專利名稱：制造三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造存儲(chǔ)元件的方法和裝置，更詳細(xì)地，涉及一種制造三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的方法和裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)于電子產(chǎn)品而言，在要求體積變得越來越小的同時(shí)，還要求高容量數(shù)據(jù)的處理。因此，需要減小這種電子產(chǎn)品的存儲(chǔ)元件體積的同時(shí)提高其集成度，在這一點(diǎn)上，考慮具有三維結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)元件來代替現(xiàn)有平面型結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠降低存儲(chǔ)元件體積的存儲(chǔ)元件的制造方法及裝置。本發(fā)明的其他目的在于，提供一種能夠有效制造三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的方法及裝置。本發(fā)明的另外其他目的在于，提供一種能夠防止在蒸鍍多個(gè)薄膜的工序中由薄膜的應(yīng)力差引起的基底變形的存儲(chǔ)元件的制造方法及裝置。通過詳細(xì)的說明和添加的附圖，能夠進(jìn)一步明確本發(fā)明的一些其他目的。解決課題的方法根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法包括:在基底上交替層疊一個(gè)以上絕緣層和一個(gè)以上犧牲層的步驟；形成貫通所述絕緣層和所述犧牲層的貫通孔的步驟；形成填充所述貫通孔的圖形的步驟；形成貫通所述絕緣層和所述犧牲層的開口的步驟；以及通過所述開口供給蝕刻劑而去除所述犧牲層的步驟，其中，所述層疊絕緣層的步驟包括向所述基底供給選自SiH4、Si2H6, Si3H8, Si4H10群中的一種以上氣體而蒸鍍第一氧化硅膜的步驟，所述層疊犧牲層的步驟包括向所述基底供給二氯硅烷(SiCl2H2)而蒸鍍第二氧化硅膜的步驟。所述絕緣層和所述犧牲層對(duì)所述蝕刻劑具有刻蝕選擇比(etch selectivity),所述犧牲層的蝕刻率為所述絕緣層的蝕刻率的五倍至三百倍以上。所述蝕刻劑可以包含HF或者BOE中的任意一個(gè)。所述層疊絕緣層的步驟進(jìn)一步包括供給基于乙基的氣體的步驟，所述第一氧化硅膜為 SiCO (Silicon Carbon Oxide)。所述層疊絕緣層的步驟進(jìn)一步包括供給基于甲基的氣體的步驟，所述第一氧化硅膜為 SiCO (Silicon Carbon Oxide)。所述基底的溫度保持在300至790度，所述基底的加工壓力保持在IOmTorr至250Torro所述第一氧化硅膜和所述第二氧化硅膜可以具有互相不同的厚度。
所述交替層疊絕緣層和犧牲層的步驟進(jìn)一步包括通過環(huán)形邊對(duì)所述基底的邊緣部施壓的步驟。所述基底的邊緣部相當(dāng)于從所述基底的邊緣向所述基底的內(nèi)側(cè)0.5mm-3mm的范圍。所述環(huán)形邊可以為陶瓷材料。根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例，三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法包括:在基底上交替層疊一個(gè)以上絕緣層和一個(gè)以上犧牲層的步驟；形成貫通所述絕緣層和所述犧牲層的貫通孔的步驟；形成填充所述貫通孔的圖形的步驟；形成貫通所述絕緣層和所述犧牲層的開口的步驟；以及通過所述開口供給蝕刻劑而去除所述犧牲層的步驟。其中，所述層疊絕緣層的步驟包括向所述基底供給選自SiH4、Si2H6, Si3H8, Si4H10群中的一種以上氣體而蒸鍍第一氧化硅膜的步驟。所述層疊犧牲層的步驟包括向所述基底供給選自SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H1(l、二氯娃燒(SiCl2H2)群中的一種以上氣體和選自B2H6、PH3群中的一種以上氣體而蒸鍍注入有硼(boron)或者磷(phosphorus)的第二氧化娃膜的步驟。根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，一種三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造裝置，其用于在基底上交替層疊一個(gè)以上絕緣層和一個(gè)以上犧牲層而制造三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件，所述制造裝置包括:用于實(shí)行基底加工的腔室；設(shè)置于所述腔室內(nèi)并用于放置所述基底的基底支撐臺(tái)；以及噴頭，當(dāng)在所述基底上層疊所述絕緣層時(shí)，所述噴頭向所述基底供給選自SiH4、Si2H6, Si3H8,Si4Hltl群中的一種以上氣體，并且，當(dāng)在所述基底上層疊所述犧牲層時(shí)，所述噴頭向所述基底供給二氯硅烷(SiCl2H2)15根據(jù)本發(fā)明的其他實(shí)施例，一種三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造裝置，其用于在基底上交替層疊一個(gè)以上絕緣層和一個(gè)以上犧牲層而制造三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件，所述制造裝置包括:用于實(shí)行基底加工的腔室；設(shè)置于所述腔室內(nèi)并用于放置所述基底的基底支撐臺(tái)；以及噴頭，當(dāng)在所述基底上層疊所述絕緣層時(shí)，所述噴頭向所述基底供給選自SiH4、Si2H6,Si3H8、Si4H1(l群中的一種以上氣體，并且，當(dāng)在所述基底上層疊所述犧牲層時(shí)，所述噴頭向所述基底供給選自SiH4、Si2H6, Si3H8, Si4Hltl、二氯硅烷(SiCl2H2)群中的一種以上氣體和選自B2H6、PH3群中的一種以上氣體。發(fā)明的效果根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，通過將存儲(chǔ)元件形成為三維結(jié)構(gòu)，能夠降低存儲(chǔ)元件的體積。并且，在基底上交替層疊形成絕緣層和犧牲層之后，在通過如多晶硅薄膜等圖形來支撐絕緣層的狀態(tài)下，能夠有效地去除犧牲層，該圖形作為半導(dǎo)體晶體管通道而使用。而且，能夠防止在蒸鍍多個(gè)薄膜的工序中由薄膜的應(yīng)力差引起的基底變形。


圖1至圖6是概略性地表示本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的制造方法的剖面圖。圖7是表示基于乙基的氣體的供給量和蒸鍍的薄膜的蝕刻率的關(guān)系的圖表。圖8是概略性地表示本發(fā)明一實(shí)施例的半導(dǎo)體制造裝置的圖。圖9是概略性地表示本發(fā)明其他實(shí)施例的存儲(chǔ)元件制造裝置的圖。圖10是概略性地表示圖9所示的環(huán)形邊的立體圖。圖11和圖12是表示圖9所示的環(huán)形邊的動(dòng)作的圖。
具體實(shí)施例方式圖1至圖6是概略性地表示本發(fā)明一實(shí)施例的存儲(chǔ)元件的制造方法的剖面圖。以下，參考圖1至圖6說明存儲(chǔ)元件的制造方法。首先，如圖1所示，可以提供基底105?；?05可以包含半導(dǎo)體物質(zhì)，如IV族半導(dǎo)體、II1-V族化合物半導(dǎo)體或者I1-VI族氧化物半導(dǎo)體。例如，IV族半導(dǎo)體可以包含硅、錯(cuò)或者娃錯(cuò)。基底105可以作為塊晶(bulk wafer)或者外延層被提供。其次，可以在基底105的上部注入雜質(zhì)，由此限定雜質(zhì)區(qū)域110。接著，可以在基底105上交替層疊絕緣層115和犧牲層120。絕緣層115和犧牲層120可以形成為8X8或18X18、或者nXn的多層結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，先層疊絕緣層115，最后層疊犧牲層120，但是根據(jù)需要可以改變絕緣層115和犧牲層120的層疊順序。絕緣層115可以是娃氧化膜(Silicon Dioxide, SiO2),其可以通過使供給在基底105上的硅烷(SiH4)和氧化氮(N2O)反應(yīng)而形成?？梢杂肧i2H6、Si3H8, Si4H10等來代替硅烷(SiH4)。同樣，犧牲層120可以是硅氧化膜，其可以通過供給在基底105上的二氯硅烷(SiCl2H2) (DCS)和氧化氮(N2O)反應(yīng)而形成。此外，與本實(shí)施例不同地，犧牲層120可以是向基底105上提供選自SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H1Q、二氯硅烷(SiCl2H2)群中的一種以上氣體，和選自B2H6、PH3群中的一種以上氣體而形成的硅氧化膜。在該情況下，可以向氧化硅膜上注入硼(boron)或者磷(phosphorus)(可以同時(shí)注入硼和磷)。接著，如圖2所示，可以通過蝕刻絕緣層115和犧牲層120來形成多個(gè)貫通孔125，貫通孔125貫通絕緣層115和犧牲層120。貫通孔125可以使用公知的光刻和蝕刻技術(shù)來形成。然后，通過公知的用于形成半導(dǎo)體晶體管的通道的形成工序(或者形成多晶硅薄膜的工序)來形成圖形130，以填充貫通孔125。此時(shí)，圖形130可以是中空的圓筒形狀，同樣，圖形130貫通絕緣層115和犧牲層120。例如，圖形130可以形成為多晶結(jié)構(gòu)，或者也可以是單晶結(jié)構(gòu)的外延層等薄膜形狀。其次，如圖3所示，通過蝕刻圖形130之間的絕緣層115和犧牲層120來形成開口135。開口 135可以使用光刻和蝕刻技術(shù)來形成。而后，如圖4所示，可以去除犧牲層120。如上所述，絕緣層115可以是由硅烷形成的硅氧化膜。犧牲層120可以是由二氯硅烷形成的硅氧化膜；或可以是供給選自SiH4、Si2H6, Si3H8, Si4H1Q、二氯硅烷(SiCl2H2)群中的一種以上氣體和選自B2H6、PH3群中的一種以上氣體而形成的、注入有硼(boron)或者磷(phosphorus)(可以同時(shí)注入硼和磷)的硅氧化膜。以下表示由硅烷形成的硅氧化膜和由二氯硅烷而形成的硅氧化膜所具有的特性。[表 1]
權(quán)利要求
1.一種三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于，所述方法包括: 在基底上交替層疊一個(gè)以上絕緣層和一個(gè)以上犧牲層的步驟； 形成貫通所述絕緣層和所述犧牲層的貫通孔的步驟； 形成填充所述貫通孔的圖形的步驟； 形成貫通所述絕緣層和所述犧牲層的開口的步驟；以及 通過所述開口供給蝕刻劑而去除所述犧牲層的步驟， 其中，所述層疊絕緣層的步驟包括向所述基底供給選自SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H1(l群中的一種以上氣體而蒸鍍第一氧化硅膜的步驟， 所述層疊犧牲層的步驟包括向所述基底供給二氯硅烷(SiCl2H2)而蒸鍍第二氧化硅膜的步驟。
2.權(quán)利要求1所述的三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于，所述絕緣層和所述犧牲層對(duì)所述蝕刻劑具有刻蝕選擇比，所述犧牲層的蝕刻率為所述絕緣層的蝕刻率的五倍至三百倍以上。
3.權(quán)利要求1或2所述的三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于，所述蝕刻劑包含HF或者BOE中的任意一個(gè)。
4.權(quán)利要求1或2所述的三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于，所述層疊絕緣層的步驟進(jìn)一步包括供給基于乙基的氣體的步驟，所述第一氧化硅膜為SiCO。
5.權(quán)利要求1或2所述的三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于，所述層疊絕緣層的步驟進(jìn)一步包括供給基于甲基的氣體的步驟，所述第一氧化硅膜為SiCO。
6.權(quán)利要求1或2所述的三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于，所述基底的溫度保持在300至790度，所述基底的加工壓力保持在IOmTorr至250Torr。
7.權(quán)利要求1或2所述的三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于，所述第一氧化硅膜和所述第二氧化硅膜具有互相不同的厚度。
8.權(quán)利要求1所述的三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于，所述交替層疊絕緣層和犧牲層的步驟進(jìn)一步包括通過環(huán)形邊對(duì)所述基底的邊緣部施壓的步驟。
9.權(quán)利要求8所述的三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于，所述基底的邊緣部相當(dāng)于從所述基底的邊緣向所述基底的內(nèi)側(cè)0.5mm-3mm的范圍。
10.權(quán)利要求8或9所述的三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于，所述環(huán)形邊為陶瓷材料。
11.一種三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造方法，其特征在于， 所述方法包括: 在基底上交替層疊一個(gè)以上絕緣層和一個(gè)以上犧牲層的步驟； 形成貫通所述絕緣層和所述犧牲層的貫通孔的步驟； 形成填充所述貫通孔的圖形的步驟； 形成貫通所述絕緣層和所述犧牲層的開口的步驟；以及 通過所述開口供給蝕刻劑而去除所述犧牲層的步驟， 其中，所述層疊絕緣層的步驟包括向所述基底供給選自SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H1(l群中的一種以上氣體而蒸鍍第一氧化硅膜的步驟， 所述層疊犧牲層的步驟包括向所述基底供給選自SiH4、Si2H6, Si3H8, Si4Hltl、二氯硅烷(SiCl2H2)群中的一種以上氣體和選自B2H6、PH3群中的一種以上氣體而蒸鍍注入有硼或者磷的第二氧化硅膜的步驟。
12.—種三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造裝置，其用于在基底上交替層疊一個(gè)以上絕緣層和一個(gè)以上犧牲層而制造三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件， 其特征在于，所述制造裝置包括: 用于實(shí)行基底加工的腔室； 設(shè)置于所述腔室內(nèi)并用于放置所述基底的基底支撐臺(tái)；以及 噴頭，當(dāng)在所述基底上層疊所述絕緣層時(shí)，所述噴頭向所述基底供給選自SiH4、Si2H6,Si3H8、Si4H1(l群中的一種以上氣體，并且，當(dāng)在所述基底上層疊所述犧牲層時(shí)，所述噴頭向所述基底供給二氯硅烷(SiCl2H2)。
13.—種三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的制造裝置，其用于在基底上交替層疊一個(gè)以上絕緣層和一個(gè)以上犧牲層而制造三維結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件， 其特征在于，所述制造裝置包括: 用于實(shí)行基底加工的腔室； 設(shè)置于所述腔室內(nèi)并用于放置所述基底的基底支撐臺(tái)；以及 噴頭，當(dāng)在所述基底上層疊所述絕緣層時(shí)，所述噴頭向所述基底供給選自SiH4、Si2H6,Si3H8、Si4H1(l群中的一種以上氣體，并且，當(dāng)在所述基底上層疊所述犧牲層時(shí)，所述噴頭向所述基底供給選自SiH4、Si2H6, Si3H8, Si4Hltl、二氯硅烷(SiCl2H2)群中的一種以上氣體和選自B2H6、PH3群中的一種以上氣體。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，制造垂直結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)元件的方法包括在基底上交替層疊一個(gè)以上絕緣層和一個(gè)以上犧牲層的步驟；形成貫通所述絕緣層和所述犧牲層的貫通孔的步驟；形成填充所述貫通孔的圖形的步驟；形成貫通所述絕緣層和所述犧牲層的開口的步驟；以及通過所述開口供給蝕刻劑而去除所述犧牲層的步驟。其中，所述層疊絕緣層的步驟包括向所述基底供給選自SiH4、Si2H6、Si3H8、Si4H10群中的一種以上氣體而蒸鍍第一氧化硅膜的步驟。所述層疊犧牲層的步驟包括向所述基底供給二氯硅烷(SiCl2H2)而蒸鍍第二氧化硅膜的步驟。
文檔編號(hào)H01L21/3065GK103155139SQ201180048997
公開日2013年6月12日 申請日期2011年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月14日
發(fā)明者趙星吉, 金海元, 禹相浩, 申承祐, 張吉淳, 吳完錫 申請人:株式會(huì)社Eugene科技