DE3855636T2

DE3855636T2 - Plasma-Entschichtungsverfahren für organische und anorganische Schichten

Info

Publication number: DE3855636T2
Application number: DE19883855636
Authority: DE
Inventors: Tsunetoshi Arikada; Nobuo Hayaska; Keiji Horioka; Haruo Okano
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1987-08-28
Filing date: 1988-08-29
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2008-08-30
Also published as: EP0305946B1; EP0305946A2; EP0305946A3; DE3855636D1

Description

Hintergrund der Erfindung

Fachgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Entfernen einer organischen oder anorganischen Schicht oder dergleichen durch Trockenplasma- Veraschung zur Anwendung bei der Photoresist- oder Oberflächenbehandlung in einem Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen oder dergleichen.

Beschreibung des Standes der Technik

Bei einer herkömmlichen Einrichtung zur Herstellung eines Halbleiterbauelements oder dergleichen ist es wichtig und wesentlich, ein Photoätzverfahren (PEP) mit einer Schicht aus einer organischen Verbindung als lichtempfindliche Photoresistmaske bei der Endbearbeitung einer gedruckten Schaltung, einer CD oder einer Laserplatte durchzuführen. Dann wird dieser aus einer organischen Verbindung bestehende Photoresist nach der Beendigung der Behandlung, wie beispielsweise dem Ätzen oder der Ionenimplantation einer Grundplatte oder einer Schaltung, entfernt. Das Entfernen des Photoresists erfolgt in der Hauptsache durch ein Naßätzverfahren, beispielsweise in einem Lösungsgemisch von Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid oder einem anderen Lösungsgemisch unter Zusatz von Wasser oder auch in einem Plasma- Trockenätzverfahren, wie beispielsweise der Trocken-Veraschung mit Sauerstoffgas, das durch eine Entladung dissoziiert ist.
Beim naßchemischen Ätzverfahren gibt es einige Probleme bei der Steuerung der Säurekonzentration sowie bei der Sicherheit des Arbeitsganges. Insbesondere ist dieses Verfahren nicht geeignet für ein Herstellungsverfahren eines Halbleiterbauelements, welches mit der Verwendung einer Flüssigkeit nicht kompatibel ist und weiterhin kann bei der Verwendung eines Photoresists aus einer organischen Verbindung zur Strukturierung eines metallischen Elektrodenmaterials, wie beispielsweise Aluminium und dergleichen, in einem Herstellungsverfahren von Halbleiterbauelementen diese Elektrode mitunter durch das saure Lösungsgemisch von Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid angegriffen werden. Dadurch wird die Anwendung des naßchemischen Ätzverfahrens eingeschränkt.
Bei dem Plasma-Trockenveraschungsverfahren, welches die Probleme des naßchemischen Ätzverfahrens ausräumt, kann der Photoresist aus einer organischen Verbindung durch Trocken-Veraschung im Sauerstoffplasma entfernt werden. In diesem Falle wird das zu ätzende Material in einem Reaktor vom Zylindertyp oder vom Parallelplattentyp untergebracht, und das dort eingeleitete Sauerstoffgas wird durch eine Entladung dissoziiert, um ein Sauerstoffplasma zu erzeugen. Der Photoresist aus einer organischen Verbindung wird unter Anwendung des Sauerstoffplasmas entfernt. Bei diesem Verfahren wird, im Vergleich zum naßchemischen Ätzverfahren, die Behandlung in einfacher Weise gesteuert, und das zu ätzende Material ist nicht auf nichtmetallische Werkstoffe beschränkt. Jedoch wird die elektrische Entladung beim Plasma- Trockenveraschungsverfahren im Reaktor mit dem zu behandelndem Material in der Praxis so durchgeführt, daß man eine gewisse Abtragungsgeschwindigkeit erreicht, und daher wird das Material entweder an seiner Oberfläche geschädigt oder es verbleibt ein Resistrückstand auf derselben.
Ein Beispiel eines Verfahrens zur Herstellung einer Gate-Elektrode auf einer Halbleiterplatte eines MOS-Halbleiterbauelements in einem herkömmlichen Photoätzverfahren unter Anwendung eines Sauerstoffplasmas soll nun unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben werden.
Zuerst wird eine phosphordotierte polykristalline Siliziumschicht 3 für eine Gate- Elektrode auf einer Halbleitergrundplatte 1 mit einer darauf aufgebrachten Oxidschicht 2 ausgebildet, und, wie in Fig. 1 dargestellt, wird auf die polykristalline Siliziumschicht 3 eine Photoresistschicht 4 aus einer organischen Verbindung aufgebracht. Danach erfolgt eine Strukturierungs-Belichtung mit nachfolgender Entwicklung, so daß die gewünschte partielle Resistschicht 4a auf der Gate-Elektrodenschicht 3 erhalten wird, wie in Fig. 1b dargestellt. Durch Nutzung der partiellen Resistschicht 4a als Maske verbleibt eine partielle Gate-Elektrodenschicht 3a genau unter der partiellen Resistschicht 4a, wenn der verbleibende Teil der polykristallinen Siliziumschicht 3 durch eine reaktives Ionenätzverfahren (RIE) oder dergleichen entfernt worden ist, wie in Fig. 1c dargestellt.
Wenn jedoch die partielle Photoresistschicht 4a von der Gate-Elektrodenschicht 3a entfernt wird, dann verbleiben oft Rückstände 5 der entstehenden veraschten organischen Verbindungen auf der Gate-Elektrodenschicht 3a und auf der Oxidschicht 2, wie in Fig. 1d dargestellt. Ferner können durch den Angriff geladener Teilchen, welche bei der Entladung während des Verfahrensschrittes zum Entfernen der Photoresistschicht 4a erzeugt werden, Schäden in der Oxidschicht 2 sowie in der Halbleiterplatte 1 verursacht werden. Dementsprechend können bei MOS-Halbleiterbauelementen, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt wurden, die Rückstände 5 nachteilige Einflüsse auf die folgenden Verfahrensschritte oder die Eigenschaften des Halbleiterbauelements ausüben. Beispielsweise kann der spezifische Widerstand der Oxidschicht verschlechtert werden.
Diese Probleme treten sowohl bei Veraschungs-Reaktoren vom Zylindertyp als auch vom Parallelplattentyp auf. Beim letztgenannten Reaktortyp schlagen die geladenen Teilchen während der Entladung auf der Oberfläche des zu entfernenden Materials ein und daher ist die Schädigung des Materials hier stärker als bei dem an erster Stelle genannten Reaktor.
Weiterhin reagieren beim Sauerstoffplasma-Veraschungsverfahren bei niedrigen Temperaturen, wie beispielsweise unter etwa 100 ºC, die geladenen Teilchen, wie beispielsweise Sauerstoffradikale und Ozon, nicht in einer praktisch befriedigenden Geschwindigkeit mit dem Photoresist des zu entfernenden Materials, und daher wird dem im Plasma untergebrachten Material Wärme oder, anstelle von Wärme, eine andere Energieform zugeführt. Wird das Material erwärmt, so verkohlt das Innere des Photoresists. Dadurch wird es noch schwieriger, die Rückstände der den geladenen Teilchen während der Plasma-Trockenveraschung ausgesetzten organischen Verbindungen zu entfernen, und die Rückstände neigen mehr als bei anderen Verfahren ohne den Schritt der Veraschung im trockenen Plasma dazu, auf den Oberflächen des Materials zurückzubleiben.
Um die Rückstände 5 vollständig zu entfernen, ist es erforderlich, das Sauerstoffplasma für eine lange Zeit, beispielsweise für mehr als eine Stunde, aufrechtzuerhalten, was für die Durchführung des Herstellungsverfahrens hinderlich und nachteilig ist. Zum anderen werden bei einer derartig langandauernden Veraschung im Sauerstoffplasma die Schäden im Material vergrößert. Auch sind große und komplizierte Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens erforderlich, sobald die Temperatur im Reaktor zur Erhöhung der Ätzgeschwindigkeit auf mehr als 100 ºC erhöht wird. Schließlich ist es bei hoher Temperatur sogar wahrscheinlicher, daß Rückstände entstehen und dieselben nicht vollständig entfernt werden können.
Andererseits werden derzeit die Strukturabmessungen von integrierten Halbleiterschaltungen stark vermindert, so daß eine Submikrometer-Größenordnung in einem gemeinsamen Prozeß erreichbar wird. Je mehr Schritte ein Halbleiter- Herstellungsverfahren umfaßt, um so mehr wird die Oberfläche einer Grundplatte uneben und kompliziert gestaltet. Wenn auf einer unebenen und kompliziert gestalteten Oberfläche der Platte eine feine Struktur ausgebildet wird, wird die Genauigkeit der Abmessungen deutlich geringer. Das heißt: Die Abmessungen werden in konvexen Oberflächenbereichen kleiner und in konkaven Oberflächenbereichen größer.
Um dieses Problem zu überwinden, ist ein Mehrlagen-Resist-Verfahren entwickelt worden. In diesem Falle wird beispielsweise eine Aluminiumschicht auf eine unebene Halbleitergrundplatte mit einer unebenen Aluminiumoberfläche aufgebracht. Diese unebene Aluminiumschicht wird mit einer ersten Photoresistschicht bedeckt, deren Oberfläche eben ist. Dann wird eine dünne Schicht eines Materials, welches, wie Siliziumoxide, gegen das Sauerstoffplasma beständig ist, gleichmäßig auf die ebene Oberfläche des ersten Photoresists aufgebracht und auf der ebenen Oberfläche der plasmabeständigen Schicht eine ebenfalls ebene zweite Photoresistschicht ausgebildet. Die Strukturierungs-Belichtung und die Entwicklung der zweiten Photoresistschicht werden durchgeführt, um deren gewünschte Struktur mit einer ausgezeichneten Abmessungsgenauigkeit auszubilden, weil die Oberfläche der zweiten Photoresistschicht gleichmäßig ist, und dann erfolgt das Ätzen der plasmabeständigen Schicht in einer bestimmten Richtung, beispielsweise senkrecht zu der ebenen Oberfläche des zweiten Photoresists unter Verwendung des strukturierten zweiten Photoresists als Maske. Als nächstes wird die erste Photoresistschicht in der vorgegebenen Richtung senkrecht zur ebenen Oberfläche der plasmabeständigen Schicht im Sauerstoffplasma- Veraschungsverfahren unter Verwendung der plasmabeständigen Schicht als Maske mit hoher Abmessungsgenauigkeit geätzt. Weiterhin erfolgt das Ätzen der Aluminiumschicht auf der Halbleiterplatte im Sauerstoffplasma-Veraschungsverfahren unter Verwendung der strukturierten ersten Photoresistschicht als Maske, mit exakt geätzter Struktur auf der unebenen Halbleitergrundplatte, in der gleichen Weise wie zuvor.
Bei dem oben beschriebenen Ätzverfahren unter Anwendung des Sauerstoffplasmas wird jedoch das geätzte Aluminium der Aluminiumschicht zerstäubt und während des Plasma- Veraschungsverfahrens an den Seitenwänden der strukturierten plasmabeständigen Schicht, der geätzten ersten Photoresistschicht und der geätzten Aluminiumschicht angelagert.
Fig. 2 illustriert schematisch ein Ätzverfahren einer auf einer Oxidschicht 12 auf einer Halbleitergrundplatte 11 aufgebrachten Aluminiumschicht 13 unter Verwendung eines strukturierten Photoresists 14 auf der Aluminiumschicht 13. Bei dieser Ausführungsform treffen die geladenen Teilchen 16 während der reaktiven lonenätzung senkrecht auf die Aluminiumschicht 13 auf und zerstäuben dieselbe, wobei sich zerstäubtes Aluminium 17 an den Seitenwänden des Photoresists 14 oder der strukturierten Aluminiumschicht 13a anlagert und darauf Aluminium-Wandschichten 15 bildet, wie in Fig. 2a dargestellt. Solche Aluminium-Wandschichten 15 können denn Angriff geladener Teilchen verhindern und spielen eine wichtige Rolle bei der Ausbildung feiner und genauer Strukturen. Wenn jedoch dann die Ausbildung der Aluminiumstruktur unter Verwendung des Photoresists als Maske beendet ist, kann der Photoresist 14 durch Plasma-Trocken- Veraschungsverfahren entfernt werden, aber die Aluminium-Wandschichten 15 können, wie in Fig. 2b dargestellt, nicht entfernt werden.
Solche Wandschichten des zu ätzenden Materials können sich unabhängig von der Art des Materials während des Plasma-Trocken-Veraschungsvorgangs ausbilden. Wenn beispielsweise polykristallines Silizium geätzt wird, bilden sich Silizium-Wandschichten in gleicher Weise, wie die Aluminium-Wandschichten, wenn, wie oben beschrieben Aluminiummaterial geätzt wird. Gewöhnlich können die Aluminium-Wandschichten bei der naßchemischen Ätzbehandlung entfernt werden, beispielsweise unter Verwendung einer Ätzlösung, die Flußsäure enthält, aber zugleich können die Aluminiumstruktur und das Isolationsmaterial der Siliziumoxidschicht unter der Aluminiumstruktur in gleicher Weise von der Ätzlösung geätzt werden. Im Falle polykristallinem Siliziums kann auch die Gate-Oxidschicht unter der polykristallinen Siliziumstruktur in gleicher Weise angeätzt werden.
Wenn ein Halogen-Radikal mit einer starken Reaktivität, welches durch Aktivierung eines Halogens, wie beispielsweise Fluor, enthaltenden Gases erzeugt wurde, zum Ätzen verwendet wird, kann das Halogen-Radikal allein mit der Schicht aus einer organischen Verbindung reagieren, um sie zu entfernen. Wenn jedoch der Photoresist oder die auf der Silizium- oder Siliziumoxid-Grundschicht ausgebildete Gate-Elektrode allein mit den Halogen-Radikal geätzt werden, wird auch die Grundschicht angegriffen und demzufolge kann das Halogen-Radikal allein nicht für den Ätzvorgang eingesetzt werden. Außerdem erreicht die Ätzgeschwindigkeit der Schicht aus einer organischen Verbindung unter Anwendung des Halogen-Radikals allein etwa 1000 Å/min, was in der Praxis nicht sehr viel ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Demzufolge ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Entfernen einer organischen oder anorganischen Schicht durch Plasma-Trockenätzen zu schaffen, welches frei von den oben erwähnten Mängeln und Nachteilen des Standes der Technik ist und welches in der Lage ist, in einem trockenen Verfahren einen Photoresist sowie seitliche Wandschichten von den Seitenwänden einer geätzten Struktur zu entfernen, wobei die Wandschichten durch Anlagern von Material entstehen, das beim Ätzen zerstäubt wird. Das Verfahren soll ein trockenes Verfahren sein, um eine ausgezeichnete Abmessungsgenauigkeit zu erreichen, ohne daß irgendwelche Schädigungen der Struktur oder der Grundplatte unter der Struktur auftreten.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Entfernen einer Schicht von der Oberfläche eines in einer Kammer untergebrachten Substrates mittels Plasma- Trockenätzen mit den folgenden Schritten vorgesehen:
Erzeugen von Fluor-Radikalen aus einem fluorhaltigen Gas außerhalb der Kammer; und
getrenntes Einleiten der Fluor-Radikale und eines zweiten Gases, ausgewählt aus der Gruppe, die Wasserstoff, Wasser, einen Alkohol und einen Kohlenwasserstoff umfaßt, in die Kammer, wo sie unter Bildung von Radikalen zur Durchführung des Plasma- Trockenätzens reagieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werde aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen besser verständlich, wobei letztere darstellen:
Fig. 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht eines herkömmlichen Plasmaätzverfahrens.
Fig. 2 ist ein schematischer Längsschnitt eines anderen herkömmlichen Ätzverfahrens
Fig. 3 ist eine schematische Teilansicht einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Entfernen organischer und anorganischer Schichten entsprechend der vorliegenden Erfindung im Längsschnitt
Fig. 4 ist eine schematische Perspektivansicht eines Ätzverfahrens an einer Probe, durchgeführt in der Vorrichtung von Fig. 3.
Fig. 5 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen einer Photoresist- Ätzgeschwindigkeit und einer Änderung der Wassermenge, welche der Vorrichtung von Fig. 3 zugeführt wird.
Fig. 6 ist ein schematischer Längsschnitt, der, ähnlich Fig. 3, eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung zeigt und zwar einschließlich einer Kühleinrichtung nach der vorliegenden Erfindung.
Fig. 7 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Photoresist- Temperatur und der Veraschungszeit in der Vorrichtung von Fig. 6.
Fig. 8 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Photoresist- Ätzgeschwindigkeit und der Temperatur des Materials in der Vorrichtung von Fig. 6.
Fig. 10 ist eine Perspektivansicht einer ersten Ausführungsform von Düsen zur Zufuhr von Gasen zu dem zu ätzenden Material entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Fig. 11 ist ein schematischer Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform von Düsen, wie sie in Vorrichtungen entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Fig. 12 ist ein schematischer Längsschnitt einer dritten Ausführungsform einer Düse, wie sie in Vorrichtungen entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 13 ist ein schematischer Längsschnitt einer vierten Ausführungsform einer Düse, wie sie in Vorrichtungen entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
Fig. 14 ist ein Querschnitt von Ausführungsformen eines Öffnungsbereiches der Düse von Fig. 13.
Fig. 15 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer Düsenanordnung mit einer Vielzahl vor Düsen, wie sie in Fig. 13 dargestellt sind.
Fig. 16 ist ein Längsschnitt einer sechsten Ausführungsform der Düse, wie sie in den Vorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Fig. 17 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der Photoresist- Ätzgeschwindigkeit und dem Abstand von der Mitte der Oberfläche des zu ätzenden Materials unter Verwendung der Düse von Fig. 16.
Fig. 18 ist ein schematischer Längsschnitt einer vierten Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Parallelplattenelektroden.
Fig. 19 ist ein schematischer Längsschnitt, ähnlich Fig. 18, von einer fünften Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung mit einer Kühleinrichtung für das zu ätzende Material.
Fig. 20 ist ein schematischer Längsschnitt einer sechsten Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Fig. 21 ist ein schematischer Längsschnitt eines Ätzvorganges, welcher in der Vorrichtung von Fig. 20 durchgeführt wird.
Fig. 22 ist ein schematischer Längsschnitt einer siebenten Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Fig. 24 ist ein schematischer Längsschnitt einer neunten Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Fig. 25 ist ein schematischer Längsschnitt einer zehnten Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Fig. 26 ist ein schematischer Längsschnitt einer elften Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung.
Fig. 27 ist ein schematischer Längsschnitt eines Ätzvorganges, welcher in der Vorrichtung von Fig. 26 durchgeführt wird.
Fig. 28 ist eine graphische Darstellung des Verhältnisses zwischen dem NF&sub3;-Anteil und entfernbaren sowie nicht entfernbaren Bereichen des Materials beim Ätzverfahren von Fig. 27.
Fig. 29 ist ein schematischer Längsschnitt eines anderen Ätzverfahrens, welches in der Vorrichtung von Fig. 26 durchgeführt wird.

Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, in welchen gleiche Bezugszeichen durchweg gleiche oder entsprechende Teile bezeichnen, ist in Fig. 3 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Entfernen organischer und anorganischer Schichten durch Plasma-Trockenätzen nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Nach dieser Zeichnung umfaßt die Vorrichtung mit abwärts gerichteter Strömung eine Reaktionskammer 21 zur Unterbringung eines zu ätzenden Materials 22, welches auf einem Tisch 23 befestigt ist, ein Auslaßrohr 24 zum Absaugen des Gases aus der Kammer 21, welches am Boden der Kammer 22 angeschlossen und mit einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt) verbunden ist, ein erstes Einlaßrohr 25, das oben in der Mitte an der Kammer 21 angeschlossen ist, um das fluorhaltige (F) Gas der Kamme-21 zuzuführen, einen Mikrowellengenerator 26, um einem Entladungsrohr 28 über einen Wellenleiter 27 Mikrowellen zuzuführen, wobei das Entladungsrohr 28 an einen Teil des ersten Rohres 25 angefügt ist und dieses umgibt, ein an die Oberseite der Wand der Kammer 21 angeschlossenes zweites Einlaßrohr 30 zur Zufuhr eines anderen Gases (des zweiten Gases), welches aus der Gruppe ausgewählt ist, die Wasserstoff (H&sub2;), Wasserdampf (H&sub2;O), Dampf, einen Alkohol sowie einen Kohlenwassserstoff umfaßt.
Das Fluor enthaltende Gas wird an einem Ende 29 des ersten Rohres 25 eingeleitet und das eingeleitete Gas im Entladungsrohrbereich des ersten Rohres 25 aktiviert, um dann als aktiviertes Gas in die Kammer 21 eingeleitet zu werden. Ein Trägergas, wie beispielsweise Wasserstoff wird durch ein Rohr 32 in Blasen in einen Behälter 31 eingeleitet, welcher eine Lösung, wie beispielsweise Wasser oder einen Alkohol, enthält, und der Wasserdampf oder der Alkoholdampf werden, zusammen mit dem Trägergas aus dem Behälter 31 durch das zweite Rohr 30, in die Kammer 21 geleitet. Das zweite Rohr 30 ist mit einem Ventil 33 versehen, um die Menge des hindurchströmenden Gases zu steuern. Der Behälter 31 kann mit einer Steuerung ausgerüstet sein, um die Temperatur der Lösung im Behälter 31 zu steuern.
Falls Gas mit einem niedrigen Dampfdruck, wie beispielsweise Wasserdampf, in die Kammer 21 eingeleitet wird, kann das Trägergas effektiv ausgenutzt werden. Wenn das zweite Gas durch das zweite Rohr 30 in die Kammer 21 eingeleitet wird, kann es direkt in das zweite Rohr 30 eingeleitet werden, ohne den Behälter 31 zu durchlaufen.
Nun soll die Arbeitsweise der Vorrichtung von Fig. 3 beschrieben werden. Bei dieser Ausführungsform werden Stickstofftrifluorid (NF&sub3;) und Wasserstoffgas als fluorhaltiges Gas bzw. Trägergas verwendet. In Fig. 4a ist ein zu ätzendes Material 22 dargestellt, wobei eine Gate-Elektrode 43, beispielsweise aus polykristallinem Silizium oder Aluminium, auf einer Halbleitergrundplatte 41 mit einer dazwischen liegenden Gate- Oxidschicht 42, unter Verwendung einer Photoresist-Strukturierungsschicht 44 aus einer organischen Verbindung als Maske beim reaktiven Ionenätzen (RIE) im MOS- Halbleiterbauelementen-Herstellungsverfahren, ausgebildet wird.
Das in Fig. 4a dargestellte Material wird auf den Tisch 23 in der Reaktionskammer 21 gelegt. Danach wird das Stickstofftrifluorid-Gas (NF&sub3;) in das erste Rohr 25 durch dessen Ende 29 eingeleitet und dort durch Einschalten des Entladungsrohres 28 aktiviert, um Fluor-Radikale durch das erste Rohr 25 in die Kammer 21 einzuleiten. Zum anderen wird Wasserstoffgas zusammen mit Wasserdampf, den es als Trägergas transportiert, durch das Rohr 32, den Behälter 31 und das zweite Rohr 30 in die Kammer 21 eingeleitet. Bei dieser Ausführungsform werden die strömenden Mengen an Stickstofftrifluorid-Gas und Wasserstoff-Gas auf einen festen Wert des Druckes, wie beispielsweise 0,1 Torr, festgelegt, aber sie können auch in Abhängigkeit von der gewünschten praktischen Ätzgeschwindigkeit und dem Selektivitätsverhältnis genau variiert werden, so daß die Grundschicht unter dem Photoresist oder der zu ätzenden Gate-Elektrode nicht geätzt wird.
Wenn das Material unter den oben beschriebenen Bedingungen bearbeitet wird, dann wird das Entfernen des Photoresists innerhalb etwa drei Minuten, mit einer hohen Photoresist-Abtragungsgeschwindigkeit von etwa 7000 Å/min, beendet. Die Rückstände wurden vollständig entfernt, d.h., wie in Fig. 4 b dargestellt, entstanden auf der Gate- Elektrode 43 und der Gate-Oxidschicht 42 des fertig behandelten Materials 22 keine Rückstände und wurden somit auch keine festgestellt.
Bei dieser Ausführungsform können anstelle von Wasserstoffgas auch andere Trägergase, wie beispielsweise Argon (Ar), Stickstoff (N&sub2;), Sauerstoff (O&sub2;) oder dergleichen, sowie anstelle von Waserdampf und Wasserstoff-Trägergas auch der Wasserdampf allein, ein Alkohol, wie beispielsweise CH&sub3;OH, C&sub2;H&sub5;OH, oder ein Kohlenwasserstoff, wie beispielsweise CH&sub4;, C&sub2;H&sub2;, verwendet werden. Ferner kann anstelle des Stickstofftriflourids (NF&sub3;) ein anderes Gas, wie beispielsweise SF&sub6;, NF&sub3;, CF&sub4;, C&sub2;F&sub6;, C&sub3;F&sub8;, SF&sub6; + O&sub2;, CF&sub4; + O&sub2;, C&sub2;F&sub6; + O&sub2;, C&sub3;F&sub8; + O&sub2;, XeF&sub2;, F&sub2;, oder dergleichen zur Erzeugung des aktivierten Fluors in gleicher Weise beim chemischen Trockenätzverfahren verwendet werden.
Wenn bei dieser Ausführungsform das aktivierte Fluor und das zweite Gas gleichzeitig der Kammer zugeführt werden, wird die Ätzgeschwindigkeit des Siliziums (Si) oder des Siliziumoxides (SiO&sub2;) zu Null und andererseits wird die Ätzgeschwindigkeit der Schicht aus organischen Verbindungen deutlich höher; beispielsweise erreicht sie 5000 Å/min. Es wird angenommen, daß das Fluor-Radikal mit dem Wasserdampf oder dergleichen reagiert und die entstehenden Radikale, wie beispielsweise Wasserstoff-Radikale, OH- Radikale oder HF-Radikale, können leicht mit der organischen Verbindung reagieren, aber sie reagieren nicht mit anorganischen Verbindungen, wie beispielsweise Silizium oder Siliziumoxid. Daher kann mit sehr großer Selektivität gegenüber den anorganischen Verbindungen, wie beispielsweise Silizium oder Siliziumoxid, die Ätzung der organischen Verbindungen erfolgen.
Fig. 5 zeigt die Photoresist-Ätzgeschwindigkeit des im oben beschriebenen Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zu behandelnden Materials, wenn die Wasserzufuhr variiert wird. Aus dieser Kennlinie wird leicht verständlich, daß die Ätzgeschwindigkeit der organischen Verbindungen des Photoresists anwächst, wenn die Wassermenge auf einen etwa 0,08 Torr entsprechenden Wert erhöht wird, und daß sie abnimmt, wenn der Wert weiter erhöht wird, daß die Ätzgeschwindigkeit der organischen Verbindungen des Photoresists zwischen 0,05 und 0,13 Torr genügend groß ist, wie es die Kurve A zeigt, und daß die Ätzgeschwindigkeit des polykristallinen Siliziums mit wachsender Wassermenge abnimmt und zu Null wird, wenn der entsprechende Wert des Druckes 0,1 Torr erreicht, wie es die Kurve B zeigt. Demzufolge kann beim vorliegenden Verfahren bei einem Wert des Druckes von 0,1 Torr beim Wasser,die ideale Charakteristik zum Entfernen von Photoresist erzielt werden. Es wird klar, daß die Menge des zugesetzten zweiten Gases einen starken Einfluß auf die Ätzgeschwindigkeit der organischen Verbindungen des Photoresists ausübt, und die zugesetzte Menge kann nach Fig. 5 genau gewählt werden.
Wenn die Grundschicht eine Aluminiumschicht ist, kann diese nicht durch die Fluor- Radikale geätzt werden, und daher treten auch keine Probleme auf. Weiterhin hat das Fluor-Radikal eine sehr lange Lebensdauer und kann daher in einer gewissen Entfernung von der Kammer erzeugt und dann dorthin geleitet werden. Bei diesem Verfahren muß das zweite, der Reaktionskammer zuzuführende Gas nicht aktiviert werden und deshalb kann das zu behandelnde Material von der Aktivierungseinrichtung getrennt werden und wird, verglichen mit Sauerstoffplasma-Veraschungsverfahren, nicht geschädigt.
Die vorliegende Erfindung kann in einer Vorrichtung vom Parallelplattentyp angewandt werden und dabei können insbesondere solche vom anodengekoppelten Typ oder vom Drei-Elektroden-Typ benutzt werden, um das zu behandelnde Material vor dem Angriff durch geladene Teilchen hoher Geschwindigkeit zu schützen und dadurch Schädigungen des Materials zu verhindern.
Das oben beschriebene Verfahren kann für zahlreiche Anwendungsfälle genutzt werden, wie beispielsweise zur trockenen Reinigung einer Materialoberfläche, welche durch organische Verbindungen oder dergleichen verschmutzt ist.
In Fig. 6 ist eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt. Sie hat den gleichen Aufbau wie die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform außer, daß der Tisch 53 zum Auflegen des zu behandelnden Materials 22 mit einer Kühleinrichtung versehen ist, die ein Kühlrohr 54 aufweist, um den Tisch 53 und damit das auf dem Tisch 53 befindliche Material 22 zu kühlen. Für die Kühleinrichtung können herkömmliche Kühlmittel, wie Wasser, Ethylenglykol, Öle, Gase und dergleichen verwendet werden.
Bei dieser Ausführungsform wird das Stickstofftrifluorid-Gas (NF&sub3;) in der gleichen Weise, wie bei der ersten Ausführungsform, in das erste Rohr 25 eingeleitet, um aktiviertes Gas in die Kammer 21 zu liefern. Das Wasser im Behälter 31 wird durch das zweite Rohr 30 als Wasserdampf direkt, ohne Verwendung eines Trägergases, in die Kammer 21 eingeleitet. Das Entfernen des Photoresists erfolgt in der gleichen Weise wie bei der ersten Ausführungsform und wie es in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem Falle werden die Partialdrücke des Stickstofftrifluorid-Gases und des Wasserdampfes auf einen festen Wert von 0,1 Torr eingestellt, aber sie können auch in Abhängigkeit von der gewünschten praktischen Ätzgeschwindigkeit und dem Selektivitätsverhältnis genau variiert werden, so daß die Grundschicht unter dem Photoresist oder der zu ätzenden Gate-Elektrode nicht geätzt wird.
Das Entfernen des Photoresists wird unter diesen Bedingungen durchgeführt, nachdem die Gate-Elektrode aus Aluminium oder einer Aluminiumverbindung unter Verwendung des Photoresists (OFPR-800, Handelsname der Tokyo Applied chemical company) als Maske in einem reaktiven Ionenätzverfahren geätzt worden ist. Wenn das Entfernen dieses Photoresists ohne Kühlung des Materials 22 erfolgt, dann steigt die Temperatur desselben innerhalb einer Minute nach dem Einlassen der Reaktionsgase in die Kammer und dem Beginn der Veraschung des Photoresists auf mehr als 100 ºC an. Innerhalb einer Minute vom Beginn der Behandlung an, kann der meiste Photoresist entfernt werden, aber es verbleiben Rückstände auf der Aluminiumelektrode und auf der Oxidschicht, wie es oben in Verbindung mit einem herkömmlichen Verfahren und im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben wurde. Um die Rückstände vollständig zu entfernen, sind mindestens fünf Minuten Behandlungszeit erforderlich.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird der Tisch 53 gekühlt, um die Temperatur des Materials 22 während der Veraschung des Photoresists auf etwa 0 ºC zu halten. Der Photoresist kann dann innerhalb drei Minuten vollständig entfernt werden, ohne daß irgendein Rückstand auf der Elektrode oder auf der Oxidschicht zurückbleibt. Diese Behandlungszeit ist gegenüber derjenigen ohne Kühlung auf etwa die Hälfte reduziert. Bei dieser Ausführungsform können selbstverständlich die gleichen Effekte und Vorteile erreicht werden, wie bei der oben beschriebenen ersten Ausführungsform.
Fig. 7 zeigt eine Kurve C der Beziehung zwischen der Photoresist-Temperatur und der Behandlungszeit, wobei gefunden wurde, daß mit fortschreitender Veraschung die Photoresist-Temperatur in fünf Minuten auf mehr als 150 ºC ansteigt, wobei der Anstieg der Photoresist-Temperatur ein wichtiger Faktor bei der Entstehung von Rückständen auf dem Material ist.
Wenn jedoch beim Veraschungsvorgang ein Halogen-Radikal, wie beispielsweise das Fluor-Radikal eingesetzt wird, ist der Anstieg der Photoresist-Temperatur nicht beträchtlich, und der Veraschungsvorgang kann bei einer niedrigen Temperatur erfolgen Fig. 8 zeigt schematisch eine Kurve D, welche die Beziehung zwischen der Photoresist- Ätzgeschwindigkeit und der Temperatur des im Plasma-Veraschungsverfahren zu behandelnden Materials darstellt, wobei Stickstofftrifluorid (NF&sub3;) und Wasserdampf (H&sub2;O) eingesetzt und, wie oben beschrieben, separat eingeleitet werden. Aus Fig. 8 wird deutlich, daß eine praktisch ausreichend schnelle Ätzgeschwindigkeit sogar erreicht werden kann, wenn die Temperatur des Materials unter die Raumtemperatur abgesenkt wird. Nach Fig. 8 fällt die Veraschungs-Geschwindigkeit unter -40 ºC schnell auf Null was durch die starke Kondensation von Wasser auf dem Material verursacht wird.
Bei dieser Ausführungsform können durch die Anwendung des Trägergases, wie oben bei der ersten Ausführungsform beschrieben, die gleichen Effekte und Vorteile erzielt werden. Es können ferner auch die anderen, bei der ersten Ausführungsform beschriebenen Gase als fluorhaltige Gase und, wie bei der ersten Ausführungsform erwähnt, ein Kohlenwasserstoff oder ein Alkohol anstelle von Wasserdampf Anwendung finden.
In Fig. 10 ist eine erste Ausführungsform von ersten und zweiten Düsen 64 und 65 zur Zufuhr von Gasen zu einer Vielzahl von Materialstücken 22, wie beispielsweise auf den Tisch 23 befestigte Halbleiterplättchen, dargestellt, die in den Vorrichtungen der Fig. 3 und 6 Anwendung finden können.
Nach der Zeichnung weist die erste Düse 64 ein llauptrohr 64a und drei Verzweigungsrohre 64b mit nach unten gerichteten Öffnungen 64c auf, durch welche das Gas nach unten auf die Materialstücke 22 gerichtet wird. Die zweite Düse 65 weist ein Hauptrohr 65a und zwei Verzweigungsrohre 65b mit nach unten gerichteten Öffnungen 65c auf, durch welche das Gas nach unten auf die Materialstücke 22 gerichtet wird. Die Hauptrohre 64a und 65a der ersten und zweiten Düsen 64 und 65 können an das erste und zweite Rohr 25 und 30 der in den Fig. 3 und 6 gezeigten Vorrichtungen angeschlossen werden. Beispielsweise wird das Fluor enthaltende aktivierte Gas der ersten Düse 64 zugeführt und ein anderes Gas, wie beispielsweise Wasserdampf, Wasserstoffgas oder ein zumindest Sauerstoff enthaltendes Gas, wird der zweiten Düse 65 zugeführt.
Die Verzweigungsrohre 64b der ersten Düse 64 und der Verzweigungsrohre 65b der zweiten Düse 65 sind abwechselnd, untereinander parallel angeordnet, um die aus den Öffnungen der Verzweigungsrohre 64b und 65b zugeführten Gase gut zu mischen und diese gut gemischten Gase gleichmäßig in Richtung der Materialstücke 22 zu leiten. Dementsprechend werden die aus den verschiedenen Rohren 64 und 65 zugeführten, gut gemischten Gase gleichmäßig auf den zu ätzenden Materialstücken 22 zur Einwirkung gebracht, was zu einer gleichmäßig ausgeführten Ätzung oder Veraschung auf den Materialstücken führt.
In Fig. 11 ist eine zweite Ausführungsform erster und zweiter Düsen 74 und 75 dargestellt, welche einen ähnlichen Aufbau wie diejenigen der ersten Ausführungsform von Fig. 10 haben und auch in der gleichen Weise verwendet werden, wie die erste Ausführungsform Die ersten und zweiten Düsen 74 und 75 weisen jeweilige Öffnungen 74a und 75a zum Auslassen der Gase auf und sind untereinander parallel, in ähnlicher Weise, wie bei der ersten Ausführungsform von Fig. 10, angeordnet. Die Öffnungen 74a und 75a benachbarter erster und zweiter Düsen 74 und 75 sind so konstruiert, daß ihre Richtungen unter bestimmten Winkeln nach innen geneigt sind, um die unterschiedlichen, aus den Öffnungen 74a und 75a ausgelassenen Gase gleichmäßig zu mischen.
In diesem Falle kann der Tisch 23 zum Auflegen der zu behandelnden Materialstücke 22 in bezug auf die ersten und zweiten Düsen 74 und 75 verschiebbar ausgeführt sein und zwar in einer Ebene parallel zur Ebene der ersten und zweiten Düsen 74 und 75 wie durch einen Pfeil E in Fig. 11 angedeutet. Dabei wird eine Antriebseinrichtung, wie beispielsweise ein Elektromotor (nicht dargestellt), verwendet, um das gut gemischte Gas gleichmäßig auf die Materialstücke 22 einwirken zu lassen. Da in diesem Falle die Konzentration der zugeführten Gase stellenweise ansteigen kann und da die Materialstücke 22 relativ zu den Öffnungen 74a und 75a der ersten und zweiten Düsen 74 und 75 bewegt werden, um auf diese Weise das gemischte Gas auf die Gesamtoberflächen der Materialstücke 22 einwirken zu lassen, kann eine gleichmäßige und schnelle Ätzung durchgeführt werden.
In Fig. 12 sind eine dritte Ausführungsform einer Düse 84 mit einer kleinen Öffnung 84a an ihrem unteren Ende sowie ein Tisch 23 zum Auflegen des Materials 22 dargestellt, wobei letzteres eine Halbleitergrundplatte 82 mit einer aufgebrachten Schicht 83 aus organischen Verbindungen ist. Die Düse 84 ist in bezug auf die Richtung senkrecht zur Oberfläche des Materials 22 etwas geneigt, und der Tisch 23 ist, wie durch den Pfeil E in Fig. 12 angedeutet, in der gleichen Weise verschiebbar, wie der in Fig. 11 dargestellte. In diesem Falle wird zuerst die Kammer 21 mit einem der beiden Gase gefüllt, und dann wird das andere Gas 86 aus der kleinen Öffnung 84a der Düse 84 einem kleinen, zu behandelnden Bereich 83a der Schicht 83 aus organischen Verbindungen zugeführt, wodurch ein kleiner Bereich auf dem Material 22 geätzt wird. Wenn der Tisch 23 während des Ätzens des Materials 22 bewegt wird, kann dasselbe in linearer Form behandelt werden.
In Fig. 13 ist eine vierte Ausführungsform dargestellt und zwar eine Doppelrohrdüse, di beispielsweise aus Quarz hergestellt ist und ein inneres Rohr 93 mit einer Öffnung 94 sowie ein äußeres Rohr 96 mit einer ringförmigen Öffnung 97 aufweist, wobei das äußere Rohr 96 konzentrisch um das innere Rohr 93 angeordnet ist. Der Endbereich des äußeren Rohres 96 ist eingeengt. Diese Doppelrohrdüse kann in der Kammer 21 von Fig. 3 und 6 angeordnet werden. Das innere Rohr 93 ist über das Entladungsrohr 28 an das erste Rohr 91 angeschlossen, und das äußere Rohr 96 ist an das zweite Rohr 95 angeschlossen. Die Gase werden dem auf dem Tisch 23 befestigten Material 22 über das erste und zweite Rohr 91 und 95, das innere und ußere Rohr 93 und 96, aus den Öffnungen 94 und 97 zugeführt.
In Fig. 14 sind zwei Querschnitte von zwei Ausführungsformen des Endbereiches der iii Fig. 13 dargestellten Doppelrohrdüse gezeigt. Wie in Fig. 14a dargestellt, weist der Endbereich 110 der Düse ein inneres und ein äußeres Rohr 114 und 117 mit rundem Querschnitt in konzentrischer Anordnung auf. Wie in Fig. 14b dargestellt, weist der Endbereich 120 der Düse ein inneres und ein äußeres Rohr 124 und 127 mit quadratischem Querschnitt in konzentrischer Anordnung auf. wenn diese Düsen verwendet werden, können die Gase dem Material 22 gleichmäßig zugeführt werden, was vorteilhaft und zweckmäßig ist.
Wenn das fluorhaltige Gas in das innere Rohr 114 oder 124 eingeleitet und das zweite Gas dem äußeren Rohr 117 oder 127 zugeführt wird, dann schädigt das fluorhaltige Gas nicht die unbeteiligten Bereiche außerhalb des Materials 22, wie beispielsweise die Wand der Kammer 21 und lagert sich dort auch nicht ab. Andererseits kann das fluorhaltige Gas wirksam auf den gewünschten Bereich, wie beispielsweise der Schicht aus organischen Verbindungen auf dem Materials 22, gerichtet werden, was zu einem verbesserten Entfernen des Photoresists oder einer verbesserten Ätzwirkung führt.
Ferner können die Strömungsmengen oder Strömungsgeschwindigkeiten der Gase genau bestimmt werden, wobei das fluorhaltige Gas dem äußeren Rohr 117 oder 127 und das zweite Gas dem inneren Rohr 114 oder 124 zugeführt werden kann.
Fig. 15 zeigt eine fünfte Ausführungsform einer Düse oder Düsenanordnung 130 aus Quarz, die eine Vielzahl von Doppelrohrdüsen 110, wie sie in Fig. 14 dargestellt sind, aufweist. Fig. 15a ist eine Draufsicht auf die Düse 130 und Fig. 15b ist ein Längsschnitt entlang der Linie XV -XV in Fig. 15a. Die Düseneinheit 130 umfaßt fünf Doppelrohrdüsen mit rundem Querschnitt. Jede Düse weist ein inneres Rohr 133 und ein äußeres Rohr 135 auf, wobei ein erstes Rohr 131 an die inneren Rohre 133 angeschlossen ist und ein zweites Rohr 132 an die äußeren Rohre 135. Die Gase werden in die ersten und zweiten Rohre 131 und 132 in der gleichen Weise eingeleitet, wie bei der vierten Ausführungsform von Fig. 13. Bei Anwendung dieser Düseneinheit 130 kann das Material 22, wie eine Halbleitersclieibe mit großer Oberfläche, wirksam und gleichmäßig behandelt werden. Wenn beispielsweise 5-Zoll-Scheiben unter Verwendung der Einheit 130 behandelt werden, und Kohlenstofftetrafluorid (CF&sub4;) in die Düseneinheit 130 eingespeist wird, kann der auf der Oberfläche der Scheibe befindliche Photoresist aus organischen Verbindungen mit einer Ätzgeschwindigkeit von mehr als 7000 Å/min von der Oberfläche der Scheibe entfernt werden, ohne daß dort irgendwelche Rückstände verbleiben.
In Fig. 16 ist eine sechste Ausführungsform einer Düse 101 vom konzentrischen Doppelrohrtyp mit rundem Querschnitt dargestellt, welche ein an ein erstes Rohr 103 angeschlossenes inneres Rohr 102 mit einer Öffnung 104 an seinem unteren Ende, sowie ein an ein zweites Rohr 105 angeschlossenes äußeres Rohr 106 mit einer ringförmigen Öffnung 107 an seinem unteren Ende, aufweist. In diesem Falle wird beispielsweise das fluorhaltige Gas dem ersten Rohr 103 zugeführt und das zweite Gas wird dem zweiten Rohr 105 in der gleichen Weise zugeführt, wie bei den obigen Ausführungsformen, um die Gase aus den Öffnungen 104 und 107 des inneren und äußeren Rohres 102 und 106 auf das Material 22 zu richten, welches auf dem Tisch 23 befestigt ist. Die Düse 101 ist senkrecht über dem zu behandelnden flachen Material 22 in einem Abstand d von diesen entfernt angeordnet, und die Mittelachse der Düse 101 verläuft durch den Mittelpunkt O des Materials 22.
Das Ätzen des Photoresists auf dem Material 22 wird beispielsweise durch Einleiten von Stickstofftrifluorid (NF&sub3;) mit einer Durchflußmenge von 30 cm³/s beziehungsweise einem dementsprechenden Druck sowie Wasserdampf (H&sub2;O) mit der Durchflußmenge oder dem Druck von 0,075 Torr (Gesamtdruck von 0,15 Torr) jeweils in das innere und äußere Rohr 102 und 106 vorgenommen, wobei die vier in Fig. 17 dargestellten Kurven einer Beziehung zwischen der Photoresist-Ätzgeschwindigkeit und einem Abstand x vom Mittelpunkt O des Materials 22 erhalten werden, während der Abstand d zwischen der Oberfläche des Materials 22 und den Öffnungsenden 104 und 107 der Düse 101 mit den Werten 5 mm, 10 mm, 20 mm und 35 mm variiert wird. Bei dieser Ausführungsform ist der Durchmesser der Innenwandung des inneren Rohres 102 etwa 6 mm und die Durchmesser der inneren und äußeren Innenwand des äußeren Rohrs sind 8 mm beziehungsweise 10 mm.
Wie aus Fig. 17 leicht ersichtlich ist, kann der Photoresist, bei Abständen d zwischen dem Material 22 und dem offenen Ende der Düse 101 von 10 mm und 20 mm, in der Praxis mit hoher Ätzgeschwindigkeit geätzt werden, während keine so hohe Ätzgeschwindigkeit erhalten werden kann, wenn der Abstand d der Düse 101 vom Material 22 5 mm oder 35 mm beträgt. Es ist auch zu erkennen, daß das Photoresist- Ätzen in einem Abstand von 10 mm vom Mittelpunkt O des Materials 22 effektiv durchgeführt werden kann. Aus diesem Beispiel wird gefolgert, daß bei einem Abstand d von 5 mm die beiden aus den Öffnungen 104 und 107 des inneren und äußeren Rohres 102 und 106 ausgelassenen Gase nicht gut genug gemischt werden und daß beim Abstand d von 35 mm die meisten Radikale eines natürlichen Todes sterben oder ihre Aktivität einbüßen, bevor sie das Material 22 erreichen.
In Fig. 18 ist eine vierte Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei es sich um eine Trockenätzvorrichtung vom Parallelplattentyp handelt. Eine Reaktionskammer 141 nimmt das Material 22 auf, das auf einer Anoden-Elektrodenplatte 143 befestigt ist, die ihrerseits über einen Isolierkörper 144 am Boden der Kammer 141 befestigt ist. Eine Kathoden- Elektrodenplatte 145 ist über der Anoden-Elektrodenplatte 143 und parallel zu dieser in der Kammer 145 angeordnet. Zwischen die Anoden- und Kathodenelektroden 143 und 145 vom Parallelplattentyp ist eine elektrischen Stromquelle 146 zur Erzeugung eines Hochfrequenzfeldes geschaltet, um zwischen ihnen eine elektrische Entladung zu erzeugen und das Material in dem von der Entladung erzeugten Plasma anzuordnen.
Bei dieser Ausführungsform kann eine Schnellätzung durchgeführt werden, und demzufolge sollte auch nur eine elektrische Entladung geringer Intensität erzeugt werden, um eine Schädigung des Materials 22 zu verhindern. Daher wird beispielsweise Material 22 mit einer aufgebrachten Schicht aus einer organischen Verbindung vorzugsweise auf der Anoden-Elektrodenplatte 143 befestigt, beziehungsweise die den beiden Elektroden 143 und 15 zuzuführende Leistung kann reduziert werden. Als Alternative kann ein Gitter 147 aus metallischem Material, wie beispielsweise Aluminium, Nickel, Platin oder dergleichen über eine Batterie 148 elektrisch an die Anodenelektrode 143 geschaltet und derart zwischen den beiden Elektroden 143 und 145 angeordnet werden, daß es, wie in Fig. 18 dargestellt, die Oberfläche des Materials 22 bedeckt und eine Schädigung des Materials während der Entladung völlig ausschließt.
Die Kammer 141 ist an der Oberseite mit einem ersten Einlaßrohr 149 zur Zufuhr des aktivierten, Fluor-Radikale enthaltenden Gases, sowie an einer Seitenwand mit einem zweiten Einlaßrohr 150 zum Einleiten des zweiten Gases über ein anderes Rohr 152 und einen Wasser enthaltenden Behälter 151 und mit einem an eine Vakuumpumpe anzuschließenden Auslaßrohr 154 am Boden der Kammer 141 zum Auslassen der Gase versehen. In diesem Falle wird das Ätzen des Materials 22 durchgeführt, während zwischen den Elektroden 143 und 145 eine elektrische Entladung erzeugt wird, wodurch ein schnelles Entfernen der Schicht aus einer organischen Verbindung vom Material 22 erfolgt.
In Fig. 19 ist eine fünfte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung vom Parallelplattentyp dargestellt, welche den gleichen Aufbau, wie die in Fig. 18 dargestellte Ausführungsform hat, außer daß die Trägereinrichtung 164, welche die Anodenelektrode 143 hält, mit einer aus einem Kühlrohr 165 bestehenden Kühleinrichtung versehen ist, um die Anodenelektrode 143 und damit das darauf befestigte Material 22 zu kühlen. Das zweite Einlaßrohr der vierten Ausführungsform ist weggelassen.
Obwohl im allgemeinen das fluorhaltige Gase dem Grundgas, wie beispielsweise Sauerstoff, zugesetzt wird, kann auch ein Fluorkohlenstoff-Kunststoff zur Erzeugung der Fluor-Radikale durch Aktivierung des im Plasma angeordneten Kunststoffes verwendet werden.
In Fig. 20 ist eine sechste Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt, die zur Durchführung eines Trockenätzverfahrens geeignet ist. Der Aufbau dieser Vorrichtung ist grundsätzlich der gleiche, wie derjenige der zweiten Ausführungsform, die oben im Zusammenhang mit Fig. 6 beschrieben wurde, und demzufolge kann die Beschreibung einiger Teile aus Gründen einer Straffung der Beschreibung weggelassen werden. Hier ist eine Düse 170 an der oberen Wandung der Kammer 21 angebracht und mit einer Vielzahl von Düsen vom konzentrischen Doppelrohrtyp versehen, welche äußere Rohre mit Öffnungen 171 und innere Rohre mit Öffnungen 172 aufweisen. Die äußeren und inneren Rohre der Düseneinheit 170 sind jeweils an erste und zweite Rohre 25 und 30 angeschlossen. Ein Paar Auslaßrohre 24 ist rechts und links am Boden der Kammer 21 angeschlossen. Die Gase werden der Kammer 21 durch das erste und zweite Rohr 25 und 30, sowie die äußeren und inneren Öffnungen 171 und 172 der äußeren und inneren Rohre der Düseneinheit 170, in der gleichen Weise zugeführt, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsformen.
Fig. 21 zeigt schematisch den Ätzvorgang des Materials 22 unter Verwendung der in Fig. 20 dargestellten Vorrichtung. Zuerst wird durch ein Naß-Oxidationsverfahren oder dergleichen eine Siliziumoxidschicht 182 mit einer Dicke von etwa 0,8 µm auf einer Grundplatte 181 aus P-Typ-Silizium ausgebildet, dann wird durch Sputtern oder dergleichen eine Aluminiumschicht 183 mit einer Dicke von etwa 0,8 µm auf dieser Siliziumoxidschicht 182 ausgebildet. Anschließend wird in herkömmlicher Weise auf der Aluminiumschicht 183 eine Struktur 184 aus einer Positiv-Photoresistschicht aufgebracht, um das Material 22 zu erhalten, wie es in Fig. 21a dargestellt ist.
Dann wird die Aluminiumschicht 183 des Materials 22 von Fig. 21a unter Verwendung der Photoresiststruktur 184 als Maske durch anisotropes Ätzen wie beispielsweise reaktives Ionenätzen, strukturiert. Während des Ätzvorganges bilden sich Wandschichten 185 auf den Seitenwänden der Photoresist-Schichtstruktur 184 und der strukturierten Aluminiumschicht 183, wie in Fig. 21b dargestellt.
Durch Analyse der Wandschichten 185, die während des Ätzvorganges gebildet werden, wurde gefunden, daß sie als Bestandteile Aluminium, Kohlenstoff und Silizium enthalten. Es wird angenommen, daß das Aluminium der Aluminiumschicht 183 des Materials 22 zerstäubt und dort wieder angelagert wird. Das gleiche gilt für das Silizium. Die Aluminiumschicht 183 ist tatsächlich eine Siliziumlegierung, welche etwa 1 % Silizium enthält, oder die Siliziumoxidschicht 182 unter der Aluminiumschicht 183 wird zerstäubt und unter die Wandschichten 185 gemischt. Was den Kohlenstoff angeht, so wird dieser durch Zersetzung der organischen Verbindungen des Photoresists 184 gebildet und den Wandschichten 185 zugemischt.
Wenn das Entfernen der Photoresistschicht 184 vom in Fig. 21b dargestellten Material 22 zunächst mittels einer herkömmlichen Vorrichtung mit Sauerstoffplasma- Trockenveraschung durchgeführt wird und das fertig bearbeitete Material mittels eines Abtast-Elektronenmikroskopes (SEM) betrachtet wird, so wird gefunden, daß die Wandschichten 185 nicht entfernt werden können, wie es in Fig. 21c dargestellt ist.
Als nächstes wird das Material 22 von Fig. 21b unter Anwendung der in Fig. 20 dargestellten Vorrichtung wie folgt behandelt: Zuerst wird eine unter dem Handelsnamen Freon-14 bekannte Gasmischung, welche Kohlenstofftetrafluorid (CF&sub4;) und Sauerstoff (O&sub2;) enthält in das erste Rohr 25 eingeleitet, wobei ihr Druck auf etwa 0,2 Torr eingestellt wird. Die Mikrowellen-Leistungsquelle 26 wird so eingestellt, daß 200 W Mikrowellenleistung am Entladungsrohr 28 anliegen, um die elektrische Entladung zur Aktivierung des Gases im ersten Rohr 25 auszulösen. Da die erzeugten Fluor-Radikale eine lange Lebensdauer haben, können sie in die Kammer 21 eingeleitet werden, soweit sie noch existent sind. Dieser Schritt wird für etwa fünf Minuten fortgesetzt, um das Silizium zu entfernen. Dann wird das Stickstofftrifluorid in das erste Rohr 25 eingeleitet, wobei der Druck auf etwa 0,2 Torr eingestellt wird. Die Mikrowellen-Leistungsquelle 26 wird, wie im vorigen Verfahrensschritt, so eingestellt, daß 200 W Mikrowellenleistung am Entladungsrohr 28 anliegen. Zugleich wird Wasserdampf (H&sub2;O) in das zweite Rohr 30 eingeleitet, um Sauerstoff-Radikale zu erzeugen. Das Verhältnis zwischen den beiden Gasen ist auf 1 : 1 festgelegt worden. Dieser Schritt wird für etwa drei Minuten fortgesetzt. Zuletzt wird das Chlor (Cl&sub2;) in das erste Rohr 25 eingeleitet, wobei der Druck auf etwa 0,2 Torr eingestellt wird. Die Mikrowellen-Leistungsquelle 26 wird wie im vorigen Verfahrensschritt, so eingestellt, daß 200 W Mikrowellenleistung am Entladungsrohr 28 anliegen, um aktivierte Chlor-Radikale in die Kammer 21 zu liefern. Dann wird das behandelte Material 22 aus der Kammer 21 entnommen und mittels SEM geprüft, um festzustellen, ob, wie in Fig. 21d dargestellt, der Photoresist 184 und die Wandschichten 185 vom Material 22 vollständig und sauber entfernt werden konnten, ohne irgendwelche Rückstände zurückzulassen.
Bei dieser Ausführungsform kann die Reihenfolge von erstem und zweitem Schritt vertauscht werden und selbstverständlich können auch Bortrifluorid (BF&sub3;), Perfluorethan (C&sub2;F&sub6;), Perfluorpropan (C&sub3;F&sub8;), Xenondifluorid (XeF&sub2;), Schwefelhexafluorif (SF&sub6;) oder dergleichen als fluorhaltige Gase verwendet werden. Es hat sich bestätigt, daß im dritter Schritt prinzipiell jegliche chlorhaltigen Gase, wie beispielsweise Tetrachlorkohlenstoff (CCl&sub4;), Bortrichlond (BCl&sub3;), Phosphortrichlorid (PCl&sub3;) oder dergleichen, zur Erzeugung von Chlor-Radikalen verwendet werden können.
Wenn das Material 22 mit Gasen behandelt wird, welche aktiviertes Fluor, aktivierten Sauerstoff und aktiviertes Chlor enthalten, können im allgemeinen die Wirkungen und Vorteile der vorliegenden Erfindung erzielt werden. Wenn jedoch das Aluminium an der Luft zu Aluminiumoxid oxydiert wurde, dann kann es nicht ohne weiteres mittels Chlor- Radikalen entfernt werden. Daher erlangt die Festlegung der Reihenfolge von Behandlungen mittels Radikalen Bedeutung. Das heißt, wenn zuerst das Silizium vom Material 22 mittels Fluor-Radikalen entfernt wird und dann der Photoresist und der Kohlenstoff mittels Sauerstoff-Radikalen verascht werden, dann können die Schichten wegen der Entfernung dieser beiden Stoffe brüchig und empfindlich werden. Das verbleibende Aluminium erhält die Form untereinander verbundener Inseln, wie es im Anfangsschritt der Filmbeschichtung ausgebildet worden ist und die Oberfläche des Aluminiums ist stark vergrößert, d.h. das Aluminium wird extrem aktiv. Das verbliebene Aluminium kann mittels Chlor-Radikalen leicht entfernt werden. Daher wird das Photoresist-Entfernungsverfahren vorzugsweise in der oben beschriebenen Reihenfolge durchgeführt. Es können ferner auch andere Typen des Materials 22, die beispielsweise durch Aufbringung von Schichten unter Verwendung von Molybdän, Wolfram, Titan oder deren Siliciden anstelle der Aluminiumschicht 183 hergestellt worden sind, effektiv in der oben beschriebenen Weise behandelt werden, wobei die gleichen Wirkungen und Vorteile eintreten, wie bei der Aluminiumschicht.
In Fig. 22 ist eine siebente Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt, d.h. einer Vorrichtung vom anodengekoppelten Parallelplattentyp. Bei dieser Ausführungsform ist eine Reaktionskammer 191 mit einen ersten und zweiten Einlaßrohr 197 und 198, sowie einem an eine Vakuumpumpe (nicht dargestellt) anzuschließendem Auslaßrohr 198 vorgesehen. In der Reaktionskammer 191 wird das zu behandelnde Material 22 auf einer geerdeten Anodenelektrode 192 befestigt die den Boden der Kammer 191 bildet. An der Oberseite der Kammer 191 ist eine Kathodenelektrode 194 angeordnet und an der Kammerwandung mittels Isolierteilen 195 befestigt. In der Kathodenelektrode 194 ist ein Kühlrohr 196 eingebaut. Zwischen den beiden Elektroden 192 und 194 ist eine Hochfrequenzquelle 200 geschaltet.
Der Vorgang des Entfernens von Photoresist wird wie folgt durchgeführt: Zuerst wird das Gemisch von Freon-14 und Sauerstoff durch das Einlaßrohr 197 oder 198 in die Kammer 191 eingeleitet, wobei der Gasdruck auf etwa 0,5 Torr und die Leistung der Hochfrequenzquelle 200 auf 0,5 W/cm² Hochfrequenzleistung eingestellt werden, um in der Kammer 191 zwischen den Elektroden 192 und 194 das Plasma zu erzeugen. Dann wird das Gasgemisch aus der Kammer 191 entfernt und Sauerstoffgas in dieselbe eingeleitet, wobei ein Druck von etwa einem Torr eingehalten und durch Einschalten der Hochfrequenzquelle 200 eine Hochfrequenzleistung von etwa 1 W/cm² an die beiden Elektroden 192 und 194 angelegt wird, um das Plasma in der Kammer 191 zu erzeugen Dieser Schritt wird 10 Minuten lang fortgesetzt. Zuletzt wird das chlorhaltige Gas in die Kammer 191 eingeleitet, wobei ein Druck von etwa 0,4 Torr eingehalten und durch Einschalten der Hochfrequenzquelle 200 eine Hochfrequenzleistung von etwa 0,5 W/cm² an die beiden Elektroden 192 und 194 angelegt wird, um in der gleichen Weise, wie beim vorhergehenden Schritt, das Plasma in der Kammer 191 zu erzeugen. Nach der Behandlung des Materials 22 wird dasselbe entnommen, um mittels SEM festzustellen, ob, wie in Fig. 21d dargestellt, der Photoresist und die Wandschichten vollständig und sauber entfernt werden konnten. Im Ergebnis können die gleichen aufgeführten Effekte und Vorteile erzielt werden, wie mit der siebenten Ausführungsform der Vorrichtung.
In Fig. 24 ist eine neunte Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei es sich um eine Trockenplasma- Behandlungsvorrichtung mit Anwendung der Elektronenresonanz-Zyklotron-Entladung handelt. Bei dieser Ausführungsform ist eine Reaktionskammer 211, in welcher das zu behandelnde Material 22 auf dem Tisch 23 befestigt ist, mit zwei Einlaßrohren 214 und 215 in ihrem Ober- beziehungsweise Mittelbereich, sowie einem Auslaßrohr 216 in ihrem unteren Bereich, ausgebildet. Die Kammer 211 weist in ihrem oberen Teil ein Entladungsrohr 218 aus Quarz, sowie außerhalb des Entladungsrohres 218 angeordnete Magneten 219, auf. Wenn Mikrowellen mit 2,45 GHz von einem (nicht dargestellten) Generator über einen Wellenleiter 217 an das Entladungsrohr 218 angelegt werden und die Magneten 219 im Entladungsrohr 218 ein Magnetfeld von 875 Gauss erzeugen, dann stehen die Elektronen mit der Mikrowelle in Resonanz und führt Zykloidenbewegungen aus, wodurch im Entladungsrohr 218 ein dichtes Plasma entsteht.
In einer Vorrichtung dieser Art wird das Ätzen im allgemeinen bei einem niedrigen Druck von beispielsweise etwa 0,0001 Torr durchgeführt. Wenn die Vorrichtung jedoch mit einem hohen Druck betrieben wird, kann eine große Menge Radikale erzeugt werden und das Ätzen kann sehr effektiv durchgeführt werden. Der Photoresist und die Wandschichten können in der gleichen Weise, wie bei den in den Fig. 20, 22 und 23 dargestellten Ausführungsformen, vollständig und sauber entfernt werden.
In Fig. 25 ist eine zehnte Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt, wobei es sich um eine Trockenätzvorrichtung handelt, welche durch Lichtenergie erzeugte Radikale benutzt. Bei dieser Ausführungsform ist eine Vakuumreaktionskammer 221 mit einem Tisch 23 zum Halten des zu behandelnden Materials 22 an einer Seitenwand versehen. Weiterhin weist sie Einlaßrohre 224 an der Oberseite, ein Auslaßrohr 225 am Boden sowie ein Fenster 227 an dem Tisch gegenüberliegenden Seite auf, so daß ein von einem Laser 226 erzeugter Lichtstrahl 228 eingeleitet werden kann.
In Fig. 26 ist eine elfte Ausführungsform der Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung dargestellt, welche einen ähnlichen Aufbau hat, wie die in den Fig. 3, 6, 9 und 20 dargestellten Ausführungsformen. Bei dieser Ausführungsform ist das erste Einlaßrohr 25 an eine Seitenwand einer Reaktionskammer 231 angeschlossen. Ein zweites Einlaßrohr 30 ist in der Mitte der Oberseite der Kammer 231 angeschlossen und geht in eine Düse 232 mit einer Vielzahl von Öffnungen 233 über, welche direkt über dem auf dem Tisch 23 befestigten Material 22 angeordnet sind. Das Auslaßrohr 24 ist gegenüber dem ersten Einlaßrohr 25 an der anderen Seitenwand angeschlossen und verläuft über ein Ventil 235 und eine Leitung 236 zu einer Öl-Rotationspumpe 234 mit einem Abgasrohr 237, um das Gas aus der Kammer 231 absaugen zu können.
Fig. 27 zeigt schematisch das Ätzverfahren des Materials 22 unter Anwendung der in Fig. 26 dargestellten Vorrichtung. Eine Siliziumoxidschicht 242 mit einer Dicke von etwa 100 Å wird auf einer Siliziumgrundplatte 241 ausgebildet, und dann wird auf dieser in herkömmlicher Weise eine polykristalline Siliziumschicht 243 aufgebracht. Anschließend wird ebenfalls in herkömmlicher Weise eine Photoresiststruktur 244 auf der polykristallinen Siliziumschicht 243 gebildet, um das Material 22 zu erhalten, wie in Fig. 27a dargestellt. Anschließend wird die polykristalline Siliziumschicht 243 des Materials 22 von Fig. 27a unter Nutzung der Photoresiststruktur 244 als Maske in einen reaktiven Ionenätzverfahren geätzt. Während des Ätzvorganges bilden sich, wie in Fig. 27b dargestellt, Wandschichten 245 an den Seitenwänden der Photoresiststruktur 244 und der polykristallinen Siliziumschicht 243. Dann wird das Material von Fig. 27b auf den Tisch 23 in der in Fig. 26 dargestellten Kammer 231 gelegt und dort behandelt.
Entsprechend Fig. 26 werden das Stickstofftrifluorid (NF&sub3;) enthaltende Gas und Wasserdampf (H&sub2;O) durch das erste beziehungsweise zweite Einlaßrohr 25 und 30 in die Kammer 231 eingelassen und der Photoresist in der gleichen Weise entfernt, wie oben beschrieben. Zuerst, wenn das Entfernen des Photoresists unter Anwendung der Sauerstoffplasma-Veraschungseinrichtung erfolgt, werden, wie in Fig. 27c dargestellt, die Wandschichten 245 nicht entfernt. Wenn als nächstes die Photoresist- Entfernungsbehandlung, wie oben beschrieben, nach der vorliegenden Erfindung erfolgt können der Photoresist 244 und die Wandschichten 245, wie in Fig. 27d dargestellt, vollständig und sauber entfernt werden.
Fig. 28 zeigt die Beziehung zwischen der Strömungsmenge (in cm³/s) von Stickstofftrifluorid in bezug auf einen festen Partialdruck des Wasserdampfes (H&sub2;O) und den entfernbaren und nicht entfernbaren Flächenbereichen F bzw. G des Materials 22 bei der oben beschriebenen Ausführungsform von Fig. 26. Wenn die Strömungsmenge des Stickstofftrifluorids gering ist, können die Wandschichten 245 des Materials 22 nicht entfernt werden, wenn die Strömungsmenge hingegen ausreicht, können die Wandschichten 245 des Materials 22 vollständig entfernt werden. In diesem Falle wird angenommen, daß das Stickstofftrifluorid durch die Mikrowellenentladung unter Bildung von Fluor-Radikalen aktiviert wird, die Fluor-Radikale mit dem Wasser unter Bildung von Sauerstoff-Radikalen reagieren und daß schließlich die Fluor-Radikale und die Sauerstoff-Radikale das Material 22 gleichzeitig angreifen, was für das Entfernen der Wandschichten 245 des Materials 22 wichtig ist. Bei dieser Ausführungsform können als Gas zur Erzeugung der Fluor-Radikale durch die elektrische Entladung auch Schwefelhexafluorid (SF&sub6;), Kohlenstofftetrafluorid (CF&sub4;), Bortrifluorid (BF&sub3;), Phosphortrifluorid (PF&sub3;), Phosphorpentafluorid (PF&sub5;) und dergleichen in gleicher Weise wie Stickstofftrifluorid (NF&sub3;) unter Erzielung der gleichen Wirkungen und Vorteile angewandt werden. Ferner können anstelle von Wasserdampf (H&sub2;O) auch Alkohole, wie beispielsweise Methylalkohol (CH&sub3;OH), Ethylalkohol (C&sub2;H&sub5;OH) und dergleichen, unter Erzielung der gleichen Wirkungen und Vorteile eingesetzt werden.
Fig. 29 zeigt schematisch ein anderes Ätzverfahren des Materials 22 unter Anwendung der in Fig. 26 dargestellten Vorrichtung. Auf einer Siliziumgrundplatte 251 wird durch Aufheizen derselben auf etwa 1000 ºC eine Siliziumoxidschicht von etwa einem Mikrometer Dicke ausgebildet und dann in herkömmlicher Weise auf der Siliziumoxidschicht 252 eine Photoresiststruktur 253 aufgebracht, wie in Fig. 29a dargestellt. Dann wird die Siliziumoxidschicht 252 unter Verwendung der Photoresiststruktur 253 als Maske durch Zufuhr von Kohlenstofftetrafluorid (CF&sub4;) und Wasserstoffgas (H&sub2;) in einen reaktiven Ionenätzvorgang geätzt. Während des Ätzvorganges werden auf den Seitenwänden der Photoresiststruktur und der strukturierten Siliziumoxidschicht 252 Wandschichten in gleicher Weise gebildet, wie es oben im Zusammenhang mit Fig. 27, beschrieben wurde.
Wenn dann das Entfernen des Photoresists vom Material 22 durch das Sauerstoffplasma- Veraschungsverfahren vorgenommen wird, können die Wandschichten nicht entfernt werden. Wenn die Photoresist-Entfernungsbehandlung des Materials 22 in der Kammer 231 von Fig. 26 unter Verwendung von Stickstofftrifluorid (NF&sub3;) und Wasserdampf (H&sub2;O) entsprechend der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, durchgeführt wird, so können, wie in Fig. 29b dargestellt, der Photoresist 253 und die Wandschichten vollständig und sauber entfernt werden.
Wenn es bei dieser Ausführungsform Schwierigkeiten macht, Wasserdampf (H&sub2;O) in die Kammer einzuleiten, können als Trägergas auch Wasserstoff (H&sub2;), Stickstoff (N&sub2;) oder Sauerstoff (O&sub2;) unter Erzielung der gleichen Wirkungen und Vorteile verwendet werden. Ferner ist diese Ausführungsform nicht auf die Behandlung der polykristallinen Siliziumschicht und der Siliziumoxidschicht beschränkt, sondern sie kann auch bei anderen Materialien angewandt werden, wie beispielsweise Schichten aus Siliziumnitrid, Molybdän, Wolfram, Titan, Tantal, Hafnium sowie deren Silicide und dergleichen.
Obwohl die vorliegende Erfindung mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben worden ist, versteht es sich von selbst, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen beschränkt ist und daß zahlreiche Änderungen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung durch einen Fachmann vorgenommen werden können, ohne den Erfindungsgedanken und den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Verfahren zum Entfernen einer Schicht von der Oberfläche eines in einer Kammer untergebrachten Substrates mittels Plasma-Trockenätzen mit den Schritten Erzeugen von Fluor-Radikalen aus einem fluorhaltigen Gas außerhalb der Kammer; und getrenntes Einleiten der Fluor-Radikale und eines zweiten Gases, ausgewählt aus der Gruppe, die Wasserstoff, Wasser, einen Alkohol und einen Kohlenwasserstoff umfaßt, in die Kammer, wo sie unter Bildung von Radikalen zur Durchführung des Plasma- Trockenätzens reagieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche aus einem metallischen Material besteht.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Material Aluminium oder eine Aluminiumlegierung ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche eine Schicht aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ist, die auf einer Oberfläche des Substrates ausgebildet ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Substrates aus Silizium oder einer Siliziumverbindung besteht.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliziumverbindung Siliziumoxid ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Siliziumhalbleiter mit einer Siliziumoxidschicht überzogen ist, auf welcher die genannte Schicht ausgebildet ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Wasserstoff, Wasser, Alkohol oder Kohlenwasserstoffe zusammen mit einem Trägergas in die Kammer eingeleitet werden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas Sauerstoff oder Argon ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägergas in Blasen durch eine Lösung mit Wasser oder einem Alkohol hindurchgeleitet und in die Kammer eingeleitet wird, um das Wasser oder den Alkohol in flüssiger Form zu transportieren.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fluor-Radikale durch Aktivierung eines Gases erzeugt werden, welches aus der Gruppe ausgewählt wird, die SF&sub6;, NF&sub3;, CF&sub4;, C&sub2;F&sub6;, C&sub3;F&sub8;, SF&sub6; + O&sub2;, NF&sub3; + O&sub2;, CF&sub4; + O&sub2;, C&sub2;F&sub6; + O&sub2;, C&sub3;F&sub8; + O&sub2;, BF&sub3;, PF&sub3;, PF&sub5;, XeF&sub2;, F&sub2;, F&sub3;Cl, FCl&sub3;, ClF&sub5; und SiF&sub4; umfaßt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Erzeugung der Fluor- Radikale dadurch erfolgt, daß dem Gas Energie zugeführt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Energie in Form von Wärme, eines Elektronenstrahls, eines Lichtstrahls, eines Laserstrahls, einer elektrischen Entladung oder von Mikrowellen zugeführt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren weiterhin das Entfernen von Rückständen, welche nach dem Entfernen der Schicht am Substrat haften, mittels aktiviertem Chlor umfaßt.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das aktivierte Chlor durch Aktivierung von Chlor oder Chlorverbindungen erzeugt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Chlorverbindungen CCl&sub4;, BCl&sub3;, SiCl&sub4;, PCl&sub3; oder PCl&sub5; sind.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche durch einen Kühler gekühlt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Kühler in einem Auflagetisch vorgesehen ist, auf welchem das Substrat liegt.