[发明专利]向钨膜上形成氧化硅膜的方法、装置以及存储介质

说明书

本公开涉及向钨膜上形成氧化硅膜的方法、装置以及存储介质。在使用氧自由基那样的氧活性种来在钨膜上形成氧化硅膜的情况下，抑制钨膜的氧化。向钨膜上形成氧化硅膜的方法包括：第一工序，设为将具有表面形成了自然氧化膜的钨膜的被处理体配置在减压下的处理容器内的状态；第二工序，使含硅气体吸附于钨膜来形成硅晶种层；第三工序，然后，对被处理体进行退火，通过自然氧化膜与硅晶种层的反应来形成氧化硅膜；以及第四工序，然后，通过使用含硅气体与氧活性种的ALD来形成ALD氧化硅膜。

技术领域

本发明涉及向钨膜上形成氧化硅膜的方法、装置以及存储介质。

背景技术

例如，在3D-NAND型非易失性半导体装置的制造过程中，将氧化硅膜(SiO₂膜)和氮化硅膜(SiN膜)多层地层叠，在层叠方向垂直地形成狭缝之后，经由该狭缝通过湿蚀刻将SiN膜去除，在去除了SiN膜之后的空间埋入成为栅电极的钨膜，然后在垂直的狭缝的内侧部分，实施形成作为钨膜的隔离绝缘膜的SiO₂膜(spacer SiO₂film)的工序(例如专利文献1)。

进行如下方法：例如通过等离子体ALD那样的使用氧活性种的ALD(Atomic LayerDeposition：原子层沉积)来进行形成隔离SiO₂膜的工序，但是为了防止因钨的氧化和钨的挥发而导致电气特性降低、生产率降低，作为第一工序而实施低温下的ALD工序；然后为了提高对湿蚀刻的耐性，作为第二工序而实施高温下的ALD工序。

专利文献1：日本特开2016-171280号公报(图31～35)

发明内容

发明要解决的问题

所述第一工序为低温，难以发生钨膜直接氧化、挥发，但氧自由基那样的氧活性种侵入到钨膜，这时，钨膜表面的自然氧化膜(氧化钨)也侵入钨膜中，从而钨膜的氧化加剧。

因而，本发明要解决的问题是，在使用氧自由基那样的氧活性种在钨膜上形成氧化硅膜的情况下，抑制钨膜的氧化。

用于解决问题的方案

为了解决所述问题，本发明的第一观点是提供向钨膜上形成氧化硅膜的方法，该方法包括：第一工序，设为将具有在表面形成了自然氧化膜的钨膜的被处理体配置在减压下的处理容器内的状态；第二工序，使含硅气体吸附于所述钨膜来形成硅晶种层；第三工序，然后，对所述被处理体进行退火，通过所述自然氧化膜与所述硅晶种层的反应来形成氧化硅膜；以及第四工序，然后，通过使用含硅气体与氧活性种的ALD来形成ALD氧化硅膜。

所述第二工序中使用的所述含硅气体可以包含氨基硅烷气体、或者二硅烷气体。该情况下，所述第二工序中使用的所述含硅气体可以含有三(二甲基氨基)硅烷或者二异丙基氨基硅烷。

所述第三工序能够在非活性气体气氛下以600℃～700℃范围的温度进行。

在所述第四工序中，作为所述含硅气体能够使用含氯的硅烷系气体以及氨基硅烷系气体中的任一者，作为氧活性种能够使用氧自由基或者臭氧气体。

所述第四工序也可以具有：第一步骤，通过25℃～350℃的低温成膜来形成第一ALD氧化硅膜；以及第二步骤，通过500℃～750℃的中高温成膜来形成第二ALD氧化硅膜。

在所述第四工序中，可以是，以25℃～35℃的范围的温度，作为所述含硅气体使用氨基硅烷系气体，作为所述氧活性种使用由氧等离子体生成的氧自由基，来进行所述第一步骤，以700℃～750℃的范围的温度，作为所述含硅气体使用含氯硅烷系气体，作为所述氧活性种使用利用了氧气和氢气进行的低压自由基氧化中的自由基，来进行所述第二步骤。该情况下，能够使用二异丙基氨基硅烷气体作为氨基硅烷系气体，来进行所述第一步骤，能够使用六氯乙硅烷气体作为含氯硅烷系气体，来进行所述第二步骤。