，不因对下部电极的等离子清洁而影响相变层的生长时间、方向性。另外，本发明提供基板处理装置及方法的技术课题为，提高相变存储器的量产性。

(解决问题的手段)

本发明的实施形态为，根据制造相变存储器的基板处理方法，包括：在形成图案的基板形成下部电极的过程；通过所述形成下部电极的过程，清除在基板表面生成或残留的杂质的表面处理过程；与对所述清除杂质的基板表面执行氮化处理的过程；在所述下部电极上按顺序沉积相变层及上部电极的过程。

另外，形成所述下部电极的过程，包括：在基板沉积绝缘层后，形成待形成下部电极的下部电极接触孔的过程；在形成所述接触孔的基板表面，沉积氮化层的过程；所述下部电极接触孔的氮化层除外，清除其余的氮化层的过程。

另外，所述表面处理为，利用含有H₂的气体进行等离子处理。所述氮化处理为，在含有氮气的环境进行热处理或等离子处理。