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特表2024-536801３Ｄ ＮＡＮＤのためのゲルマニウムおよびシリコンスタック
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-10-08
(54)【発明の名称】３Ｄ ＮＡＮＤのためのゲルマニウムおよびシリコンスタック
(51)【国際特許分類】
H01L 21/31 20060101AFI20241001BHJP
H10B 41/27 20230101ALI20241001BHJP
H01L 21/336 20060101ALI20241001BHJP
H01L 21/316 20060101ALI20241001BHJP
C23C 16/40 20060101ALI20241001BHJP
C23C 16/42 20060101ALI20241001BHJP
H10B 43/27 20230101ALI20241001BHJP
【ＦＩ】
H01L21/31 C
H10B41/27
H01L29/78 371
H01L21/316 X
C23C16/40
C23C16/42
H10B43/27
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2024517574
(86)(22)【出願日】2022-09-15
(85)【翻訳文提出日】2024-05-08
(86)【国際出願番号】 US2022043701
(87)【国際公開番号】W WO2023043950
(87)【国際公開日】2023-03-23
(31)【優先権主張番号】63/246,006
(32)【優先日】2021-09-20
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】390040660
【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】チェ， シウン
(72)【発明者】
【氏名】ロイ， サスミット シンハー
(72)【発明者】
【氏名】マリック， アブヒジット バス
【テーマコード（参考）】
4K030
5F045
5F058
5F083
5F101
【Ｆターム（参考）】
4K030AA02
4K030AA03
4K030AA04
4K030AA05
4K030AA11
4K030BA09
4K030BA42
4K030BA44
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4K030CA02
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4K030CA05
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4K030JA01
4K030JA09
4K030JA10
4K030JA16
5F045AA08
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5F101BD16
5F101BD30
5F101BD34
5F101BH02
5F101BH12
5F101BH14
5F101BH15
(57)【要約】
例示的な半導体処理方法は、ケイ素含有前駆体を半導体処理チャンバの処理領域に提供することを含んでもよい。基板は、半導体処理チャンバの処理領域内に配設されてもよい。方法は、ケイ素含有前駆体のプラズマを処理領域内で形成することと、第１の材料の層を基板上に形成することとを含んでもよい。第１の材料の層は酸化ケイ素を含んでもよい。方法は、ゲルマニウム含有前駆体を半導体処理チャンバの処理領域に提供することと、ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを処理領域内で形成することとを含んでもよい。ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを形成することは、約５００Ｗ以上のプラズマ出力で実施されてもよい。方法は、第２の材料の層を基板上に形成することを含んでもよい。第２の材料の層は酸化ゲルマニウムを含んでもよい。
【選択図】図２
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ケイ素含有前駆体を、基板が中に配設された、半導体処理チャンバの処理領域に提供することと、前記ケイ素含有前駆体のプラズマを前記処理領域内で形成することと、
酸化ケイ素を含む第１の材料の層を前記基板上に形成することと、
ゲルマニウム含有前駆体を前記半導体処理チャンバの前記処理領域に提供することと、
前記ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを前記処理領域内で形成することであって、前記ゲルマニウム含有前駆体の前記プラズマを形成することが約５００Ｗ以上のプラズマ出力で実施される、プラズマを形成することと、
酸化ゲルマニウムを含む第２の材料の層を前記基板上に形成することと
を含む、半導体処理方法。
【請求項2】
前記半導体処理チャンバ内の温度が、前記第１の材料の層および前記第２の材料の層を前記基板上に形成している間、約５５０℃以下で維持される、請求項１に記載の半導体処理方法。
【請求項3】
前記半導体処理チャンバ内の圧力が、前記第１の材料の層および前記第２の材料の層を前記基板上に形成している間、約６Ｔｏｒｒ以下で維持される、請求項１に記載の半導体処理方法。
【請求項4】
前記ケイ素含有前駆体の前記プラズマを形成することが、約５００Ｗ以下のプラズマ出力で実施される、請求項１に記載の半導体処理方法。
【請求項5】
前記ゲルマニウム含有前駆体の前記プラズマを形成することが、約９００Ｗ以上のプラズマ出力で実施される、請求項１に記載の半導体処理方法。
【請求項6】
前記第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の原子比が約１：２以下である、請求項１に記載の半導体処理方法。
【請求項7】
各材料の層が約１０ｎｍと約３０ｎｍとの間の厚さを有する、請求項１に記載の半導体処理方法。
【請求項8】
前記第１の材料の層および前記第２の材料の層の交互のセットを前記基板上に形成することをさらに含む、請求項１に記載の半導体処理方法。
【請求項9】
前記第１の材料の層および前記第２の材料の層の交互のセットを形成することに続いて、前記基板をアニーリングすることをさらに含む、請求項８に記載の半導体処理方法。
【請求項10】
半導体処理チャンバの処理領域内で、酸化ケイ素を含む第１の材料の層を基板上に形成することと、酸化ゲルマニウムを含む第２の材料の層を前記基板上に形成することであって、前記第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の原子比が約３：２以下である、第２の材料の層を形成することと、
前記第１の材料の層および前記第２の材料の層を前記基板上に形成することに続いて、前記基板をアニーリングすることと
を含む、半導体処理方法。
【請求項11】
前記半導体処理チャンバ内の温度が、前記第１の材料の層および前記第２の材料の層を前記基板上に形成している間、約５５０℃以下で維持される、請求項１０に記載の半導体処理方法。
【請求項12】
前記半導体処理チャンバ内の圧力が、前記第１の材料の層および前記第２の材料の層を前記基板上に形成している間、約６Ｔｏｒｒ以下で維持される、請求項１０に記載の半導体処理方法。
【請求項13】
前記第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の前記原子比が約２：３以下である、請求項１０に記載の半導体処理方法。
【請求項14】
前記第２の材料の層を前記基板上に形成する前に、ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを前記処理領域内で形成することであって、前記ゲルマニウム含有前駆体の前記プラズマを形成することが約９００Ｗ以上のプラズマ出力で実施される、プラズマを形成することをさらに含む、請求項１０に記載の半導体処理方法。
【請求項15】
前記第１の材料の層および前記第２の材料の層の交互のセットを前記基板上に形成することであって、前記第１の材料の層および前記第２の材料の層の前記交互のセットが、酸化ケイ素および酸化ゲルマニウムの交互の層を少なくとも５０層含む、交互のセットを形成することをさらに含む、請求項１０に記載の半導体処理方法。
【請求項16】
ケイ素含有前駆体および酸素含有前駆体を、基板が中に配設された、半導体処理チャンバの処理領域に提供することと、前記ケイ素含有前駆体および前記酸素含有前駆体のプラズマを前記処理領域内で形成することと、
酸化ケイ素を含む第１の材料の層を、前記基板上に形成することと、
ゲルマニウム含有前駆体および酸素含有前駆体を前記半導体処理チャンバの前記処理領域に提供することと、
前記ゲルマニウム含有前駆体および前記酸素含有前駆体のプラズマを前記処理領域内で形成することと、
酸化ゲルマニウムを含む第２の材料の層を前記基板上に形成することであって、前記第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の比が約１：２以下である、第２の材料の層を形成することと
を含む、半導体処理方法。
【請求項17】
前記ケイ素含有前駆体を伴う前記酸素含有前駆体が、前記ゲルマニウム含有前駆体を伴う前記酸素含有前駆体と同様の前駆体である、請求項１６に記載の半導体処理方法。
【請求項18】
前記酸素含有前駆体の流量が、前記ケイ素含有前駆体を提供している間に提供される第１の流量から、前記ゲルマニウム含有前駆体を提供している間の第２の流量まで増加される、請求項１７に記載の半導体処理方法。
【請求項19】
前記ゲルマニウム含有前駆体の前記プラズマを形成することが、約８００Ｗ以上のプラズマ出力で実施される、請求項１６に記載の半導体処理方法。
【請求項20】
前記半導体処理チャンバ内の温度が、前記第１の材料の層および前記第２の材料の層を前記基板上に形成している間、約５５０℃以下で維持され、前記半導体処理チャンバ内の圧力が、前記第１の材料の層および前記第２の材料の層を前記基板上に形成している間、約６Ｔｏｒｒ以下で維持される、
請求項１６に記載の半導体処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、２０２１年９月２０日に出願された米国特許出願第６３／２４６，００６号の利益を主張し、その開示全体をすべての目的のため参照により本明細書に組み込む。
本出願は、２０２１年９月２０日に出願された米国特許出願第６３／２４６，００６号の利益を主張し、その開示全体をすべての目的のため参照により本明細書に組み込む。
【0002】
本技術は、半導体処理および材料に関する。より具体的には、本技術は、層化されたメモリ構造の形成および処理に関する。
【背景技術】
【0003】
集積回路は、入り組んだパターンの材料層を基板表面上に作製するプロセスによって可能になる。パターン化された材料を基板上に作製するには、材料を形成し露出した材料を除去する制御された方法を要する。垂直または３Ｄ ＮＡＮＤなどのスタックメモリは、一連の交互の誘電体材料の層の形成を含むことがあり、それらの層を通る多くのメモリ孔または開孔がエッチングされてもよい。材料の層における材料の性質、ならびにプロセス条件およびエッチングのための材料は、形成される構造の均一性に影響を及ぼすことがある。材料欠陥は、一貫しないパターン化につながることがあり、それがさらに、形成される構造の均一性に影響を及ぼすことがある。
【0004】
したがって、高品質のデバイスおよび構造を作製するのに使用することができる、改善されたシステムおよび方法が必要とされている。これらおよび他の必要性は本技術によって対処される。
【発明の概要】
【0005】
半導体構造を形成する例示的な方法は、ケイ素含有前駆体を半導体処理チャンバの処理領域に提供することを含んでもよい。基板は、半導体処理チャンバの処理領域内に配設されてもよい。方法は、ケイ素含有前駆体のプラズマを処理領域内で形成することと、第１の材料の層を基板上に形成することとを含んでもよい。第１の材料の層は酸化ケイ素を含んでもよい。方法は、ゲルマニウム含有前駆体を半導体処理チャンバの処理領域に提供することと、ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを処理領域内で形成することとを含んでもよい。ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを形成することは、約５００Ｗ以上のプラズマ出力で実施されてもよい。方法は、第２の材料の層を基板上に形成することを含んでもよい。第２の材料の層は酸化ゲルマニウムを含んでもよい。
【0006】
いくつかの実施形態では、半導体処理チャンバ内の温度は、第１の材料の層および第２の材料の層を基板上に形成している間、約５５０℃以下で維持されてもよい。半導体処理チャンバ内の圧力は、第１の材料の層および第２の材料の層を基板上に形成している間、約６Ｔｏｒｒ以下で維持されてもよい。ケイ素含有前駆体のプラズマを形成することは、約５００Ｗ以下のプラズマ出力で実施されてもよい。ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを形成することは、約９００Ｗ以上のプラズマ出力で実施されてもよい。第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の原子比は、約１：２以下であってもよい。各材料の層は、約１０ｎｍと約３０ｎｍとの間の厚さを有してもよい。方法は、第１の材料の層および第２の材料の層の交互のセットを基板上に形成することを含んでもよい。方法は、第１の材料の層および第２の材料の層の交互のセットを形成することに続いて、基板をアニーリングすることをさらに含んでもよい。
【0007】
本技術のいくつかの実施形態は、半導体処理方法を包含してもよい。方法は、第１の材料の層を、半導体処理チャンバの処理領域内にある基板上に形成することを含んでもよい。第１の材料の層は酸化ケイ素を含んでもよい。方法は、第２の材料の層を基板上に形成することを含んでもよい。第２の材料の層は酸化ゲルマニウムを含んでもよい。第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の原子比は、約３：２以下であってもよい。方法は、第１の層および第２の層を基板上に形成することに続いて、基板をアニーリングすることを含んでもよい。
【0008】
いくつかの実施形態では、半導体処理チャンバ内の温度は、第１の材料の層および第２の材料の層を基板上に形成している間、約５５０℃以下で維持されてもよい。半導体処理チャンバ内の圧力は、第１の材料の層および第２の材料の層を基板上に形成している間、約６Ｔｏｒｒ以下で維持されてもよい。第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の原子比は、約２：３以下であってもよい。方法は、第２の材料の層を基板上に形成する前に、ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを処理領域内で形成することを含んでもよい。ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを形成することは、約９００Ｗ以上のプラズマ出力で実施されてもよい。方法は、第１の材料の層および第２の材料の層の交互のセットを基板上に形成することを含んでもよい。第１の材料の層および第２の材料の層の交互のセットは、酸化ケイ素および酸化ゲルマニウムの交互の層を少なくとも５０層含んでもよい。
【0009】
本技術のいくつかの実施形態は、半導体処理方法を包含してもよい。方法は、ケイ素含有前駆体および酸素含有前駆体を半導体処理チャンバの処理領域に提供することを含んでもよい。基板は、半導体処理チャンバの処理領域内に配設されてもよい。方法は、ケイ素含有前駆体および酸素含有前駆体のプラズマを処理領域内で形成することを含んでもよい。方法は、第１の材料の層を基板上に形成することを含んでもよい。第１の材料の層は酸化ケイ素を含んでもよい。方法は、ゲルマニウム含有前駆体および酸素含有前駆体を半導体処理チャンバの処理領域に提供することを含んでもよい。方法は、ゲルマニウム含有前駆体および酸素含有前駆体のプラズマを処理領域内で形成することを含んでもよい。方法は、第２の材料の層を基板上に形成することを含んでもよい。第２の材料の層は酸化ゲルマニウムを含んでもよい。第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の比は、約１：２以下であってもよい。
【0010】
いくつかの実施形態では、ケイ素含有前駆体を伴う酸素含有前駆体は、ゲルマニウム含有前駆体を伴う酸素含有前駆体と同様の前駆体であってもよい。酸素含有前駆体の流量は、ケイ素含有前駆体を提供している間に提供される第１の流量から、ゲルマニウム含有前駆体を提供している間の第２の流量まで増加されてもよい。ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを形成することは、約８００Ｗ以上のプラズマ出力で実施されてもよい。半導体処理チャンバ内の温度は、第１の材料の層および第２の材料の層を基板上に形成している間、約５５０℃以下で維持されてもよい。半導体処理チャンバ内の圧力は、第１の材料の層および第２の材料の層を基板上に形成している間、約６Ｔｏｒｒ以下で維持されてもよい。
【0011】
かかる技術は、従来のシステムおよび技法を超える多数の利益を提供することができる。例えば、処理および構造は、エッチング動作の間の欠陥形成に対して保護してもよい。加えて、本技術の実施形態の動作は、スタックを通るメモリ孔の形成を改善してもよい。これらおよび他の実施形態を、それらの利点および特徴の多くとともに、以下の説明および添付図面と併せてさらに詳細に記載する。
【0012】
開示する技術の性質および利点のさらなる理解は、本明細書の残りの部分および図面を参照することによって実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【発明を実施するための形態】
【0014】
図面のうちいくつかは概略図として含まれる。図面は例示目的のものであって、縮尺通りであると具体的に提示されていない限り、縮尺通りとみなすべきではないことが理解されるべきである。さらに、概略図として、図面は理解を助けるために提供されるものであり、実際の表現と比較してすべての態様または情報を含まないことがあり、例示目的のために余分なまたは誇張した材料を含むことがある。
【0015】
添付図面において、類似の構成要素および／または特徴は同じ参照記号を有することがある。さらに、同じタイプの様々な構成要素は、参照記号の後に類似の構成要素同士を区別する文字を付すことによって、区別されることがある。明細書において最初の参照記号のみが使用される場合、その説明は、文字にかかわらず同じ最初の参照記号を有する類似の構成要素のいずれにも適用可能である。
【0016】
３Ｄ ＮＡＮＤ構造が形成されるセルの数が増大するにつれて、個々の層および他の構造のアスペクト比が、場合によっては劇的に増加する。３Ｄ ＮＡＮＤ処理の間、プレースホルダ層および誘電体材料のスタックが、電極間誘電体またはインターポリ誘電体層を形成してもよい。これらのプレースホルダ層は、材料を完全に除去し、それを金属と置き換える前に構造を配置するために実施される様々な動作を有してもよい。インターポリ誘電体層は、多くの場合、例えばポリシリコンなど、導電体層の上に重なって形成される。エッチング処理は、プレースホルダ層の材料を、金属と置き換える前に除去するために実施されてもよい。
【0017】
例えば窒化ケイ素など、プレースホルダ層の材料を除去するため、湿式エッチングが使用されてもよい。湿式エッチングは、プレースホルダ層および誘電体材料のスタックを有する構造を、例えばリン酸などのエッチング液に浸漬することを伴ってもよい。エッチング液は、金属を堆積させて除去されたプレースホルダ材料と置き換え得るように、誘電体材料を実質的に除去することなく、プレースホルダ層を除去することを意図してもよい。
【0018】
従来の技術は、２つの層タイプ同士の材料の差、ならびにエッチング処理および材料による、エッチング除去処理中の均一性および制御に苦労することがある。例えば、従来の技術は、エッチング処理の間、プレースホルダ層を均一に除去できないことがある。本技術は、他の場合に起こり得る１つもしくは複数の課題を適応させるかまたは制限することができる、プレースホルダ層および誘電体材料のスタックを有する構造を形成しながら、プレースホルダ層に使用される材料を調節することによって、これらの問題を克服する。例えば、本技術は、従来の窒化ケイ素プレースホルダ層の代わりに酸化ゲルマニウムプレースホルダ層を採用してもよい。酸化ゲルマニウム材料を利用することによって、本技術は、エッチング処理を、従来の湿式処理よりもより選択的であり得るドライエッチング処理によって実施するのを可能にすることができる。加えて、本技術は、ゲルマニウム膜に伴う従来の問題を克服することができる。従来的に形成された酸化ゲルマニウムは感温性であってもよく、下流の処理はアニーリングを含んでもよく、それによってゲルマニウムをシリコン材料内へと拡散させることができ、状況によっては、別個の層を完全に溶解させ、層状構造を破壊することがある。本発明の構造は、酸化ゲルマニウムを形成して感温性を改善することができ、後続の処理の間、層を離散的に維持できることが担保される。残りの開示では、本開示の技術を利用する特定の材料および半導体構造を規定通りに特定するが、システム、方法、および材料は、本技術の態様から利益を得ることができる、多くの他の構造に等しく適用可能であることが容易に理解されるであろう。したがって、技術は、３Ｄ ＮＡＮＤ処理または材料のみで使用することに限定されるものとみなされるべきではない。さらに、本技術の基礎を提供する例示的なチャンバが記載されるが、本技術は、記載される動作を可能にすることができる、実質的にいかなる半導体処理チャンバにも適用できることが理解されるべきである。
【0019】
図１は、本技術のいくつかの実施形態による例示的な半導体処理チャンバシステム１００の断面図を示している。半導体処理チャンバ１００は、本技術のいくつかの実施形態による膜層を形成するのに利用されてもよいが、方法は同様に、膜形成が中で行われてもよい任意のチャンバで同様に実施されてもよいことが理解されるべきである。半導体処理チャンバ１００は、チャンバ本体１０２と、チャンバ本体１０２内部に配設された基板支持体１０４と、チャンバ本体１０２と結合され、基板支持体１０４を処理容積１２０内に封入する蓋アセンブリ１０６とを含んでもよい。基板１０３は、スリットバルブまたはドアを使用して処理のために従来的に封止されてもよい開口部１２６を通して、処理容積１２０に提供されてもよい。基板１０３は、処理の間、基板支持体の表面１０５上に載置されてもよい。基板支持体１０４は、基板支持体１０４の軸１４４が位置してもよい軸１４７に沿って、矢印１４５によって示されるように回転可能であってもよい。あるいは、基板支持体１０４は、成膜プロセスの間、必要に応じて持ち上げられて回転してもよい。
【0020】
プラズマプロファイル変換器１１１は、基板支持体１０４上に配設された基板１０３にわたるプラズマ分布を制御するため、半導体処理チャンバ１００内に配設されてもよい。プラズマプロファイル変換器１１１は、チャンバ本体１０２に隣接して配設されてもよく、チャンバ本体１０２を蓋アセンブリ１０６の他の構成要素から分離してもよい、第１の電極１０８を含んでもよい。第１の電極１０８は、蓋アセンブリ１０６の一部であってもよく、または別個の側壁電極であってもよい。第１の電極１０８は、環状またはリング状部材であってもよく、リング電極であってもよい。第１の電極１０８は、処理容積１２０を取り囲む半導体処理チャンバ１００の円周を囲む連続ループであってもよく、または所望に応じて選択された場所において不連続であってもよい。第１の電極１０８はまた、有孔リングもしくはメッシュ電極などの有孔電極であってもよく、または例えば補助ガス分配器などのプレート電極であってもよい。
【0021】
１つまたは複数のアイソレータ１１０ａ、１１０ｂは、セラミックまたは酸化金属、例えば酸化アルミニウムおよび／もしくは窒化アルミニウムなどの誘電材料であってもよく、第１の電極１０８に接触し、第１の電極１０８をガス分配器１１２から、またチャンバ本体１０２から、電気的および熱的に分離してもよい。ガス分配器１１２は、プロセス前駆体を処理容積１２０内へと分配するためのアパーチャ１１８を画定してもよい。ガス分配器１１２は、ＲＦジェネレータ、ＲＦ電源、ＤＣ電源、パルスＤＣ電源、パルスＲＦ電源、または処理チャンバと結合されてもよい他の任意の電源など、第１の電力源１４２と結合されてもよい。いくつかの実施形態では、第１の電力源１４２はＲＦ電源であってもよい。
【0022】
ガス分配器１１２は、導電性ガス分配器または非導電性ガス分配器であってもよい。ガス分配器１１２はまた、導電性および非導電性構成要素で形成されてもよい。例えば、ガス分配器１１２の本体は導電性であってもよく、ガス分配器１１２の面板は非導電性であってもよい。ガス分配器１１２は、図１に示されるような第１の電力源１４２などによって電力供給されてもよく、またはガス分配器１１２は、いくつかの実施形態では接地と結合されてもよい。
【0023】
第１の電極１０８は、半導体処理チャンバ１００の接地経路を制御してもよい、第１の同調回路１２８と結合されてもよい。第１の同調回路１２８は、第１の電子センサ１３０および第１の電子コントローラ１３４を含んでもよい。第１の電子コントローラ１３４は、可変コンデンサもしくは他の回路素子であってもよく、またはそれを含んでもよい。第１の同調回路１２８は、１つもしくは複数のインダクタ１３２であってもよく、またはそれを含んでもよい。第１の同調回路１２８は、処理中に処理容積１２０内に存在するプラズマ条件下で可変のまたは制御可能なインピーダンスを可能にする、任意の回路であってもよい。図示されるようないくつかの実施形態では、第１の同調回路１２８は、接地と第１の電子センサ１３０との間に並列で結合される第１の回路脚および第２の回路脚を含んでもよい。第１の回路脚は第１のインダクタ１３２Ａを含んでもよい。第２の回路脚は、第１の電子コントローラ１３４と直列で結合される第２のインダクタ１３２Ｂを含んでもよい。第２のインダクタ１３２Ｂは、第１の電子コントローラ１３４と、第１および第２の回路脚の両方を第１の電子センサ１３０に接続するノードとの間に配設されてもよい。第１の電子センサ１３０は、電圧または電流センサであってもよく、処理容積１２０内部のプラズマ条件の閉ループ制御をある程度負担してもよい、第１の電子コントローラ１３４と結合されてもよい。
【0024】
第２の電極１２２は基板支持体１０４と結合されてもよい。第２の電極１２２は、基板支持体１０４内に埋め込まれるか、または基板支持体１０４の表面１０５と結合されてもよい。第２の電極１２２は、プレート、有孔プレート、メッシュ、ワイヤスクリーン、または導電素子の他の任意の分配配置であってもよい。第２の電極１２２は、同調電極であってもよく、例えば基板支持体１０４の軸１４４内に配設された、導管１４６、例えば５０Ωなどの選択された抵抗を有するケーブルによって、第２の同調回路１３６と結合されてもよい。第２の同調回路１３６は、第２の電子センサ１３８と、第２の可変コンデンサであってもよい第２の電子コントローラ１４０とを有してもよい。第２の電子センサ１３８は、電圧または電流センサであってもよく、第２の電子コントローラ１４０と結合されて、処理容積１２０内のプラズマ条件に対するさらなる制御を提供してもよい。
【0025】
第３の電極１２４は、バイアス電極および／または静電チャック電極であってもよく、基板支持体１０４と結合されてもよい。第３の電極は、インピーダンス整合回路であってもよいフィルタ１４８を通して、第２の電力源１５０と結合されてもよい。第２の電力源１５０は、ＤＣ電力、パルスＤＣ電力、ＲＦバイアス電力、パルスＲＦ源もしくはバイアス電力、またはそれらもしくは他の電源の組み合わせであってもよい。いくつかの実施形態では、第２の電力源１５０はＲＦバイアス電力であってもよい。
【0026】
図１の蓋アセンブリ１０６および基板支持体１０４は、プラズマ処理または熱処理用の任意の処理チャンバとともに使用されてもよい。動作の際、半導体処理チャンバ１００は、処理容積１２０内のプラズマ条件のリアルタイム制御を負担してもよい。基板１０３は基板支持体１０４上に配設されてもよく、処理ガスは、任意の所望のフロー計画にしたがって、入口１１４を使用して蓋アセンブリ１０６を通して流されてもよい。ガスは、出口１５２を通って半導体処理チャンバ１００を出てもよい。電力は、ガス分配器１１２と結合されて、処理容積１２０内にプラズマを確立してもよい。基板は、いくつかの実施形態では、第３の電極１２４を使用して電気バイアスを受けてもよい。
【0027】
処理容積１２０内のプラズマに電流を流すと、電位差をプラズマと第１の電極１０８との間に確立することができる。電位差は、プラズマと第２の電極１２２との間に確立することもできる。次に電子コントローラ１３４、１４０を使用して、２つの同調回路１２８および１３６によって表される接地経路のフロー特性を調節することができる。セットポイントを、第１の同調回路１２８および第２の同調回路１３６に伝達して、成膜速度と中心からエッジまでのプラズマ密度の均一性との独立制御をもたらすことができる。電子コントローラが両方とも可変コンデンサである実施形態では、電子センサが可変コンデンサを調節して、成膜速度を最大限にすることと、厚さの不均一性を最小限にすることとを独立して行うことができる。
【0028】
各同調回路１２８、１３６は、それぞれの電子コントローラ１３４、１４０を使用して調節することができる、可変インピーダンスを有することができる。電子コントローラ１３４、１４０が可変コンデンサである場合、可変コンデンサそれぞれの容量範囲、ならびに第１のインダクタ１３２Ａおよび第２のインダクタ１３２Ｂのインダクタンスは、インピーダンス範囲をもたらすように選ばれてもよい。この範囲は、プラズマの周波数および電圧特性に応じて決まってもよく、各可変コンデンサの容量範囲の最小値を有してもよい。したがって、第１の電子コントローラ１３４の容量が最小値または最大値の場合、第１の同調回路１２８のインピーダンスが高くてもよく、結果として、基板支持体の上で最小限の空中または横方向カバレッジを有するプラズマ形状がもたらされる。第１の電子コントローラ１３４の容量が第１の同調回路１２８のインピーダンスを最小限にする値に近付くと、プラズマの空中カバレッジが最大値まで成長して、基板支持体１０４の作動エリア全体を有効に網羅することができる。第１の電子コントローラ１３４の容量が最小インピーダンス設定から逸脱するにつれて、プラズマ形状がチャンバ壁から収縮することがあり、基板支持体の空中カバレッジが減退することがある。第２の電子コントローラ１４０は類似の効果を有することができ、第２の電子コントローラ１４０の容量を変化させることができるように、基板支持体の上のプラズマの空中カバレッジを増減させることができる。
【0029】
電子センサ１３０、１３８は、それぞれの回路１２８、１３６を閉ループで同調するのに使用することができる。電流または電圧のセットポイントは、使用されるセンサのタイプに応じて、各センサにインストールされてもよく、センサは、セットポイントからの逸脱を最小限にするように、それぞれの電子コントローラ１３４、１４０に対する調節を決定する、制御ソフトウェアを備えてもよい。結果として、処理の間にプラズマ形状が選択され動的に制御されてもよい。上述の考察は、可変コンデンサであってもよい電子コントローラ１３４、１４０に基づくが、調節可能なインピーダンスを有する同調回路１２８および１３６を提供するのに、調節可能な特性を有する任意の電子構成要素が使用されてもよいことが理解されるべきである。
【0030】
図２は、本技術のいくつかの実施形態による半導体処理の例示的な方法２００の動作を示している。方法は、上述の半導体処理チャンバ１００、ならびにプラズマ堆積が中で実施されてもよい他の任意のチャンバを含む、様々な処理チャンバ内で実施されてもよい。方法２００は、本技術による方法のいくつかの実施形態と具体的に関連付けられてもよく、または関連付けられなくてもよい、複数の任意の動作を含んでもよい。方法２００は、材料の交互の層が上に形成されてもよい、図３Ａに示されるような例示的な構造３００を含む、任意の数の半導体構造または基板３１５上で実施されてもよいことが理解されるべきである。図３Ａと図３Ｂは一部のみの概略図を示しており、基板は、図面に示されるような態様を有する任意の数の構造区画、ならびにやはり本技術の動作からの利益を得てもよい代替の構造的態様を含んでもよいことが理解されるべきである。
【0031】
方法２００の第１の動作の前に、基板３１５は、方法２００が実施されてもよい半導体処理チャンバ１００の処理領域内に配置される前に、１つまたは複数の手法で処理されてもよい。動作の一部またはすべては、上述したようなチャンバまたはシステムツールで実施されてもよく、あるいは方法２００の動作が実施されてもよい半導体処理チャンバを含んでもよい、同じシステムツール上の異なるチャンバで実施されてもよい。
【0032】
基板３１５は、実施形態では、実質的に平面の表面または不均等な表面を有してもよい。基板は、結晶シリコン、酸化ケイ素、ストレインドシリコン（ＩＢＭが開発したもの）、シリコンゲルマニウム、ドープされたもしくはドープされていないポリシリコン、ドープされたまたはドープされていないシリコンウエハ、パターン化されたまたはパターン化されていないウエハ、絶縁体のシリコン、炭素がドープされた酸化ケイ素、窒化ケイ素、ドープされたシリコン、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、またはサファイアなどの材料であってもよい。基板３１５は、直径２００ｍｍまたは３００ｍｍのウエハ、ならびに矩形または方形のパネルなど、様々な寸法を有してもよい。
【0033】
方法２００は、本技術による方法のいくつかの実施形態と具体的に関連付けられてもよく、または関連付けられなくてもよい、例示されるような複数の任意の動作を含んでもよい。例えば、動作の多くは、構造的形成のより広い範囲を提供するために記載されるが、本技術にとって重要ではなく、またはさらに後述するように代替方法によって実施されてもよい。上述したように、方法２００は、方法２００の動作と併せて説明される、図３Ａに概略的に示される動作を説明してもよい。
【0034】
構造３００は、いくつかの実施形態では、３Ｄ ＮＡＮＤメモリ形成に使用されてもよい、材料の交互の層のスタックの部分図を示してもよい。材料の交互の層は、プラズマ化学気相堆積、物理的気相堆積、原子層堆積、熱的強化化学気相堆積、または他の任意の形成技法を含む、任意の数の方法によって作製されてもよい。いくつかの実施形態では、プラズマ化学気相堆積は、上述の半導体処理チャンバ１００などの処理チャンバ内で実施されてもよい。方法２００は、酸化ケイ素の形成とそれに続く酸化ゲルマニウムの形成について考察するが、本技術に同様に包含される実施形態では、形成順は逆にされてもよい。加えて、任意の数の材料の層がスタック内で作製されてもよく、または任意のスタックの任意の部分、およびスタックの異なる部分は、本技術の実施形態によるスタックの他の任意の部分のより多数、より少数、または同様の数の層を含んでもよい。
【0035】
方法２００は、動作２０５で、ケイ素含有前駆体を半導体処理チャンバ１００の処理領域に提供することを含んでもよい。使用されてもよいケイ素含有前駆体は、シラン（ＳｉＨ４）、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）、四フッ化ケイ素（ＳｉＦ４）、四塩化ケイ素（ＳｉＣｌ４）、ジクロロシラン（ＳｉＨ２Ｃｌ２）、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）、ならびに酸化ケイ素膜形成に使用されてもよい他の任意のケイ素含有前駆体を含んでもよいがそれらに限定されない。方法２００はまた、動作２１０で、ケイ素含有前駆体のプラズマを処理領域内で形成することを含んでもよい。実施形態では、ケイ素含有前駆体のプラズマは、ＲＦ出力を面板に提供して処理領域内でプラズマを発生させることによって形成されてもよいが、プラズマを生成することができる他の任意の処理チャンバが同様に使用されてもよい。ケイ素含有前駆体のプラズマを形成することは、約５００Ｗ以下のプラズマ出力で実施されてもよく、約４７５Ｗ以下、約４５０Ｗ以下、約４２５Ｗ以下、約４００Ｗ以下、約３７５Ｗ以下、約３５０Ｗ以下、またはそれ以下のプラズマ出力で実施されてもよく、それによって、作製される膜内でシリコンおよび酸素のより長い鎖を形成するのを容易にしてもよい。
【0036】
ケイ素含有前駆体のプラズマを形成した後、方法２００は、動作２１５で、第１の材料の層を基板上に形成することを含んでもよい。第１の材料の層は、酸化ケイ素などのケイ素含有材料を含んでもよい。十分な厚さまで堆積させた後、後続の動作に進む前に、ケイ素含有前駆体のフローは低減または排除されてもよい。
【0037】
方法２００は、動作２２０で、ゲルマニウム含有前駆体を半導体処理チャンバ１００の処理領域に提供することを含んでもよい。使用されてもよいゲルマニウム含有前駆体は、ゲルマン（ＧｅＨ４）、ジゲルマン（Ｇｅ２Ｈ６）、二フッ化ゲルマニウム（ＧｅＦ２）、四フッ化ゲルマニウム（ＧｅＦ４）、二塩化ゲルマニウム（ＧｅＣｌ２）、四臭化ゲルマニウム（ＧｅＢｒ４）、ならびにゲルマニウム含有（酸化ゲルマニウムなど）膜形成に使用されてもよい他の任意のゲルマニウム含有前駆体を含んでもよいがそれらに限定されない。
【0038】
動作２０５または動作２２０のいずれかにおいて、酸素含有前駆体はさらに、半導体処理チャンバ１００の処理領域に提供されてもよい。使用されてもよい酸素含有前駆体は、Ｏ２、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、Ｏ３、Ｈ２Ｏ、ならびにケイ素含有（酸化ケイ素など）膜またはゲルマニウム含有（酸化ゲルマニウムなど）膜形成に使用されてもよい他の任意の酸素含有前駆体を含んでもよいがそれらに限定されない。酸素含有前駆体が動作２０５および動作２２０の両方で提供される場合、動作２０５でケイ素含有前駆体とともに提供される酸素含有前駆体は、動作２２０でゲルマニウム含有前駆体とともに提供される酸素含有前駆体と同様の前駆体であってもよい。同様の構成成分を含むので、Ｏ２およびＯ３は同様の前駆体であってもよく、Ｎ２ＯおよびＮＯ３は同様の前駆体であってもよい。また、動作２０５および動作２２０の間、類似しない酸素含有前駆体が使用されてもよいことが想到される。いくつかの実施形態では、酸素含有前駆体の流量は、動作２０５でケイ素含有前駆体を提供する間に提供される第１の流量から、動作２２０でゲルマニウム含有前駆体を提供する間の第２の流量まで増加されてもよい。また、動作２０５および動作２２０の間、酸素含有前駆体の流量は実質的に同様であってもよいことが想到される。同様に、窒素含有前駆体も、半導体処理チャンバ１００の処理領域に提供されてもよい。動作２０５または動作２２０の間に使用される窒素含有前駆体は、Ｎ２、Ｎ２Ｏ、ＮＯ２、ＮＨ３、Ｎ２Ｈ２、ならびにケイ素含有（酸化ケイ素を含む）膜またはゲルマニウム含有（酸化ゲルマニウムを含む）膜形成に使用されてもよい、他の任意の窒素含有前駆体を含んでもよい。動作２０５または動作２２０のいずれかにおいて、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、Ｋｒ、窒素、または他の前駆体を含んでもよい、不活性前駆体など、１つまたは複数の追加の前駆体が含まれてもよい。
【0039】
酸素含有前駆体は、酸化ケイ素層および／または酸化ゲルマニウム層の形成の間、ケイ素含有前駆体またはゲルマニウム含有前駆体のどちらかよりも多い流量で流されてもよい。例えば、いくつかの実施形態では、酸素含有前駆体は、ケイ素含有前駆体またはゲルマニウム含有前駆体の流量と比較して、少なくとも１０：１の流量で流されてもよく、約２０：１以上、約３０：１以上、約４０：１以上、約５０：１以上、約６０：１以上、約７０：１以上、約８０：１以上、約９０：１以上、約１００：１以上、またはそれ以上であってもよい。同様に、いくつかの実施形態では、酸素含有前駆体の流量は、動作２０５でケイ素含有前駆体を提供する間に提供される第１の流量から、動作２２０でゲルマニウム含有前駆体を提供する間の第２の流量まで増加されてもよい。ゲルマニウム膜形成の間に酸素含有前駆体の流量を増加させることによって、より酸素が豊富な膜が形成されてもよい。したがって、いくつかの実施形態では、酸素含有前駆体は、ゲルマニウム含有前駆体と比較して、約１００：１以上の流量で流されてもよく、約２００：１以上、約３００：１以上、約４００：１以上、約５００：１以上、約６００：１以上、約７００：１以上、約８００：１以上、約９００：１以上、約１０００：１以上、またはそれ以上であってもよい。
【0040】
方法２００の動作２２５で、ゲルマニウム含有前駆体のプラズマは処理領域内で形成されてもよい。実施形態では、ゲルマニウム含有前駆体のプラズマは、ＲＦ出力を面板に提供して処理領域内でプラズマを発生させることによって形成されてもよいが、プラズマを生成することができる他の任意の処理チャンバが同様に使用されてもよい。ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを形成することは、約５００Ｗ以上のプラズマ出力で実施されてもよく、約５５０Ｗ以上、約６００Ｗ以上、約６５０Ｗ以上、約７００Ｗ以上、約７５０Ｗ以上、約８００Ｗ以上、約８００Ｗ以上、約８５０Ｗ以上、約９００Ｗ以上、約９５０Ｗ以上、約１０００Ｗ以上、またはそれ以上のプラズマ出力で実施されてもよい。ゲルマニウム含有のプラズマの形成中におけるプラズマ出力は、酸素ラジカルが豊富な環境を作り出すのに必要なことがある。さらに後述するように、第１の材料の層上に堆積される第２の材料の層において、ゲルマニウムと酸素の原子比は約３：２以下であるのが望ましいことがある。したがって、この原子比を達成するためには、酸素ラジカルが豊富な環境を作り出し、第２の材料の層に十分な酸素を堆積するために、約５００Ｗ以上のプラズマ出力が必要なことがある。プラズマ出力が５００Ｗ未満の場合、ゲルマニウム原子は、互いに結合し、ゲルマニウムが豊富な酸化ゲルマニウムの領域を形成し始めることがあり、それによって、ゲルマニウムと酸素の原子比を望ましくなく増加させて、作製される膜の温度感受性を増加させることがある。さらに、約５００Ｗ以上のプラズマ出力を維持することは、ゲルマニウム原子が酸化し始めるまでゲルマニウム原子を分離する助けとなってもよい。
【0041】
ゲルマニウム含有前駆体のプラズマを形成した後、方法２００は、動作２３０で、第２の材料の層を基板上に形成することを含んでもよい。第２の材料の層は、酸化ゲルマニウムなどのゲルマニウム含有材料を含んでもよい。第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の原子比は、約３：２以下であってもよく、約１：１以下、約１：２以下、約２：５以下、約１：３以下、約１：４以下、約１：５以下、またはそれ以下であってもよい。ゲルマニウムと酸素の原子比が約３：２以下である第２の材料の層は、ゲルマニウムと酸素の原子比が３：２超過である材料の層と比較して、増加した熱安定性を有してもよい。ゲルマニウムと酸素の原子比が３：２超過である材料の層は、さらに後述するように、ゲルマニウム原子がアニーリング動作中に隣接層へと拡散することがあるので、望ましい熱安定性を有さないことがある。上述したように、動作２２０で、ゲルマニウム含有前駆体に加えて酸素含有前駆体が提供されてもよい。この追加の酸素含有前駆体は、酸素濃度の増加に寄与してもよく、したがって、第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の原子比を減少させる。
【0042】
動作２０５および動作２２０における堆積は、約５５０℃以下の基板またはペデスタル温度で実施されてもよい。結果として、いくつかの実施形態では、堆積は、約５２５℃以下、約５００℃以下、約４７５℃以下、約４５０℃以下、約４２５℃以下、約３００℃以下、約３７５℃以下、約３５０℃以下、約３２５℃以下、約３００℃以下、約２７５℃以下、約２５０℃以下、約２２５℃以下、約２００℃以下、またはそれ以下の温度で行われてもよい。加えて、堆積は、約５Ｔｏｒｒ以下、約４Ｔｏｒｒ以下、約３Ｔｏｒｒ以下、約２Ｔｏｒｒ以下、約１Ｔｏｒｒ以下、またはそれ以下など約６Ｔｏｒｒ以下の圧力で行われてもよい。動作２０５および２２０は、同じまたは同様のプロセス条件で形成されてもよい。例えば、温度および／または圧力は、第１の材料の層および第２の材料の層の形成両方に対して維持されてもよい。逆に、温度および／または圧力は、第１の材料の層および第２の材料の層の形成の間で修正または調節されてもよい。さらに、温度および／または圧力は、構造３００の交互の層における様々な層の形成の間で修正または調節されてもよい。
【0043】
第１の材料の層および第２の材料の層はそれぞれ、実質的に同様の厚さを有してもよい。例えば、第１の材料の層および第２の材料の層の厚さは、互いに約５ｎｍ以内の厚さを有してもよく、互いに約４ｎｍ以内、互いに約３ｎｍ以内、互いに約２ｎｍ以内、互いに約１ｎｍ以内、またはそれ未満の厚さを有してもよい。実施形態では、第１の材料の層および第２の材料の層は、約１２ｎｍ以上、約１４ｎｍ以上、約１６ｎｍ以上、約１８ｎｍ以上、約２０ｎｍ以上、またはそれ以上など、約１０ｎｍ以上の厚さを有してもよい。さらに、第１の材料の層および第２の材料の層は、約２８ｎｍ以下、約２６ｎｍ以下、約２４ｎｍ以下、約２２ｎｍ以下、約２０ｎｍ以下、またはそれ未満など、約３０ｎｍ以下の厚さを有してもよい。いくつかの実施形態では、材料の層はそれぞれ、約１０ｎｍ～３０ｎｍの厚さを有してもよい。
【0044】
方法２００は、動作２３５で動作２０５から動作２３０を繰り返して、第１の材料の層および第２の材料の層の交互のセットを形成することを含んでもよい。これらの動作は、層のスタックを構成してもよい層の所定数のペアを形成することができるまで、任意の回数繰り返されてもよい。上述したように、図３Ａは、酸化ケイ素および酸化ゲルマニウムの交互の層のスタック３１０を有する基板３０５を含む構造３００を示している。図示されるスタック３１０は、酸化ケイ素材料の少なくとも１つの層３１７および酸化ゲルマニウム材料の少なくとも１つの層３１９をそれぞれ含んでもよい、複数の部分３１５を含んでもよい。各部分はまた、約２ペア以上、約１０ペア以上、約５０ペア以上、約１００ペア以上、またはそれ以上のペアの層を含む、複数ペアの層を含んでもよい。合計で、構造３００は、第１の材料の層および第２の材料の層の交互の層を少なくとも１０層含んでもよく、少なくとも３０層、少なくとも５０層、少なくとも１００層、少なくとも１５０層、またはそれ以上含んでもよい。これらの規定された範囲のいずれかに包含される任意の特定の数のペアは、本明細書で具体的に規定されたようなものとして理解されるべきである。３つの部分３１５ａ、３１５ｂ、および３１５ｃが例示されているが、本技術のいくつかの実施形態にしたがって、より多数またはより少数の部分が含まれてもよい。
【0045】
動作２４０で、任意選択のアニールが実施されてもよく、それによって、材料における酸素濃度の増加を伴ってまたは伴わずに、形成された膜の温度を上昇させてもよい。アニールは、約５００℃以上まで構造の温度を増加させる処理を含んでもよく、スタックの第１の部分の温度を、約５５０℃以上、約６００℃以上、約６５０℃以上、約７００℃以上、約７５０℃以上、約８００℃以上、約８５０℃以上、約９００℃以上、またはそれ以上に増加させてもよい。動作２４０は、方法２００の間、複数回形成されてもよい。例えば、第１のアニールは、第１の部分３１５ａの形成後、第２の部分３１５ｂの形成前に実施されてもよい。第１の部分３１５ａおよび第２の部分３１５ｂの形成の間にアニールを実施することによって、任意の後続の処理中における構造の変形を制限するガス放出が行われてもよい。
【0046】
上述したように、第２の材料の層におけるゲルマニウムと酸素の原子比は、約３：２以下であってもよい。ゲルマニウムと酸素の原子比が、３：２超過などで高すぎる場合、酸化ゲルマニウム層は、アニール動作の間、望ましい安定性を欠くことがある。例えば、ゲルマニウムと酸素の原子比が３：２超過の場合のアニール動作の間、ゲルマニウムは隣接する酸化ケイ素層内で拡散してもよい。例えば、ゲルマニウムと酸素の原子比が３：２超過の場合、酸化ケイ素層および酸化ゲルマニウム層は、アニールの間に完全に溶解し、結合して１つの均質層になることがある。
【0047】
構造３００を形成した後、構造は、３Ｄ ＮＡＮＤなど、使用の準備のためにさらに処理されてもよい。後続の処理において、また図３Ｂに示されるように、複数のメモリ孔または開孔が構造３０１にエッチングされてもよい。ハードマスクが構造３００に適用されてもよく、高アスペクト比のメモリ孔が構造３０１にエッチングされてもよい。メモリ孔は、構造３０１の頂部から基板３１５内へとエッチングされる、トレンチまたはチャネルであってもよい。メモリ孔がエッチングされた後、残っている酸化ゼラニウム材料を除去する前に、さらなる堆積およびエッチング処理が実施されてもよい。
【0048】
酸化ケイ素および窒化ケイ素の交互の層を有する従来の構造では、メモリ孔をエッチングする処理は困難なことがある。実施されるエッチング処理は、２つの材料の間に十分な選択性を有さないことがあり、それによって、窒化ケイ素の不十分な除去、ならびに酸化ケイ素のオーバーエッチをもたらすことがあり、それによってセル構造が損傷することがある。逆に、酸化ゲルマニウムは、酸化ケイ素の選択性が増加したドライエッチング処理によってより容易にエッチングされてもよく、それによって、構造全体を通して酸化ゲルマニウムの除去の増加、ならびに酸化ケイ素の損失の制御の両方であり得る。酸化ゲルマニウムは、メモリ孔の形成を容易にしてもよい、窒化ケイ素に対して低減された硬度によって特徴付けられてもよく、より薄いハードマスクを使用することを可能にし、ならびに窒化ケイ素の従来の処理では酸化ケイ素を損傷することがあり得る、エッチング処理のインターフェース滞留時間を制限することを可能にしてもよい。
【0049】
当業者であれば認識するであろう、メモリ孔のエッチング、およびメモリセル形成に関連する任意の追加の堆積および／またはエッチング処理の後、残りの酸化ゲルマニウム材料が除去されてもよい。除去される酸化ゲルマニウムは、タングステンなどの金属連続材料と置き換えられてもよい。従来構造の窒化ケイ素を除去するエッチングの間、窒化ケイ素の不十分な除去能力が実現されることがある。窒化ケイ素層が使用される場合、本開示のような酸化ゲルマニウム層とは対照的に、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）を使用する湿式エッチングが必須である。窒化ケイ素のこの湿式エッチング除去の間、酸化ケイ素の副産物が形成されることがある。この酸化ケイ素副産物の一部分は、構造における既存の酸化ケイ素層上に堆積することがある。窒化ケイ素除去中における酸化ケイ素のこの故意ではない堆積は、既存の酸化ケイ素層の整合されない形状を作り出すことがあり、これは望ましくないことがある。
【0050】
本開示の実施形態では、酸化ゲルマニウム層が窒化ケイ素層の代わりに使用される場合、湿式エッチングは必須ではないことがある。代わりに、水素含有ガスおよび／またはアルゴン含有ガスを使用して、ドライエッチングが実施されてもよい。かかる実施形態では、プラズマが水素含有ガスから形成されて、酸化ゲルマニウム材料をエッチングしてもよく、例えばアルゴンなど、１つまたは複数のキャリアガスが、プラズマ安定性のために含まれてもよい。水素含有ガスを使用するこのドライエッチングは、酸化ケイ素材料を実質的にエッチングすることなく、酸化ゲルマニウム材料をエッチングしてもよい。さらに、このドライエッチングは、構造を形成するのに使用されるのと同じ半導体処理チャンバ１００内で実施されてもよい。水を使用する酸化ゲルマニウムの湿式エッチングが可能であるが、かかる湿式エッチングは、酸化ケイ素層の曲がり、表面張力効果、その他をもたらすことがある。
【0051】
記載したプロセスの１つまたは複数を利用することによって、材料の除去の改善、また、したがってメモリ孔のより均一な形成がもたらされてもよく、それにより、金属含有材料と置き換えられるべき材料のスタック処理および最終的な除去の困難を制限し、ならびにメモリ孔を通してプロファイルの均一性を改善してもよい。結果として、本技術によって製造の改善がもたらされてもよく、それによって従来の技術よりもより均一なスタック構造を作製してもよい。
【0052】
上記の記載では、説明目的で、本技術の様々な実施形態の理解を提供するために、多数の詳細について説明してきた。しかしながら、特定の実施形態はこれらの詳細の一部を含まずに、または追加の詳細を含んで実践されてもよいことが、当業者には明白となるであろう。
【0053】
いくつかの実施形態を開示してきたが、実施形態の趣旨から逸脱することなく、様々な修正、代替の構成、および等価物が使用されてもよいことが、当業者には認識されるであろう。加えて、本技術を不必要に曖昧にすることを回避するために、多くの良く知られているプロセスおよび要素について記載してこなかった。したがって、上述の記載は技術の範囲を限定するものとみなされるべきではない。加えて、方法または処理は、連続したまたはステップで記載されることがあるが、動作は同時に、または列挙されたのとは異なる順序で実施されてもよいことが理解されるべきである。
【0054】
値の範囲が提供される場合、文脈による別段の明示がない限り、その範囲の上限と下限との間の中間の各値も、下限の単位の最も小さい小数部まで、具体的に開示されているものと理解される。提示された範囲内の任意の提示された値または提示されていない中間値、およびその提示された範囲内の他の任意の提示された値または中間値の間の、いずれのより狭い範囲も包含される。それらのより小さい範囲の上限および下限は、独立して範囲に含まれてもまたは範囲から除外されてもよく、より小さい範囲に上下限のどちらかが含まれる、どちらも含まれない、または両方が含まれる各範囲も技術に包含され、提示された範囲における任意の具体的に除外される限界の対象となる。提示された範囲が限界の一方または両方を含む場合、これらの含まれる限界のどちらかまたは両方を除外した範囲も含まれる。
【0055】
本明細書および添付の特許請求の範囲で使用するとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈による別段の明示がない限り、複数形を含む。したがって、例えば、「ケイ素含有前駆体」に対する言及は複数のかかる前駆体を含み、「第１の材料の層」に対する言及は、１つまたは複数の層に対する言及、および当業者には知られているその等価物を含み、その他も同様である。
【0056】
また、「備える」、「備えている」、「含有する」、「含有している」、「含む」、および「含んでいる」という単語は、本明細書および以下の特許請求の範囲で使用されるとき、提示される特徴、整数、構成要素、または動作が存在することを指定しようとするものであるが、１つもしくは複数の他の特徴、整数、構成要素、動作、作用、または群の存在または追加を除外しない。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【国際調査報告】