CN102089869A - 制造蚀刻制品的方法 - Google Patents

制造蚀刻制品的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN102089869A
CN102089869A CN2009801275206A CN200980127520A CN102089869A CN 102089869 A CN102089869 A CN 102089869A CN 2009801275206 A CN2009801275206 A CN 2009801275206A CN 200980127520 A CN200980127520 A CN 200980127520A CN 102089869 A CN102089869 A CN 102089869A
Authority
CN
China
Prior art keywords
tetrafluoro
butylene
gas
compound
xenon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN2009801275206A
Other languages
English (en)
Inventor
马尔塞洛·里瓦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Solvay Fluor GmbH
Original Assignee
Solvay Fluor und Derivate GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solvay Fluor und Derivate GmbH filed Critical Solvay Fluor und Derivate GmbH
Publication of CN102089869A publication Critical patent/CN102089869A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
    • H01L21/3105—After-treatment
    • H01L21/311—Etching the insulating layers by chemical or physical means
    • H01L21/31105—Etching inorganic layers
    • H01L21/31111—Etching inorganic layers by chemical means
    • H01L21/31116—Etching inorganic layers by chemical means by dry-etching
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K13/00—Etching, surface-brightening or pickling compositions
    • C09K13/04—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid
    • C09K13/08—Etching, surface-brightening or pickling compositions containing an inorganic acid containing a fluorine compound

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Information Retrieval, Db Structures And Fs Structures Therefor (AREA)
  • Information Transfer Between Computers (AREA)

Abstract

用于制造蚀刻制品的方法，选自由三氟丁二烯和四氟丁烯组成的组的C4化合物可以被用作蚀刻气体，尤其是用于在蚀刻制品例如半导体(例如半导体存储器或半导体逻辑电路、平板或太阳能电池)的生产中的各向异性蚀刻。优选的化合物是1，1，3-三氟-1，3-丁二烯、反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4-四氟-1-丁烯和顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯，它们可以从卤代四氟丁烷或1，1，1，3，3-五氟丁烷通过热的、碱诱导的或催化性的脱卤化氢作用，尤其是通过催化性的脱氟化氢作用获得。该C4化合物具有特殊的优点，即：它们允许对光致抗蚀剂保护的制品进行直接蚀刻，其中光致抗蚀剂的图案是通过波长为193nm或甚至“远紫外光”限定的。可以生产具有非常窄的间隙的节点，例如具有130nm、90nm、45或32nm以及甚至22nm的间隙的节点。

Description

制造蚀刻制品的方法
本发明涉及一种用于制备蚀刻制品例如半导体、太阳能电池、和平板的方法。
在制造电子器件，例如半导体逻辑器件、光学和存储装置例如动态随机存取存储器(DRAM)或中央处理器(CPU)、逻辑器件或电容的过程中，经常必须进行一个或多个蚀刻步骤。通常，要蚀刻的材料是硅。其他要蚀刻的材料是二氧化硅、氮化硅、或低介电常数介质例如FSG(氟硅酸盐玻璃)，或碳掺杂二氧化硅。蚀刻这些制品的一种优选的方法是在一种蚀刻剂的存在下使用等离子体来进行。
US-A 4,784,720披露了一种用于槽蚀刻的等离子体干蚀刻方法，其中实现了选择性的侧壁钝化以控制接受蚀刻的槽的剖面。可以减少钝化堆积或在预定时间使用蚀刻剂(例如SF6或NF3)蚀刻。
WO 97/24750披露了使用具有化学式CnF2n(特别是C2F4和C3F6)的不饱和氟碳化合物气体来蚀刻二氧化硅。
观察到形成的氟聚合物在含氧层(例如硅氧化合物层)上稳定性更低，并因此增强了在其他材料(例如Si3N4)的阻挡层上的蚀刻方法的选择性。所说明的是，当应用这些气体时形成了多个锋利的侧壁。假定的是这些不饱和气体在未打算进行蚀刻的材料表面(即在光致抗蚀剂和在SiO2以下的材料上)形成了聚合物。
US-A 6,508,948披露了一种通过从选定的区域除去基片材料而用于将特征蚀刻进一个基片的一种蚀刻方法。提供了一个印有图案的(patterned)掩模并将该制品置于一个等离子室中。向该室中引入卤化的杂环烃类，例如全氟嘧啶，并且开始蚀刻。可以加入另外的蚀刻剂，例如CHF3、C3F6或C4F6，或载气，例如氮气或氩气。该方法可以使用各向异性蚀刻被应用于进行基于半导体的逻辑器件、存储器和光电器件以及微机械系统的微加工。
US-A 6,174,451披露了使用可商购的六氟丁二烯、五氟丙烯和三氟丙炔的氧化物蚀刻。
本发明的问题在于提供有用的蚀刻剂，特别是用于各向异性蚀刻的蚀刻剂。
结果，本发明提供了一种用于生产蚀刻制品的方法，该方法包括至少一个各向异性地蚀刻该制品的步骤，其中该制品的蚀刻是在选自由三氟丁二烯和四氟丁烯组成的组的氟化不饱和C4化合物的存在下进行的。优选地，应用了1，1，3-三氟丁二烯和1，1，1，3-四氟丁烯。这些氟化不饱和C4化合物起到蚀刻剂的作用，并且特别起到各向异性蚀刻剂的作用。术语“制品”包括单数和复数，特别是一个制品或多个制品，例如2、3、4、5个或更多的制品。是否仅一个制品或多个制品被蚀刻取决于所使用的等离子室的容量。如果要同时蚀刻多个制品，则必须使用相应的等离子室。
在本发明中，术语“包括”和“包含”包括“由......组成”的含义。通常在描述中当“由......组成”的含义是优选的时会明确地提到。
氟化的丁烯和丁二烯可以通过对应的氢氟烷的热的或催化性的脱氟化氢作用来制备或通过对应的溴氟丁烯的氢化脱溴作用制备。1，1，2-三氟-1，3丁二烯可以如在US-A 4,902,835中描述的，例如通过CF2＝CF-H2CH2Br与碱金属氢氧化物水溶液在一种相转移催化剂的存在下的氢化脱溴作用来制备。1，1，3-三氟丁二烯、2，4，4，4，-四氟-1-丁烯以及反式-和顺式-1，1，1，3-四氟-2-丁烯可以如在WO 2004/096737中描述的，通过一种碱(例如一种碱金属氢氧化物或叔胺)或在一种催化剂(例如在活性炭上的铬)的存在下通过1，1，1，3，3-五氟丁烷的热致(例如在400℃到550℃的温度范围内)脱氟化氢作用来制备。它们也可以如在WO 2009/010472中描述的，通过1，1，1，3，3，-五氟丁烷在高表面积的氟化铝催化剂上的脱氟化氢作用来制备。
上述脱氟化氢反应的产物可以通过常规手段分离，例如通过蒸馏。这些三氟丁二烯和四氟丁烯化合物可以被用作单独的蚀刻剂化合物或以混合物的形式应用，特别是以共沸混合物的形式应用。应用单独的化合物(但是如稍后将描述的，可任选地与添加的气体或稀释气体例如氮气、氦气、氙气或氩气形成混合物)是优选的，因为对于单独的蚀刻化合物来说反应条件更容易限定。
术语“单独的”表示该蚀刻剂气体含有一种单独的不饱和C4不饱和氟碳化合物，该化合物选自由三氟丁二烯和四氟丁烯组成的组，但是没有进一步的含碳的蚀刻剂或其他氟取代的蚀刻剂。术语“单独的”并不排除添加的气体或稀释气体(例如氮气、氦气、氙气或氩气)的存在。
1，1，1，3-四氟-2-丁烯的反式和顺式异构体可以作为一种混合物应用，但是在通过蒸馏有可能进行的分离之后，它们也优选作为单独的化合物应用。
这些氟化不饱和C4化合物可以为了这些目的用于多种蚀刻方法中，对于这些方法普遍使用了氟化的碳。
它们可以蚀刻方法中使用，优选地用于制造半导体存储器和逻辑器件，例如像DRAM和CPU。
它们优选被应用于蚀刻介电材料，例如二氧化硅、氮化硅、低或超低介电常数介质(像FSG(氟硅酸盐玻璃))、掺杂碳的电介质、以及类似材料。
这些氟化不饱和C4化合物特别适合于包括一个或更多个各向异性蚀刻步骤(任选地用氮气、氦气、氩气、氙气或其他添加的或稀释气体稀释)的方法。氦气并且特别是氮气主要是稀释气体。氩气和氙气是稀释一种或多种氟化不饱和C4化合物的添加气体，但是它们还可以影响该蚀刻方法的选择性。
蚀刻过程中的条件符合通常使用的那些条件。例如，可以应用直接等离子体或间接等离子体。通常，等离子室中的压力是等于或低于150Pa。优选地，压力是从1到120Pa。
本发明的氟化不饱和C4化合物特别适合如US-A 6,174,451并且特别是针对生产硅集成电路的WO 2000/30168中描述的技术领域。
在此详细说明WO 2000/30168中描述的技术。它总体上涉及在一种方法中对硅集成电路的蚀刻，并且特别是电介质例如氧化硅和相关材料的蚀刻，该方法能够大大减小氮化硅和其他多种非氧化物材料的蚀刻速率但是仍旧在该氧化物中产生垂直的剖面。氧化物蚀刻，在某种程度上用于硅石、SiO2和轻度非化学计量的组合物SiOx以及用于密切相关的材料(例如氧化物玻璃(例如硼磷硅酸盐玻璃))以及甚至氮氧化硅的总称，呈现出一些难以应对的挑战。任选地掺杂有例如氟(氟硅酸盐玻璃，“FSG”)或碳(例如Applied Materials的的氧化物材料、所谓的“低介电常数介质”以及“超低介电常数介质”主要被用于电绝缘层。
最经常的，该电路包括一个硅基底，其中一个多晶硅栅稍后被附装到其上。一个氮化硅层被用作电绝缘体。该氮化硅层和多晶硅栅层依次被一个氧化物层覆盖，并且将一个光致抗蚀剂层沉积在该氧化物层上。该光致抗蚀剂层被以照相方式限定在一个掩模中。一个随后的蚀刻步骤蚀刻了一个穿过该氧化物层的接触孔并且停止在该氮化硅层上。
虽然该氧化物层的厚度不能被减小到远小于500到1000纳米(nm)，但是穿透该氧化物层的接触导通孔的最小特征尺寸是不断减小的。节点，即这些蚀刻制品的壁之间的距离(例如接触和孔)被永久性地最小化。对于130nm的节点应用了波长为248nm或193nm的光。对于壁间距离为90nm以及更低的节点应用了波长为193nm的光，并且波长为157nm的光被用来生产65nm的节点。接触和导通孔的最小特征尺寸被收缩到或将被收缩到45nm、32nm以及甚至只有22nm。浸入式立体印刷技术允许实现可以将这一光源的使用扩展至32nm的节点的限定。“远紫外光”按照推测在未来将被用于22nm的节点。一些关于远紫外光(EUV)的信息，例如波长为13.5nm的远紫外光，可见于美国专利7372059。可以用于扩展193nm的光的应用的另一项技术是所谓的“双重图形方法”。它允许具有相当长的波长的光的应用，例如波长为193nm的光被用来生产非常窄的节点，例如甚至那些90nm的节点和低于90nm的间隙的那些。形成并开发了一种第一光致抗蚀剂，并且之后开发了一种第二光致抗蚀剂。这一方法例如描述于WO 008/036496中。
在应用此类光源的方法中使用的光致抗蚀剂结果证明是相当“软”的，在蚀刻所使用的条件下不具有足够的物理耐受性。结果是，该光致抗蚀剂的边缘受到蚀刻剂的侵蚀，其结果是不能实现所希望的间隙而是形成了一个锥形间隙。在2007年9月1日(周六)出版的国际半导体杂志中E.S.Moyer、J.Bremmer，C.Brick、P.F.Fu、A.Shirahata、S.Wang和C.Yeakle描述了克服这一缺点的若干建议。一个技术上可行的例子是提供一个硬掩模(例如从光致抗蚀剂层和有待蚀刻的制品之间的碳)的“硬掩模”法。该硬掩模允许进行蚀刻而不使所蚀刻的孔或接触变宽。
无论是一种第二光致抗蚀剂图案的应用还是硬掩模的应用，这两种方法的缺点都是需要一个附加的步骤。
通过应用选自由三氟丁二烯和四氟丁烯组成的组的氟化不饱和C4化合物，本发明提供了解决与光致抗蚀剂的柔软性有关的问题的另一种方法。这些化合物被认为是特别适合“软的”光致抗蚀剂的“软的”蚀刻剂。通常，该化合物可任选地在氢气存在时与氩气、氙气、氮气、和/或氦气一起应用。若希望的话，它们可以与作为蚀刻剂可应用的氟化的化合物(例如饱和的全氟烷烃或饱和的氢氟烷烃、不饱和的全氟烯烃或全氟二烯烃、或其他不饱和的氢氟烯烃或氢氟二烯烃)一起使用。例如，可以添加聚合气体(例如二氟甲烷)；但是本发明的化合物通过它们自身具有良好的聚合特性。
该蚀刻方法可以在高密度等离子体(如电感耦合反应器)中或低密度等离子体(例如优选的电容耦合反应器)中进行。通常，压力被保持在约20微米汞柱以下。
优选地，将氟化不饱和C4化合物(或包含它的一种混合物)引入等离子体反应器中，用氩气稀释。如果希望，蚀刻可以被分为两个子步骤(其中存在氟化不饱和C4化合物)，为了垂直剖面而对第一步骤进行调谐，为了氮化物选择性并且没有蚀刻终止而对第二步骤进行调谐。通常，蚀刻和侧壁保护的一种一步法是优选的。
可以应用氙气(Xe)和氩气(Ar)的混合物来调谐电介质和阻挡层之间的蚀刻剂化学的相关选择性，从而增强选择性。
本发明的C4化合物的优点是高选择性、易激活以及由于分子中的氢含量和多个键而形成“温和”等离子体。在该等离子体中形成氢自由基其功能是作为氟自由基清除剂。因此，有可能避免应用硬掩模或双重图形(double patterning)法的附加步骤。尽管如此，若希望的话，这些C4化合物可以用于这种硬掩模或双重图形法。
本发明的另一方面涉及处于混合物形式的物质组合物，这些混合物包括或优选地其组成为至少一种氟化不饱和C4化合物和一种气体，这些不饱和C4化合物选自由四氟丁烯和三氟丁二烯组成的组，并且该气体选自由氮气、氦气、氙气、氩气及其两种或更多种的任意组合组成的组。可任选地，可以存在添加的气体，例如一种或多种氢源，例如烃，优选地元素氢(在蚀刻中用作氟阱)或其他钝化气体。“钝化气体”是形成一种保护性聚合物层的一种气体；一个例子是CH2F2。在下文中，这些物质组合物通常表示为“混合物”。
包含或优选地其组成为氙气、氩气、以及至少一种选自四氟丁烯和三氟丁二烯的组的氟化不饱和C4化合物的混合物是特别优选的。
因而，一个实施方案涉及多种混合物，这些混合物包含或优选地其组成为至少一种四氟丁烯以及选自氮气、氦气、氙气、氩气及其两种或更多种的任意组合的一种气体，以及可任选地至少一种氢源，优选氢气。
该三氟丁二烯优选地是1，1，3-三氟-1，3-丁二烯。
该四氟丁烯优选地是反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯或2，4，4，4-四氟-1-丁烯。
优选地，该物质组合物包含或优选地其组成为一种氟化不饱和C4化合物以及一种气体，该氟化不饱和C4化合物选自由反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4-四氟-1-丁烯及其两种或更多种的任意组合组成的组，并且该气体选自由氙气、氩气、氮气以及所述气体中的两种或更多种的任意组合组成的组。在这一优选的实施方案中，氙气、氩气以及它们的混合物是优选的气体。
以下非限制性的混合物是优选的：
一种混合物包含或优选地其组成为2，4，4，4-四氟-1-丁烯以及至少一种选自由氮气、氦气、氙气和氩气组成的组的附加化合物，任选地还包括氢气。包含或优选地其组成为2，4，4，4-四氟-1-丁烯以及至少一种选自由氙气和氩气组成的组的附加化合物的混合物是特别优选的。包含或优选地其组成为2，4，4，4-四氟-1-丁烯、氙气和氩气的混合物是最优选的。
一种混合物包含或优选地其组成为反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯以及至少一种选自由氮气、氦气、氙气和氩气组成的组的附加化合物，任选地还包括氢气。包含或优选地其组成为反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯以及至少一种选自由氙气和氩气组成的组的附加化合物的混合物是特别优选的。包含或优选地其组成为反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、氙气和氩气的混合物是最优选的。
一种混合物包含或优选地其组成为顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯以及至少一种选自由氮气、氦气、氙气和氩气组成的组的附加化合物，任选地还包括氢气。包含或优选地其组成为顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯以及至少一种选自由氙气和氩气组成的组的附加化合物的混合物是特别优选的。包含或优选地其组成为顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、氙气和氩气的混合物是最优选的。
因此，在以上提到的三种特别优选种类的混合物中，那些含有或其组成为相应的四氟丁烯、氙气和氩气的混合物是最优选的。
另一个实施方案涉及包含或优选地其组成为三氟丁二烯以及至少一种选自由氮气、氦气、氙气和氩气组成的组的附加化合物并且任选地还包括氢气的混合物。
优选的混合物包括或优选地其组成为1，1，2-三氟-1，3-丁二烯以及至少一种选自由氮气、氦气、氙气和氩气组成的组的附加化合物，任选地还包括氢气。包括或其组成为1，1，2-三氟-1，3-丁二烯以及氙气、氩气、或氩气和氙气的混合物是特别优选的。同样在此，包括1，1，2-三氟-1，3-丁二烯和氙气以及氩气的混合物是特别优选的。
这些混合物非常适合作为具有钝化能力的蚀刻气体。
在优选的混合物中，氟化不饱和C4化合物是等于或大于按体积计10％。优选地，它是按体积计等于或小于50％。优选地，氮气、氦气、氙气、和/或氩气按体积计凑足100％的余量。这些混合物可以没有氢气。如果氢气存在，则它优选是按体积计包括2％到10％。在此给出的百分数是指气态。
优选地，氩气和选自由1，1，3-三氟-1，3-丁二烯、反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4-四氟-1-丁烯及其两种或更多种的任意组合组成的组的至少一种氟化不饱和C4化合物的体积比是等于或大于1∶1，优选地等于或大于2∶1，更优选地等于或大于3∶1，并且特别优选地等于或大于4∶1。
根据一个实施方案，这些混合物是以气态形式存在的并且因此是气体混合物。
根据本发明的气体混合物包括或优选地其组成为至少一种氟化不饱和C4化合物和一种气体，这些氟化不饱和C4化合物选自由四氟丁烯和三氟丁二烯组成的组，并且该气体选自由氮气、氙气、氦气、氩气及其两种或更多种的任意组合组成的组。
优选地，该三氟丁二烯是1，1，3-三氟-1，3-丁二烯。
优选地，该四氟丁烯是反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯或2，4，4，4-四氟-1-丁烯。
一种优选的气体混合物包括或优选地其组成为一种氟化不饱和C4化合物和一种气体，该氟化不饱和C4化合物选自由反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4，-四氟-1-丁烯及其两种或更多种的任意组合组成的组，并且该气体选自由氙气、氩气、氮气及其两种或更多种的任意组合组成的组。
仍更优选的气体混合物包括或优选地其组成为一种氟化不饱和C4化合物和一种气体，该氟化不饱和C4化合物选自1，1，3-三氟-1，3-丁二烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4，-四氟-1-丁烯及其两种或更多种的任意组合组成的组；并且该气体选自由氙气、氩气及其任意组合组成的组。
优选地，氩气和选自由1，1，3-三氟-1，3-丁二烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4-四氟-1-丁烯及其两种或更多种的任意组合组成的组的至少一种氟化不饱和C4化合物之间的体积比是等于或大于1∶1，优选地等于或大于2∶1，更优选地等于或大于3∶1并且特别优选地等于或大于4∶1。
包括氙气的气体混合物是特别优选的。
根据另一个实施方案，这些混合物至少部分地以浓缩的形式存在，例如被加压或在低温下保存。在这一实施方案中，这些混合物是液体或是一种部分液态并且部分气态的组合物物质。如果这些混合物被压缩到存储罐中(例如在一个压力缸、一个罐或类似物中)，可能在该浓缩的液体之上形成一个气相。选自由三氟丁二烯和四氟丁烯组成的组的氟化不饱和C4烃的含量，以及选自由氮气、氙气、氦气、氩气及其两种或更多种的任意组合组成的组的气体，连同它们的优选实施方案，对应于以上提及的这些组合物或混合物和气体混合物。
对于一些应用而言，在该气体混合物或浓缩组合物中，选自由1，1，3-三氟-1，3-丁二烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4-四氟-1-丁烯及其两种或更多种的任意组合组成的组的至少一种氟化不饱和C4化合物和氩气之间的体积比可以是等于或大于1∶1，优选地等于或大于2∶1，更优选地等于或大于3∶1并且特别优选地等于或大于4∶1。
在存储器或逻辑电路(例如DRAM或CPU)的制造中，这些不饱和C4化合物非常适合作为蚀刻剂。它们特别适合对具有非常窄的间隙的节点(例如90nm节点，45nm和32nm节点以及甚至22nm节点)进行各向异性蚀刻。它们是以气态或蒸汽形式使用的。本发明的这些C4化合物具有良好的聚合物形成特性，并且可以简单地由可商购的化合物生产。
如果它们与气体(例如氮气、氦气、氙气、氩气及其两种或更多种的任意组合)或一种或多种氢源(例如碳氢化合物或优选地元素氢)一起使用，则人们可以单独地将这些组分引入到反应器中。可替代地，可以将它们预先混合，例如通过将这些组分引入到与该反应器连接的一个公用管线中。在另一个替代方案中，这些组分作为一种混合物储存在一个存储罐中，即它们在其中以混合形式存在，并且可以按完全混合的形式撤出并且引入反应器中。
以下实例旨在更详细地说明本发明而无意限制它。
实例1：特别适合各向异性蚀刻的物质组合物
通过使相应的不饱和C4化合物、氩气以及任选地氮气和氢气对应地在耐压存储罐中凝聚来制备蚀刻组合物。
可以如WO 2004/096737中描述的通过热地或催化地通过脱氟化氢作用由1，1，1，3，3-五氟丁烷、或如WO 2009/010472中描述的由置于高表面积氟化铝催化剂上的1，1，1，3，3-五氟丁烷来制备2，4，4，4-四氟-1-丁烯、反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯和1，1，3-三氟丁二烯。在含有2，4，4，4-四氟-1-丁烯、反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯和1，1，3-三氟丁二烯的产品混合物中的1，1，3-三氟丁二烯的含量取决于反应温度。反应温度越高，1，1，3-三氟丁二烯的含量也越高。通过蒸馏来分离这些化合物是有可能的。例如，反-1，1，1，3-四氟-2-于烯具有的沸点是约18℃到19℃，顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯具有的沸点是约49℃。
表1：蚀刻组合物(量以％体积给出)
  实例 C4F3H3 ＊   Ar   Xe or N2   H2
  1.1   15   85   --   --
  1.2   20   80   --   --
  1.3   30   70   --   --
  1.4   15   75   --   10
  1.5   20   70   --   10
  1.6   20   75   Xe：5   --
  1.7   20   75   Xe：0  N2：5
＊1，1，3-三氟-1，3-丁二烯
  实例 C4F4H2 ＊   Ar   Xe or N2   H2
  2.1   10   90   --   --
  2.2   15   85   --   --
  2.3   20   80   --   --
  2.4   20   75   --   5
  2.5   20   70   Xe：10   --
  2.6   20   70   Xe：0  N2：10
＊1，1，1，3-四氟-2-丁烯，反式异构体
  实例 C4F4H2 ＊   Ar   Xe or N2   H2
  3.1   10   90   --   --
  3.2   15   85   --   --
  3.3   20   80   --   --
  3.4   20   75   --   5
  3.5   20   70   Xe：10   --
  3.6   20   70   Xe：0  N2：10
＊1，1，1，3-四氟-2-丁烯，顺式异构体
  实例 C4F4H2 ＊   Ar   Xe or N2   H2
  4.1   10   90   --   --
  4.2   15   85   --   --
  4.3   20   80   --   --
  4.4   20   75   --   5
  4.5   20   70   Xe：10   --
  4.6   20   70   Xe：0  N2：10
＊2，4，4，4-四氟-1-丁烯
通过在耐压存储罐中将相应的气体和液体进行压制和/或冷凝来制备上述组合物。当在低于环境压力(约1绝对巴)的压力条件下将它们从存储罐中取出，它们形成了适合用作蚀刻气体的相应的气体混合物。
实例2：半导体的制造
蚀刻可以在从Applied Materials可得的电感耦合等离子源(ICP)蚀刻反应器或电容耦合等离子源(CCP)反应器中进行。如在WO2000/302168的图1和第三页中描述的，形成了一个自对准接触(SAC)。一个多晶硅栅层、一个钨硅化物阻挡和胶合层、以及一个氮化硅罩层被沉积并且通过光刻法形成了其间具有间隙的两个密切相关的间隔栅结构。之后，使一个氮化硅层通过CVD沉积在该结构上，并且植入多种掺杂剂离子。将一个介电SiO2层沉积在该结构上，将一个光学抗蚀剂层沉积在该氧化物层上，并且使用波长为193nm的光将其以照相方式限定到一个掩模中。之后，使用1，1，3-三氟丁二烯和氩气，以重量比1∶4的比例输送到等离子体反应器中，对SiO2层进行蚀刻。实现了一个直径小于50nm的接触孔，其长径比是＞20。
在这一方法中，可以将1，1，3-三氟丁二烯和氩气彼此分开地进料至等离子体反应器中，或者以气体混合物的形式预先混合。如果希望的话，该气体混合物可以取自一个存储罐，该存储罐包含由1，1，3-三氟丁二烯和氩气组成的一种液化的物质组合物。
实例3：使用低介电常数介质层或超低介电常数介质层取代SiO2层，重复实例2。
实例4：使用2，2，2，4-四氟-1-丁烯制造半导体
使用含有按体积计20％的2，2，2，4-四氟丁烯、70vol-％的氩气和10vol-％的氙气的一种气态混合物，重复实例2。该气体混合物取自含有处于液体形式的这种气体混合物的存储罐。
实例5：使用反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯制造半导体
使用含有按体积计20％的反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、70vol-％的氩气和10vol-％的氙气的一种气体混合物，重复实例2。该气体混合物是取自含有处于液体形式的这一气体混合物的存储罐。
实例6：使用顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯制造半导体
使用含有按体积计20％的顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、70vol-％的氩气和10vol-％的氙气的一种气态混合物，重复实例2。该气体混合物是取自含有处于液体形式的这一气体混合物的存储罐。
实例7：使用反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯制造半导体
通过将反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、氩气和氙气彼此分开地引入等离子体反应器中从而使得在该反应器中形成一种含有按体积计20％的反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、70vol-％的氩气和10vol-％的氙气的气体混合物，重复实例6。
实例8：使用反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯制造半导体
通过将反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、氩气和氙气彼此分开地引入一个公用管线从而使得在该管线中形成一种含有按体积计20％的反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、70vol-％的氩气和10vol-％的氙气的气体混合物，重复实例6。在这一管线中，它们被预先混合并且作为预先混合的气体混合物被一起引入该等离子体反应器中。

Claims (16)

1.一种用于生产蚀刻制品的方法，包括至少一个对制品进行各向异性蚀刻的步骤，其中对所述制品的蚀刻是在选自三氟丁二烯和四氟丁烯的至少一种氟化不饱和C4化合物的存在下进行的。
2.如权利要求1所述的方法，其中所述制品是半导体存储器或半导体逻辑电路。
3.如权利要求1所述的方法，其中将光致抗蚀剂应用于光刻图案限定，其中所述光致抗蚀剂选自可由波长小于248nm、193nm或在“远紫外光”区内的光限定的光致抗蚀剂。
4.如权利要求3所述的方法，用于蚀刻接触或孔的间隙，其中所述接触或孔的间隙为130nm、90nm、45nm、32nm或22nm。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述氟化不饱和C4化合物与选自氮气、氙气、氦气、氩气及其两种或更多种的任意组合的气体一起使用。
6.如权利要求5所述的方法，其中所述氟化不饱和C4化合物与氙气和氩气一起使用。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述各向异性蚀刻在1，1，3-三氟丁二烯；具有一个三氟取代的碳原子的四氟丁烯；或其任意组合的存在下进行。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述方法在1，1，3-三氟丁二烯、反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4-四氟-1-丁烯或其两种或更多种的任意组合的存在下进行。
9.一种物质组合物，其包含或其组成为：选自三氟丁二烯和四氟丁烯的至少一种氟化不饱和C4化合物和选自氮气、氙气、氦气、氩气及其两种或更多种的任意组合的气体。
10.如权利要求9所述的物质组合物，其中所述三氟丁二烯是1，1，3-三氟-1，3-丁二烯。
11.如权利要求9所述的物质组合物，其中所述四氟丁烯是反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯或2，4，4，4-四氟-1-丁烯。
12.如权利要求9所述的物质组合物，由选自反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4，-四氟-1-丁烯及其两种或更多种的任意组合的一种氟化不饱和C4化合物和选自氙气、氩气、氮气及其两种或更多种的任意组合的气体组成。
13.如权利要求10或11所述的物质组合物，其包含或其组成为：选自1，1，3-三氟-1，3-丁二烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4-四氟-1-丁烯及其两种或更多种的任意组合的一种氟化不饱和C4化合物和选自氙气、氩气及其任意组合的气体。
14.如权利要求13所述的物质组合物，其中氩气和所述选自1，1，3-三氟-1，3-丁二烯、顺-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、反-1，1，1，3-四氟-2-丁烯、2，4，4，4-四氟-1-丁烯及其两种或更多种的任意组合的至少一种氟化不饱和C4化合物之间的体积比等于或大于1∶1，优选等于或大于2∶1，更优选等于或大于3∶1，特别优选等于或大于4∶1。
15.如权利要求9到14中任一项所述的物质组合物，包含氙气。
16.如权利要求9到15中任一项所述的物质组合物，其为气体混合物。
CN2009801275206A 2008-07-15 2009-07-14 制造蚀刻制品的方法 Pending CN102089869A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US8081508P 2008-07-15 2008-07-15
US61/080,815 2008-07-15
PCT/EP2009/058996 WO2010007064A1 (en) 2008-07-15 2009-07-14 Process for the manufacture of etched items

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN102089869A true CN102089869A (zh) 2011-06-08

Family

ID=40999894

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2009801275206A Pending CN102089869A (zh) 2008-07-15 2009-07-14 制造蚀刻制品的方法

Country Status (6)

Country Link
US (2) US20110136345A1 (zh)
EP (1) EP2304777A1 (zh)
JP (1) JP2011528182A (zh)
KR (1) KR20110051197A (zh)
CN (1) CN102089869A (zh)
WO (1) WO2010007064A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110546742A (zh) * 2017-04-06 2019-12-06 关东电化工业株式会社 干式蚀刻气体组合物及干式蚀刻方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110208616A1 (en) * 2008-06-13 2011-08-25 Christopher Simon Gorman Content system
CN101493826B (zh) * 2008-12-23 2012-12-19 中兴通讯股份有限公司 基于web应用的数据库系统及其数据管理方法
US20110078332A1 (en) * 2009-09-25 2011-03-31 Poon Roger J Method of synchronizing information across multiple computing devices
CA2797764A1 (en) 2010-04-30 2011-11-03 Now Technologies (Ip) Limited Content management apparatus
US20120036450A1 (en) * 2010-08-03 2012-02-09 Research In Motion Limited Method for providing indication of communicatively coupled device
US20120150801A1 (en) * 2010-12-08 2012-06-14 Microsoft Corporation Platform agnostic file attribute synchronization
EP2540800A1 (en) 2011-06-30 2013-01-02 Solvay Sa Process for etching using sulfur compounds
US20130066832A1 (en) * 2011-09-12 2013-03-14 Microsoft Corporation Application state synchronization
US8916054B2 (en) * 2011-10-26 2014-12-23 International Business Machines Corporation High fidelity patterning employing a fluorohydrocarbon-containing polymer
WO2013092770A1 (en) 2011-12-22 2013-06-27 Solvay Sa Method for removing deposits performed with varying parameters
US8812856B2 (en) * 2012-02-10 2014-08-19 Zynga Inc. Methods and systems for state synchronization over a non-reliable network using signature processing
US20140244674A1 (en) * 2013-02-27 2014-08-28 Microsoft Corporation On-demand normalization of data
US9075960B2 (en) 2013-03-15 2015-07-07 Now Technologies (Ip) Limited Digital media content management apparatus and method
US9141682B1 (en) 2013-03-25 2015-09-22 Amazon Technologies, Inc. Resolving conflicts within saved state data
US9244993B1 (en) 2013-06-19 2016-01-26 Amazon Technologies, Inc. Management of application state data
US9244994B1 (en) 2013-06-19 2016-01-26 Amazon Technologies, Inc. Idempotency of application state data
US9620148B2 (en) * 2013-07-01 2017-04-11 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Systems, vehicles, and methods for limiting speech-based access to an audio metadata database
US9690838B2 (en) 2013-10-31 2017-06-27 Microsoft Technology Licensing, Llc Master data management
WO2015157910A1 (zh) * 2014-04-15 2015-10-22 华为技术有限公司 共享应用信息方法和装置
DE102014015853A1 (de) * 2014-10-25 2016-04-28 Audi Ag Verfahren und Steuerungssystem zum Betreiben wenigstens einer in einem Gebäude angeordneten Vorrichtung
US20160179803A1 (en) * 2014-12-22 2016-06-23 Rovi Guides, Inc. Augmenting metadata using commonly available visual elements associated with media content
US11228635B2 (en) * 2016-03-30 2022-01-18 Nec Corporation Information sharing method
US11647095B1 (en) * 2018-10-02 2023-05-09 Intuit Inc. Method and system for orchestrating communications between application services through a unified connector platform
US11798811B2 (en) * 2020-06-26 2023-10-24 American Air Liquide, Inc. Iodine-containing fluorocarbon and hydrofluorocarbon compounds for etching semiconductor structures

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5741577A (en) * 1994-11-10 1998-04-21 Kao Corporation Magnetic recording medium having a lubricant layer with a specified structure of a specified perfluoropolyether lubricant
US6174451B1 (en) * 1998-03-27 2001-01-16 Applied Materials, Inc. Oxide etch process using hexafluorobutadiene and related unsaturated hydrofluorocarbons
US20060205986A1 (en) * 2003-04-29 2006-09-14 Central Glass Co., Ltd. Fluorobutene derivatives and process for producing same
CN1956155A (zh) * 2005-10-24 2007-05-02 东京毅力科创株式会社 半导体装置的制造方法、制造装置、控制程序和计算机存储介质
US20070299190A1 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 Mcdonald Michael F Process to produce a hydrocarbon rubber cement utilizing a hydrofluorocarbon diluent

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4693927A (en) * 1984-03-19 1987-09-15 Fuji Photo Film Company Limited Magnetic recording medium and process for producing the same
JPS6113424A (ja) * 1984-06-29 1986-01-21 Japan Synthetic Rubber Co Ltd 磁気記録媒体
US4547261A (en) * 1984-09-28 1985-10-15 Rca Corporation Anisotropic etching of aluminum
US4784720A (en) * 1985-05-03 1988-11-15 Texas Instruments Incorporated Trench etch process for a single-wafer RIE dry etch reactor
US4902835A (en) * 1988-01-11 1990-02-20 The University Of Rochester Fluorinated butene derivatives and methods for their preparation
US5392390A (en) * 1992-04-10 1995-02-21 Intellilink Corp. Method for mapping, translating, and dynamically reconciling data between disparate computer platforms
JPH08147690A (ja) * 1994-11-21 1996-06-07 Kao Corp 磁気記録媒体の製造方法
US5688415A (en) * 1995-05-30 1997-11-18 Ipec Precision, Inc. Localized plasma assisted chemical etching through a mask
US6341291B1 (en) * 1998-09-28 2002-01-22 Bentley Systems, Inc. System for collaborative engineering using component and file-oriented tools
US6508948B2 (en) * 2001-06-13 2003-01-21 Air Products And Chemicals, Inc. Cyanuric fluoride and related compounds for anisotropic etching
US20030167318A1 (en) * 2001-10-22 2003-09-04 Apple Computer, Inc. Intelligent synchronization of media player with host computer
JP4164643B2 (ja) * 2002-07-17 2008-10-15 日本ゼオン株式会社 ドライエッチング方法及びパーフルオロ−２−ペンチンの製造方法
DE10237787A1 (de) * 2002-08-17 2004-03-04 Robert Bosch Gmbh Schichtsystem mit einer Siliziumschicht und einer Passivierschicht, Verfahren zur Erzeugung einer Passivierschicht auf einer Siliziumschicht und deren Verwendung
US7372059B2 (en) * 2005-10-17 2008-05-13 The University Of Washington Plasma-based EUV light source
US7805403B2 (en) * 2007-01-07 2010-09-28 Apple Inc. Synchronization methods and systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5741577A (en) * 1994-11-10 1998-04-21 Kao Corporation Magnetic recording medium having a lubricant layer with a specified structure of a specified perfluoropolyether lubricant
US6174451B1 (en) * 1998-03-27 2001-01-16 Applied Materials, Inc. Oxide etch process using hexafluorobutadiene and related unsaturated hydrofluorocarbons
US20060205986A1 (en) * 2003-04-29 2006-09-14 Central Glass Co., Ltd. Fluorobutene derivatives and process for producing same
CN1956155A (zh) * 2005-10-24 2007-05-02 东京毅力科创株式会社 半导体装置的制造方法、制造装置、控制程序和计算机存储介质
US20070299190A1 (en) * 2006-06-23 2007-12-27 Mcdonald Michael F Process to produce a hydrocarbon rubber cement utilizing a hydrofluorocarbon diluent

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110546742A (zh) * 2017-04-06 2019-12-06 关东电化工业株式会社 干式蚀刻气体组合物及干式蚀刻方法
US11437244B2 (en) 2017-04-06 2022-09-06 Kanto Denka Kogyo Co., Ltd. Dry etching gas composition and dry etching method
CN110546742B (zh) * 2017-04-06 2023-09-29 关东电化工业株式会社 干式蚀刻气体组合物及干式蚀刻方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20110051197A (ko) 2011-05-17
WO2010007064A1 (en) 2010-01-21
JP2011528182A (ja) 2011-11-10
US20110136345A1 (en) 2011-06-09
EP2304777A1 (en) 2011-04-06
US20110119233A1 (en) 2011-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102089869A (zh) 制造蚀刻制品的方法
US10074534B2 (en) Ultra-conformal carbon film deposition
JP6811284B2 (ja) ３ｄ ｎａｎｄフラッシュメモリの製造方法
TWI781210B (zh) 用於蝕刻多個堆疊層之化學過程
KR102398458B1 (ko) 3d nand 및 dram 응용을 위한 -nh2 작용기를 함유하는 수소화불화탄소
US7998874B2 (en) Method for forming hard mask patterns having a fine pitch and method for forming a semiconductor device using the same
KR20140115353A (ko) 스페이서 및 스페이서 보호 적용예들을 위한 등각적인 비정질 탄소
KR20160105407A (ko) 챔버 세정 및 반도체 식각 기체
JP6544215B2 (ja) ドライエッチング方法
JP5850043B2 (ja) エッチングガスおよびエッチング方法
JP2005051236A (ja) フルオロカーボンエッチングプラズマ中における次亜フッ素酸塩、フルオロペルオキシド及び（又は）フルオロトリオキシドの酸化剤としての使用
JP2016219786A (ja) ドライエッチング方法、ドライエッチング剤及び半導体装置の製造方法
JP2002075975A (ja) オクタフルオロブテンを含む蝕刻ガスを用いた半導体素子の製造方法及びその方法によって製造された半導体素子
KR102603885B1 (ko) 드라이 에칭 가스 조성물 및 드라이 에칭 방법
Kim et al. High-rate Ru electrode etching using O2/Cl2 inductively coupled plasma
EP2540800A1 (en) Process for etching using sulfur compounds
Kim et al. Investigation into patterning of a stack-type Ru electrode capacitor
JP6163820B2 (ja) エッチング方法
Um et al. The etching characteristics of Al2O3 thin films in an inductively coupled plasma

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20110608