[发明专利]使用钨填充衬底的凹部的方法

说明书

本发明提供一种使用钨填充凹部的方法。一实施方式的方法包括在成膜装置的腔室内准备衬底的工序，将第一循环执行一次以上的工序，和在将第一循环执行一次以上的工序之后，将第二循环执行一次以上的工序。第一循环和第二循环各自包括：将含钨的前体气体导入腔室的步骤；对腔室进行吹扫的步骤；将含氢气体导入腔室的步骤；和对腔室进行吹扫的步骤。该方法中，第二循环执行时的腔室的压力被设定为比第一循环执行时的腔室的压力低的压力。

技术领域

本发明实施方式涉及使用钨填充衬底的凹部的方法。

背景技术

在半导体器件等电子器件的制造中，衬底的凹部有时使用钨来填充。例如在3维NAND型存储元件的制造中，会对衬底的凹部进行钨填充。

下述专利文献1～3记载了以不产生空洞等缺陷的方式使用钨将凹部填充的方法。这些文献记载的方法中，包括将钨填埋到凹部中，和对该钨进行蚀刻。具体而言，在这些文献记载的方法中，在构成凹部的面上形成钨层，并将引起缺陷产生的钨层的区域蚀刻掉，然后再进一步形成钨层。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-35366号公报

专利文献2：日本特开2015-38964号公报

专利文献3：日本特表2015-512568号公报

发明内容

发明想要解决的技术问题

上述文献记载的方法要进行成膜与蚀刻之间的切换，效率不高。因而，在使用钨填充凹部的工艺中，需要抑制缺陷的产生并且改善效率。

用于解决技术问题的技术方案

本发明之一技术方案提供一种使用钨填充衬底的凹部的方法。该方法包括：在成膜装置的腔室内准备衬底的工序；将第一循环执行一次以上的工序；和在将第一循环执行一次以上的工序之后，将第二循环执行一次以上的工序。第一循环包括：将含钨的前体气体导入腔室的步骤；对腔室进行吹扫的步骤；将含氢气体导入腔室的步骤；和对腔室进行吹扫的步骤。第二循环包括：将含钨的前体气体导入腔室的步骤；对腔室进行吹扫的步骤；将含氢气体导入腔室的步骤；和对腔室进行吹扫的步骤。该方法中，第二循环执行时的腔室的压力被设定为比第一循环执行时的腔室的压力低的压力。

在本发明之一技术方案的方法中，第一循环在腔室的压力被设定为比较高的压力的状态下执行。通过执行该第一循环，能够在抑制对衬底造成损伤的同时，在构成凹部的衬底的表面上形成钨层。当该第一循环执行一次以上时，形成在凹部内的钨层将导致凹部的宽度变窄。由于第一循环执行时腔室的压力被设定为比较高的压力，所以平均自由程较短，前体气体无法被充分供给到宽度已变窄的凹部中。从而，若仅通过第一循环来使用钨填充凹部，则可能会产生缺陷。为此，本方法在第一循环执行了一次以上之后执行第二循环。由于第二循环执行时腔室的压力被设定为比较低的压力，所以平均自由程增大。从而，利用第二循环，前体气体被供给到宽度变窄的凹部内，能够获得钨对基底的高覆盖性。从而，根据该方法能够在抑制缺陷的同时使用钨填充凹部。此外，该方法由于不包括蚀刻，所以能够高效地使用钨填充凹部。

在一实施方式中，成膜装置包括腔室主体和载置台，其中腔室主体提供腔室，载置台设置于腔室内，在其上载置衬底。腔室主体包括在载置台的上方延伸且与载置台的上表面相对的壁面。该实施方式中，第二循环执行时的载置台与该壁面之间的距离，被设定为比第一循环执行时的载置台与该壁面之间的距离短的距离。该实施方式中，第二循环执行时的衬底周围的空间的容积比第一循环执行时的衬底周围的容积小。因而，在第二循环执行时，衬底周围的前体气体的浓度升高。通过执行该第二循环，钨对基底的覆盖性进一步得到提高。