用于蚀刻半导体结构的含碘化合物制造技术

披露了一种用于蚀刻含硅膜的方法。该方法包括以下步骤：将含碘蚀刻化合物的蒸气引入基板上含有含硅膜的反应腔室中，其中该含碘蚀刻化合物具有式CaHxFyIz，其中a＝1‑3，x＝0‑6，y＝1‑7，z＝1‑2，当a＝1时x+y+z＝4，当a＝2时x+y+z＝4或6，并且当a＝3时x+y+z＝6或8；将惰性气体引入该反应腔室中；以及活化等离子体以产生能够从该基板蚀刻该含硅膜的经活化的含碘蚀刻化合物。

Iodine-containing compounds for etching semiconductor structures

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于蚀刻半导体结构的含碘化合物相关申请的交叉引用本申请要求于2016年12月30日提交的美国申请号15/396,220的权益，出于所有的目的将所述申请通过引用以其全文结合在此。
披露了用于蚀刻含硅膜的方法。该方法包括以下步骤：将含碘蚀刻化合物的蒸气引入基板上含有含硅膜的反应腔室中。该含碘蚀刻化合物具有式CaHxFyIz，其中a＝1-3，x＝0-6，y＝1-7，z＝1-2，当a＝1时x+y+z＝4，当a＝2时x+y+z＝4或6，并且当a＝3时x+y+z＝6或8。优选地，该含碘蚀刻化合物是CF2I2、C2F3I、C2H2FI、C2H3F2I、C2H4FI、C2F4I2、C3F5I、C3HF4I、C3H2F3I、C3HF6I、C3H2F5I、C3H3F4I、C3H4F3I、C3HF4I、C3H2F3I、C3H2F5I、C3H3F4I、以及C3H4F3I；或其组合。将惰性气体引入该反应腔室中。活化等离子体以产生能够从该基板蚀刻该含硅膜的经活化的含碘蚀刻化合物。
技术介绍
在半导体工业中的存储器应用中，等离子体蚀刻从半导体基板中移除含硅膜，诸如氧化硅层或氮化硅层。DRAM和2DNAND是示例性的存储器应用。对于3DNAND，对多个SiO/SiN或SiO/多晶硅(p-Si)层的堆叠进行蚀刻是关键的。参见例如，三星电子有限公司(SamsungElectronicsCo.,Ltd)的US2011/0180941。在掩模与正被蚀刻的层之间具有高选择性的蚀刻剂是必不可少的。此外，经蚀刻的结构应该具有直的垂直轮廓而无弯曲以及低的线蚀刻粗糙度(LER)。传统的蚀刻气体包括八氟环丁烷(cC4F8)、六氟-1,3-丁二烯(C4F6)、CF4、CH2F2、CH3F、和/或CHF3。众所周知的是选择性和聚合物沉积速率随着C:F的比率增加而增加(即C4F6>C4F8>CF4)。参见例如，Hung等人的US6387287。另外，其他气体诸如惰性气体像Ar、Kr或Xe被添加到等离子体中，在该等离子体中它们被电离并加速到晶片表面，从而轰击该表面并支持蚀刻工艺。因为它们是惰性气体，所以它们不直接参与蚀刻工艺的化学反应。然而，至少由于在等离子体蚀刻工艺期间在侧壁上不足够的抗蚀刻聚合物沉积，传统的蚀刻化学过程可能不能够提供具有高于20:1的纵横比的单元(feature)，诸如孔洞或沟槽，该特征在较新的应用(例如3DNAND)中是必要的。侧壁-CxFy-聚合物可能易于蚀刻，其中x在从0.01至1的范围内并且y在从0.01至4的范围内。其结果是，经蚀刻的图案可能不是垂直的，并且蚀刻结构可能示出弯曲、尺寸变化、图案坍塌和/或增加的粗糙度。弯曲可能由掩模层的侧壁蚀刻产生，该掩模层可经常是无定形碳(a-C)材料。a-C材料可能被等离子体中的氧自由基蚀刻，这可能引起增加的掩模开口并导致弯曲状、或成角度的/曲线的蚀刻结构。含碘化合物已被用作蚀刻气体。例如，Chung(美国专利号9,460,935)披露了在尤其使用1,1,2,2-四氟-1-碘-乙烷产生的等离子体下蚀刻第一蚀刻层和第二蚀刻层。还参见Karecki等人，Plasmaetchingofdielectricfilmswithnoveliodofluorocarbonchemistries:iodotrifluoroethyleneand1-iodoheptafluoropropane[用新颖的碘氟碳化学物质：碘三氟乙烯和1-碘七氟丙烷等离子体蚀刻介电膜],J.Vac.Sci.Technol.[真空科学与技术学报]A16,755(1998)；真空技术株式会社(Ulvac)的JP2006/108484；真空技术株式会社的TWI343601。重要的是使弯曲最小化并实现当前应用(例如，接触蚀刻或3DNAND)需要的高纵横比(即，最高达200:1)。此外，现今的蚀刻已不限于对光致抗蚀剂掩模的选择性。同样重要的是在其他材料诸如a-C、SiN、p-Si、SiC或其他形式的SiaCbOcHdNe材料(其中a>0；b、c、d和e≥0)之中获得高选择性。因此，依然需要适用于等离子体蚀刻应用中的蚀刻气体组合物，这些组合物维持对于宽范围的工艺条件的选择性和高纵横比。
技术实现思路
披露了用于等离子体蚀刻含硅膜的方法。该方法包括以下步骤：将含碘蚀刻化合物的蒸气引入基板上含有含硅膜的反应腔室中，其中该含碘蚀刻化合物具有式CaHxFyIz，其中a＝1-3，x＝0-6，y＝1-7，z＝1-2，当a＝1时x+y+z＝4，当a＝2时x+y+z＝4或6，并且当a＝3时x+y+z＝6或8；将惰性气体引入该反应腔室中；以及活化等离子体以产生能够从该基板蚀刻该含硅膜的经活化的含碘蚀刻化合物。所披露的方法可以包括以下方面中的一项或多项：·该含碘蚀刻化合物具有式CHxFyIz，其中x是0-2，y是1-3，z是1-2，并且x+y+z＝4；·该含碘蚀刻化合物是CF3I；·该含碘蚀刻化合物是CF2I2；·该含碘蚀刻化合物具有式CHxFyIz，其中x是1-2，y是1-2，z是1-2，并且x+y+z＝4；·该含碘蚀刻化合物是CHF2I；·该含碘蚀刻化合物是CH2FI；·该含碘蚀刻化合物是CHFI2；·该含碘蚀刻化合物具有式C2HxFyIz，其中x是0-2，y是1-3，z是1-2，并且x+y+z＝4；·该含碘蚀刻化合物是C2F3I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物具有式C2HxFyIz，其中x是1-2，y是1-2，z是1-2，并且x+y+z＝4；·该含碘蚀刻化合物是C2HF2I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2HF2I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2H2FI并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2H2FI并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物具有式C2HxFyIz，其中x是0-4，y是1-5，z是1-2，并且x+y+z＝6；·该含碘蚀刻化合物是C2H5I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物具有式C2HxFyIz，其中x是1-4，y是1-4，z是1-2，并且x+y+z＝6；·该含碘蚀刻化合物是C2HF4I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2HF4I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2H2F3I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2H2F3I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2H2F3I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2H3F2I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2H3F2I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2H4FI并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2H4FI并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2F4I2并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C2F4I2并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物具有式C3HxFyIz，其中x是0-4，y是1-5，z是1-2，并且x+y+z＝6；·该含碘蚀刻化合物是C3F5I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物具有式C3HxFyIz，其中x是1-4，y是1-4，z是1-2，并且x+y+z＝6；·该含碘蚀刻化合物是C3HF4I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C3HF4I并且具有以下结构：·该含碘蚀刻化合物是C3HF4I并且具有以下结构：本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种形成图案化结构的方法，该方法包括：将含碘蚀刻化合物的蒸气引入基板上含有含硅膜的反应腔室中，其中该含碘蚀刻化合物选自由以下各项组成的组：CF2I2、C2F3I、C2H2FI、C2H3F2I、C2H4FI、C2F4I2、C3F5I、C3HF4I、C3H2F3I、C3HF6I、C3H2F5I、C3H3F4I、C3H4F3I、C3HF4I、C3H2F3I、C3H2F5I、C3H3F4I、以及C3H4F3I；将惰性气体引入该反应腔室中；以及活化等离子体以产生能够从该基板蚀刻该含硅膜的经活化的含碘蚀刻化合物，以形成该图案化结构。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.30 US 15/396,2201.一种形成图案化结构的方法，该方法包括：将含碘蚀刻化合物的蒸气引入基板上含有含硅膜的反应腔室中，其中该含碘蚀刻化合物选自由以下各项组成的组：CF2I2、C2F3I、C2H2FI、C2H3F2I、C2H4FI、C2F4I2、C3F5I、C3HF4I、C3H2F3I、C3HF6I、C3H2F5I、C3H3F4I、C3H4F3I、C3HF4I、C3H2F3I、C3H2F5I、C3H3F4I、以及C3H4F3I；将惰性气体引入该反应腔室中；以及活化等离子体以产生能够从该基板蚀刻该含硅膜的经活化的含碘蚀刻化合物，以形成该图案化结构。2.如权利要求1所述的方法，该方法进一步包括从该反应腔室中移除挥发性副产物，其中该经活化的含碘蚀刻化合物与该含硅膜反应以形成这些挥发性副产物。3.如权利要求2所述的方法，该方法进一步包括将氧化剂引入该反应腔室中。4.如权利要求3所述的方法，其中，该氧化剂选自由以下各项组成的组：O2、O3、CO、CO2、NO、N2O、NO2、及其组合。5.如权利要求2所述的方法，该方法进一步包括将蚀刻气体引入该反应腔室中。6.如权利要求5所述的方法，其中，该蚀刻气体选自由以下各项组成的组：cC4F8、cC5F8、C4F6、CF4、CH3F、CF3H、CH2F2、COS、F-C≡N、CS2、SO2、反式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(反式-C4H2F6)、顺式-1,1,1,4,4,4-六氟-2-丁烯(顺式-C4H2F6)、六氟异丁烯(C4H2F6)、反式-1,1,2,2,3,4-六氟环丁烷(反式-C4H2F6)、1,1,2,2,3-五氟环丁烷(C4H3F5)、1,1,2,2-四氟环丁烷(C4H4F4)、以及顺式-1,1,2,2,3,4-六氟环丁烷(顺式-C4...

【专利技术属性】
技术研发人员：维贾伊·苏尔拉，拉胡尔·古普塔，孙卉，文卡特斯瓦拉·R·帕伦姆，南森·斯塔福德，法布里齐奥·马切吉亚尼，文森特·M·欧马杰，詹姆斯·罗耶，
申请(专利权)人：乔治洛德方法研究和开发液化空气有限公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR