DE3125052C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abätzen einer stellenweise auf einem Halbleitersubstrat vorhandenen organischen Lackschicht, bei dem die Schicht mit Bestandteilen eines in einer Gasmischung gebildeten Plasmas in Kontakt gebracht wird, wobei die Gasmischung eine Halogen- und eine Sauerstoffverbindung enthält, und wobei die Sauerstoffverbindung mehr als 25 Vol.-% der Gasmischung beträgt.

Die Lackschicht kann hierbei, wie beispielsweise in üblichen Tunnelreaktoren, nur mit elektrisch ungeladenen Bestandteilen des Plasmas, aber auch, wie beispielsweise in üblichen Planarreaktoren, mit einer Mischung elektrisch geladener und ungeladener Bestandteile des Plasmas in Kontakt gebracht werden.

Aus der US-PS 38 67 216 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art bekannt, bei dem die organische Lackschicht durch die Kontaktierung der Schicht mit Bestandteilen eines in einer Gasmischung gebildeten Plasmas geätzt wird, welche Gasmischung als Halogenverbindung CF₄ und als Sauerstoffverbindung O₂ enthält. Hiermit kann organischer Lack etwa hundertmal schneller als eine Leitschicht von Poly-Si entfernt werden.

Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise zur Herstellung von Halbleiteranordnungen besonders geeignet, bei denen zum Anbringen elektrischer Leitbahnen auf einem Substrat das ganze Substrat mit einer Leitschicht aus Metall oder Poly-Silicium (Poly-Si) bedeckt wird, deren Teile mit einer organischen Lackschicht bedeckt werden, wonach die unbedeckten Teile entfernt werden.

Schließlich wird die organische Lackschicht in einem Verfahren eingangs erwähnter Art entfernt.

Ein Nachteil des bekannten Verfahrens besteht darin, daß das Verhältnis der Geschwindigkeiten, mit denen organischer Lack und Poly-Si abgeätzt werden können, beschränkt ist. Hierdurch tritt in der Praxis ein Angriff auf die unter der organischen Lackschicht liegenden Poly-Si-Leitschicht auf. Sind in der Leitschicht Leitbahnen ausgebildet, sind deren Mindestabmessungen durch den erwähnten Angriff beschränkt.

Um diesen Angriff in der Praxis möglichst zu begegnen, muß das Verhältnis der Geschwindigkeiten, mit denen der organische Lack und die Leitschicht geätzt werden, die "Ätzselektivität", möglichst groß sein.

Aus dem Abstract der JP 53-14571 ist es bekannt, bei einem Plasma-Ätzverfahren mit Halogenverbindungen und Sauerstoffverbindungen Einfluß auf die Ätzselektivität zu nehmen. Es ist beabsichtigt, die Ätzrate von Si durch den Zusatz von CO₂ zu erhöhen, wobei aber die CO₂-Konzentration so eingestellt wird, daß eine organische Lackschicht möglichst wenig angegriffen wird.

Aus J. Vac. Sci. Technol. 16(2) März/April 1979, S. 407 ist es bekannt, einem CF₄-Ätzplasma zum Ätzen von Si und SiO₂ noch O₂ oder N₂ zuzusetzen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Verfahren der eingangs genannten Art die Ätzselektivität zu erhöhen. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die Sauerstoffverbindung NO ist. Durch den Zusatz von NO statt O₂ als Sauerstoffverbindung zur Gasmischung, in der das Plasma gebildet wird, vergrößert sich stark das Verhältnis zwischen den Ätzgeschwindigkeiten, mit denen organischer Lack und Leitschichtwerkstoff entfernt werden. In der Praxis ist ein Angriff der Leitschicht kaum meßbar. Eine besonders leicht hantierbare Gasmischung enthält neben NO als Sauerstoffverbindung CF₄ als Halogenverbindung.

Vorzugsweise enthält die Gasmischung, in der das Ätzplasma gebildet wird, neben CF₄ als Halogenverbindung 55 bis 75 Vol.-% NO. Mit einem in dieser Gasmischung gebildeten Plasma kann Fotolack etwa fünfhundertmal schneller als eine Leitschicht aus Poly-Si abgetragen werden.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung und dreier Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Die Figur zeigt die Ätzgeschwindigkeiten von Poly-Si und organischem Lack, die beim Ätzen mit Bestandteilen von Plasmen erreicht werden, die in CF₄/NO- und vergleichsweise in CF₄/O₂-Mischungen mit variablen NO- bzw. O₂-Mengen gebildet sind.

Beispiel I

In der Figur ist die Ätzgeschwindigkeit R in nm/min dargestellt, mit der organischer Lack (P. R.) und Poly-Si (Si) beim Ätzen mit ungeladenen Bestandteilen von Plasmen abgeätzt werden, die in Gasmischungen von CF₄ und NO mit einem Gesamtdruck von etwa 60 Pa und vergleichsweise in Gasmischungen von CF₄ und O₂ mit einem Gesamtdruck von etwa 60 Pa als Funktion der NO- bzw. O₂-Menge in Vol.-% gebildet werden, die der Gasmischung zugesetzt wird.

Es zeigt sich, daß das Verhältnis der Ätzgeschwindigkeiten des organischen Lacks und des Poly-Si, der Selektivität, für CF₄-O₂-Mischungen maximal etwa 100 beträgt (bei etwa 70 Vol.-% O₂) und für CF₄/NO-Mischungen maximal etwa 500 beträgt (bei etwa 60 Vol.-% NO).

Die mit CF₄/O₂-Mischungen erreichbare Selektivität wird durch die Verwendung von NO als Sauerstoffverbindung also wesentlich höher.

Beispiel II

Mit Bestandteilen von Plasmen, die in SF₆/NO-Mischungen gebildet sind, kann organischer Lack ebenfalls gut von Poly-Si entfernt werden. Enthält die Mischung 70 Vol.-% NO, so wird eine Selektivität (Lack/Poly-Si) von etwa 300 erreicht.

Beispiel III

Mit Bestandteilen von Plasmen, die in CF₃Cl/NO-Mischungen gebildet sind, kann, wenn die Mischung etwa 80 Vol.-% NO enthält, organischer Lack etwa 200mal schneller als Poly-Si entfernt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zum Abätzen einer stellenweise auf einem Halbleitersubstrat vorhandenen organischen Lackschicht, bei dem die Schicht mit Bestandteilen eines in einer Gasmischung gebildeten Plasmas in Kontakt gebracht wird, wobei die Gasmischung eine Halogen- und eine Sauerstoffverbindung enthält, und wobei die Sauerstoffverbindung mehr als 25 Vol.-% der Gasmischung beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Sauerstoffverbindung NO ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmischung NO und als Halogenverbindung CF₄ enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasmischung 55 bis 75 Vol.-% No enthält.