氢氟碳化合物及其在集成电路制造工艺中的用途的制作方法

本公开总体地描述了1,2,2-三氟-2-(三氟甲氧基)乙烯及其在集成电路制造工艺中的用途，以及1,2,2-三氟-2-(三氟甲氧基)乙烯的类似物及这些类似物在集成电路制造工艺中的用途。

背景技术：

1、集成电路器件的横向二维几何结构在尺寸上持续减小，且因此这些器件的表面密度持续增加。随着这种增加的密度，相邻器件之间的电干扰（包括串扰和寄生电容）的可能性增加，从而导致整体集成电路性能降低。为了降低这种电干扰的可能性，通常将低介电常数（“低k”）绝缘材料的膜放置在相邻器件之间的间隙、沟槽、通孔和其它表面特征中。

2、然而，在横向布置的集成电路器件的间隙、沟槽和通孔中放置低k绝缘材料也具有其局限性。更具体地，这种低k绝缘材料消除或减少上述电干扰的能力可能随着相邻器件之间的距离减小而降低，并且因此相邻器件之间的低k绝缘材料膜的厚度也减小。因此，制造商已经开始着眼于不仅在二维中横向地，而且在第三维中同时“纵向地”形成集成电路器件。

3、随着电路以日益纵向的取向布置，集成电路材料的交替薄膜的层数已经增加。例如，三维not and（“3d nand”）闪存设备已经从集成电路材料的交替薄膜的24层“堆叠”转到32层堆叠，甚至转到这种交替薄膜的48层堆叠。最近，工作已经开始涉及形成包含这些交替薄膜集成电路材料的96层和128层堆叠的3d nand闪存器件。

4、为了保持转到三维垂直布局电路的优点，集成电路制造商需要新的工艺和相应的材料。集成电路制造商正在考察的一种这样的工艺和相应的材料集包括在3d nand闪存器件中形成“通道”。根据本领域，通道或多或少是圆筒形导管，其在上述3d nand堆叠中集成电路材料的交替薄膜的底层的最底表面与交替薄膜集成电路材料的相同堆叠的顶层的最顶层的相对最外表面之间延伸。由于或多或少是圆筒形的，通道也具有直径。

5、随着3d nand闪存器件中的层数增加，通道的纵横比也因此提高。随着这种纵横比提高，制造商在通道形成过程中常常经历更多缺陷，包括“不完全蚀刻”、“弯曲”和“扭曲”。当此类导管不能在集成电路材料的交替薄膜的底层的最底表面与集成电路材料的相同堆叠的交替薄膜的顶层的最顶层的相对最外表面之间完全延伸时发生不完全蚀刻。当导管的直径在沿着通道的某个点处大于优选直径时发生弯曲，因为在该点处蚀刻相对于纵向更多横向地发生。当通道保持优选的直径但沿其优选的预定路径相对于纵向更横向地延伸时发生扭曲缺陷。在3d闪存器件中蚀刻通道时要避免这些缺陷。

6、除了这些问题之外，3d nand闪存器件制造商还聚焦于利用具有比更高氟化的化合物具有较低的全球变暖潜能的蚀刻化合物。例如，八氟环丁烷是全氟化碳化合物，其是温室气体，并且具有比二氧化碳高约3200倍的全球变暖潜能。

7、八氟环丁烷也是可用于蚀刻上述通道的氢氟碳化合物。因此，集成电路制造商正在寻找替代的氢氟碳化合物和混合物，其具有比全氟碳化合物更低的全球变暖潜能，并且还有助于在3d nand闪存器件中的通道蚀刻期间最小化上述的不完全蚀刻、弯曲和扭曲缺陷。

8、本公开旨在克服一个或多个上述问题，和/或与现有技术相关的其它问题。

技术实现思路

1、根据本申请的第一方面，公开了一种配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物。该混合物可包含：

2、第一化合物，其包含以下一种或多种：

3、a、b和c；和

4、第二化合物，其包含以下一种或多种：氧、氩、氦、氮、八氟环丁烷（c4f8）、六氟丁二烯（c4f6）、碳酰氟（cof2）、二氟甲烷（ch2f2）、三氟甲烷（chf3）、四氟化碳（cf4）、甲基氟（ch3f）、八氟环戊烯（c5f8）、2,3,3,3-四氟丙-1-烯（c3h2f4）、2,3,3,3-四氟丙-1-烯（c3h2f4，1234ze）、六氟丙烯（c3f6）、六氟环丙烷（c3f6）或1,1,3,3,3-五氟丙烯（c3hf5）。

5、根据本公开的第二方面，公开了一种蚀刻集成电路材料的薄膜的方法。该方法可以包括以下步骤：使集成电路材料的薄膜的表面与通过使配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物经历等离子体发生装置而生成的包含反应性离子的等离子体接触，从而去除集成电路材料的薄膜的一部分。混合物可包含：

6、第一化合物，其包含以下一种或多种：

7、a、b和c；和

8、第二化合物，其包含以下一种或多种：氧、氩、氦、氮、八氟环丁烷（c4f8）、六氟丁二烯（c4f6）、碳酰氟（cof2）、二氟甲烷（ch2f2）、三氟甲烷（chf3）、四氟化碳（cf4）、甲基氟（ch3f）、八氟环戊烯（c5f8）、2,3,3,3-四氟丙-1-烯（c3h2f4）、六氟丙烯（c3f6）、六氟环丙烷（c3f6）或1,1,3,3,3-五氟丙烯（c3hf5）。

9、最后，根据本公开的第三方面，公开了一种图案化集成电路材料的薄膜的方法。该方法可以包括以下步骤：使薄膜的表面与通过使配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物经历等离子体发生装置而生成的包含反应性离子的等离子体接触，从而去除薄膜的一部分并在集成电路材料的薄膜中生成图案。在该方法中，薄膜的至少一部分设置在衬底和掩模材料层的相对表面之间，其中掩模材料层包括限定在其中的孔隙，从而暴露薄膜表面的一部分。在该方法中，混合物可包含第一化合物，其包含以下一种或多种：

10、a、b和c；和

11、第二化合物，其包含以下一种或多种：氧、氩、氦、氮、八氟环丁烷（c4f8）、六氟丁二烯（c4f6）、碳酰氟（cof2）、二氟甲烷（ch2f2）、三氟甲烷（chf3）、四氟化碳（cf4）、八氟环戊烯（c5f8）、2,3,3,3-四氟丙-1-烯（c3h2f4）、六氟丙烯（c3f6）、六氟环丙烷（c3f6）或1,1,3,3,3-五氟丙烯（c3hf5）、三氟化氮（nf3）和六氟化硫（sf6）。

1.一种配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物，该混合物包含：

2.根据权利要求1所述的配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物，其中所述薄膜包含硅、氧化硅、二氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳氮化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、碳氮氧化硅、氮化镓、氮化铝镓、砷化镓、砷化铝镓、磷化铟、砷化铟铝、砷化铟镓、硅锗、溴化氢硅、硒化锌、氧化铟锡、钛酸铅锆、钼、多晶硅、碳硬掩模或光致抗蚀剂材料。

3.根据权利要求1所述的配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物，其中所述第一化合物占混合物体积的大于或等于约1%，且占混合物体积的小于或等于约99%。

4.根据权利要求3所述的配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物，其中所述第二化合物占混合物体积的大于或等于约1%，且占混合物体积的小于或等于约99%，并且其中所述第一化合物和所述第二化合物占混合物体积的100%。

5.根据权利要求4所述的配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物，其中所述第一化合物与所述第二化合物的比率在5:1和1:5之间。

6.根据权利要求1所述的配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物，其中满足以下一者或多者：

7.根据权利要求1所述的配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物，其进一步包含第三化合物，所述第三化合物包含以下一种或多种：氧、氩、氦、氮、八氟环丁烷（c4f8）、六氟丁二烯（c4f6）、碳酰氟（cof2）、二氟甲烷（ch2f2）、三氟甲烷（chf3）和四氟化碳（cf4）、八氟环戊烯（c5f8）、2,3,3,3-四氟丙-1-烯（c3h2f4）、六氟丙烯（c3f6）、六氟环丙烷（c3f6）或1,1,3,3,3-五氟丙烯（c3hf5）、三氟化氮（nf3）和六氟化硫（sf6）。

8.根据权利要求7所述的配置为蚀刻集成电路材料的薄膜的混合物，其中所述第三化合物占混合物体积的大于或等于约1%，且占混合物体积的小于或等于约99%，并且其中所述第一化合物、所述第二化合物和所述第三化合物占混合物体积的100%。

9.一种蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，包括：

10.根据权利要求9所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中所述薄膜包含硅、氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳氮化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氮化镓、氮化铝镓、砷化镓、砷化铝镓、磷化铟、砷化铟铝、砷化铟镓、硅锗、溴化氢硅、硒化锌、氧化铟锡、钛酸铅锆、钼、多晶硅、碳硬掩模或光致抗蚀剂材料。

11.根据权利要求9所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第一化合物占混合物体积的大于或等于约1%，且占混合物体积的小于或等于约99%。

12.根据权利要求11所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第二化合物占混合物体积的大于或等于约1%，且占混合物体积的小于或等于约99%，并且其中所述第一化合物和所述第二化合物占混合物体积的100%。

13.根据权利要求12所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第一化合物与所述第二化合物的比率在5:1和1:5之间。

14.根据权利要求9所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中满足以下一者或多者：

15.根据权利要求9所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，进一步包括第三化合物，所述第三化合物包含以下一种或多种：氧、氩、氦、氮、八氟环丁烷（c4f8）、六氟丁二烯（c4f6）、碳酰氟（cof2）、二氟甲烷（ch2f2）、三氟甲烷（chf3）、四氟化碳（cf4）、甲基氟（ch3f）、八氟环戊烯（c5f8）、2,3,3,3-四氟丙-1-烯（c3h2f4）、六氟丙烯（c3f6）、六氟环丙烷（c3f6）、1,1,3,3,3-五氟丙烯（c3hf5）、三氟化氮（nf3）和六氟化硫（sf6）。

16.根据权利要求15所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第三化合物占混合物体积的大于或等于约1%，且占混合物体积的小于或等于约99%，并且其中所述第一化合物、所述第二化合物和所述第三化合物占混合物体积的100%。

17.根据权利要求9所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中所述薄膜包括第一膜和第二膜。

18.根据权利要求17所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第一膜和所述第二膜各自独立地包含二氧化硅、氮化硅或掩模材料。

19.根据权利要求18所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第一膜包含二氧化硅且所述第二膜包含氮化硅，且所述混合物具有大于或等于约1的二氧化硅与氮化硅相比的蚀刻选择性。

20.根据权利要求18所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第一膜包含二氧化硅或氮化硅且所述第二膜包含掩模材料，并且所述混合物对于二氧化硅与所述掩模材料相比的蚀刻选择性大于或等于约1，或者所述混合物具有大于或等于约1的氮化硅与所述掩模材料相比的蚀刻选择性。

21.根据权利要求20所述的蚀刻集成电路材料的薄膜的方法，其中所述掩模材料包括碳硬掩模或光致抗蚀剂材料。

22.一种图案化集成电路材料的薄膜的方法，包括：

23.根据权利要求22所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中所述衬底选自硅、氧化硅、二氧化硅、氮化硅、钽、氮化钽、氮化钛、氧化铝、铜、碳氮化钨、钼、多晶硅、碳硬掩模、光致抗蚀剂材料及其组合。

24.根据权利要求22所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中所述薄膜包含硅、氧化硅、碳化硅、氮化硅、碳氮化硅、碳氧化硅、氮氧化硅、氮化镓、氮化铝镓、砷化镓、砷化铝镓、磷化铟、砷化铟铝、砷化铟镓、硅锗、溴化氢硅、硒化锌、氧化铟锡、钛酸铅锆、钼、多晶硅、碳硬掩模或光致抗蚀剂材料。

25.根据权利要求22所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第一化合物占混合物体积的大于或等于约1%，且占混合物体积的小于或等于约99%。

26.根据权利要求25所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第二化合物占混合物体积的大于或等于约1%，且占混合物体积的小于或等于约99%，并且其中所述第一化合物和所述第二化合物占混合物体积的100%。

27.根据权利要求26所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第一化合物与所述第二化合物的比率在5:1和1:5之间。

28.根据权利要求22所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中满足以下一者或多者：

29.根据权利要求22所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中所述掩模材料包括碳硬掩模或光致抗蚀剂材料。

30.根据权利要求22所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，进一步包括第三化合物，所述第三化合物包含以下一种或多种：氧、氩、氦、氮、八氟环丁烷（c4f8）、六氟丁二烯（c4f6）、碳酰氟（cof2）、二氟甲烷（ch2f2）、三氟甲烷（chf3）、四氟化碳（cf4）、甲基氟（ch3f）、八氟环戊烯（c5f8）、2,3,3,3-四氟丙-1-烯（c3h2f4）、六氟丙烯（c3f6）、六氟环丙烷（c3f6）或1,1,3,3,3-五氟丙烯（c3hf5）、三氟化氮（nf3）和六氟化硫（sf6）。

31.根据权利要求30所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第三化合物占混合物体积的大于或等于约1%且小于或等于混合物体积的约99%，并且其中所述第一化合物、所述第二化合物和所述第三化合物占混合物体积的100%。

32.根据权利要求22所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中所述薄膜包含二氧化硅或氮化硅，并且所述混合物具有大于或等于约1的所述薄膜对所述掩模材料的蚀刻选择性。

33.根据权利要求22所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中所述薄膜包括第一膜和第二膜。

34.根据权利要求33所述的图案化集成电路材料的薄膜的方法，其中所述第一膜包含二氧化硅，且所述第二膜包含氮化硅，并且所述混合物具有大于或等于约1的二氧化硅与氮化硅相比的蚀刻选择性。