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Technischer Hintergrund
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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf ein Beseitigungsverfahren eines organischen Materials,
welches bei einer Halbleitereinrichtung verwendet wird, insbesondere
bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein Veraschungsverfahren
eines organischen Films, der vorübergehend
auf einer Substanz einer Halbleitereinrichtung bei Herstellung gebildet
ist.
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Ein organischer Film, beispielsweise
ein Fotolackfilm oder ein Polyimidfilm, die vorübergehend auf einer Substanz
gebildet sind, die Teil einer Halbleitereinrichtung ist, wurden,
um die Halbleitereinrichtung herzustellen, üblicherweise durch ein Veraschungsverfahren
unter Verwendung von Sauerstoffplasma beseitigt. Das Beseitigen
des Fotolackfilms ist ein wichtiger Prozess bei der Herstellung
der Halbleitereinrichtung, wobei das Beseitigen des Fotolackfilms
als organischer Film anschließend
beschrieben wird. Da die Halbleitereinrichtung, beispielsweise wie eine
Großintegrations-Schaltungseinrichtung
(LSI) oder eine Größtintegrations-Schaltungseinrichtung (VLSI)
sehr klein wird, ist es schwer, den Fotolackfilm, der einfachheitshalber
als "Fotolack" anschließend bezeichnet
wird, durch das übliche
Veraschungsverfahren unter Verwendung von Sauerstoffplasma zu beseitigen,
ohne die Einrichtungen zu beschädigen.
Da die Eigenschaft des Fotolacks während des Prozesses der Ionenimplantation
und des Trockenätzens
geändert
wird, die verbreitet bei dem Herstellungsprozess der LSI oder VLSI
durchgeführt werden,
wird, so dass eine lange Zeit zum Durchführen der Veraschung erforderlich
ist, anders ausgedrückt,
die Veraschungsrate des Fotolacks klein. Da der Fotolack häufig bei
dem Fabrikationsprozess der LSI oder der VLSI verwendet wird, sollte
die Veraschungsrate für
jeden Fotolack groß sein,
um den Durchsatz der Fabrikation von LSI oder VLSI zu verbessern.
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Eine Schicht, die anschließend einfach
als "Grundschicht" bezeichnet wird,
auf der der Fotolack gebildet ist, besteht üblicherweise aus einem Material,
beispielsweise Siliziumdioxid (SiO2), Polysilizium (Si)
oder Aluminium (Al). Allgemein ist es nicht einfach, den Fotolack
beabsichtigt durch das Veraschungsverfahren zu ätzen, anderes ausgedrückt ist es
schwer, den Fotolack so genau zu ätzen, dass lediglich der Fotolack
beseitigt wird, ohne die Grundschicht beim Veraschungsprozess zu
beschädigen. Wenn
daher das Veraschungsverfah ren beim Herstellungsprozess von LSI
oder VLSI angewandt wird, muss eine große Aufmerksamkeit dafür aufgebracht werden,
die Grundschicht so zu belassen wie sie ist. Da die Grundschicht
von LSI oder VLSI sehr dünn
ist, kann es nicht zugelassen werden, dass ein kleiner Teil davon
geätzt
wird.
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Es gibt viele Arten von Plasma-Veraschungsverfahren,
um den Fotolackfilm, der auf einer Isolierschicht bei einer Halbleitereinrichtung
vorgesehen ist, zu beseitigen, wobei vorwiegend ein Fallstrom-Veraschungsverfahren
verwendet wird. Wegen des Anwendens des Fallstrom-Veraschungsverfahrens
bei dem Plasma-Veraschungsprozess kann Schaden, der durch Ladungspartikel
verursacht wird, bei der Herstellung vermieden werden. Die Fallstrom-Veraschungsrate hängt allgemein
von einer Temperatur, die anschließend als "Veraschungstemperatur" bezeichnet wird,
des Fotolacks ab, so dass die Veraschungsrate mit der Abnahme der
Veraschungstemperatur abnimmt. Die Veraschungsrate wird üblicherweise
durch die bekannte Arrhenius-Grafik ausgedrückt, durch die die Veraschungsraten
in einer Linie gegenüber
den inversen Zahlen der entsprechenden Veraschungstemperaturen grafisch dargestellt
sind. Bei der Arrhenius-Grafik gibt der Gradient der Linie die Aktivierungsenergie
zum Veraschen dahingehend an, dass, wenn die Veraschungsrate schnell
mit der Abnahme der Veraschungstemperatur abnimmt, die Aktivierungsenergie
groß ist,
und, wenn die Veraschungsrate sich lediglich wenig mit der Abnahme
der Veraschungstemperatur ändert,
die Aktivierungsenergie groß ist.
Damit ist die kleine Aktivierungsenergie wünschenswert, da die Veraschung
fast unabhängig
von der Veraschungstemperatur durchgeführt werden kann, anders ausgedrückt, dass
die Veraschung stabil und genau durchgeführt werden kann.
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Seit einiger Zeit besteht die Tendenz,
dass ein Waferprozess im Fabrikationsprozess einer Halbleitereinrichtung
bei einer niedrigeren Temperatur durchgeführt wird, wenn die Halbleitereinrichtung eine
höhere
Integrationsschaltung hat, wie man bei LSI oder VLSI sieht. Der
gewünschte
Veraschungsprozess wird bei einer Temperatur niedriger als 300°C durchgeführt, besonders
vorteilhaft bei einer Temperatur von niedriger als 200°C, um eine
Verunreinigung vom Fotolack her zu vermeiden. Um eine große Veraschungsrate
bei einer niedrigen Temperatur aufrechtzuerhalten, die größer als
0,5 μ/min
für die
praktische Verwendung ist, muss die Aktivierungsenergie der Veraschungsrate
ebenfalls klein sein. Die Aktivierungsenergie der Veraschungsrate kann
bis zu einem gewissen Ausmaß geändert werden,
wenn man die Arten der Reaktant-Gase ändert, die für die Veraschung
verwendet werden. Die Auswahl und die Kombination der Reaktant-Gase
ist sehr wichtig, um die Veraschungsrate hoch zu machen und die
Aktivierungsenergie klein zu machen und um den Fotolack genau zu ätzen, um
so die Grundschicht so perfekt wie möglich zu belassen und um einen
Schaden zu minimieren. Die Auswahl und die Kombination der Reaktant-Gase
wurden nachhaltig studiert.
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Beschreibung des Standes
der Technik
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Die Fallstrom-Vernaschung wird in
einem Fallstrom eines Mikrowellenplasmas unter Verwendung eines
Mikrowellen-Plasma-Fotolack-Abstreifers durchgeführt. Dies ist ausführlich in
der Veröffentlichung
mit dem Titel "Heavy
Metal Contamination From Resists during Plasma Stripping" von Shuzo Fujimura
und Hiroshi Yano, in Elect. Chem. Soc. Band 135, Nr. 5, Mai 1988
offenbart.
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Der Fallstrom eines Mikrowellen-Plasma-Fotolack-Abstreifers
besteht aus einer Vakuumkammer einschließlich einer Plasmaerzeugungskammer,
einer Vakuumpumpe zum Ausstoßen
von Gas in die Vakuumkammer, einer Prozesskammer einschließlich eines
Podestes, auf welchem ein Abtastwafer angeordnet wird, und einer
Mikrowellenleistungsquelle. Ein Reaktant-Gas wird über die
Plasmaerzeugungskammer zur Prozesskammer geliefert.
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Dann wird ein Reaktant-Gas-Plasma
in der Plasmaerzeugungskammer durch die Mikrowellen erzeugt, so
dass die aktiven Arten zum Veraschen, die in dem Gasplasma erzeugt
werden, nach unten zur Prozesskammer fließen und mit einem Fotolack reagieren,
der vorher auf dem Probenwafer gebildet ist, um so den Fotolack
zu beseitigen.
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Bei dem Fallstrom-Veraschungsprozess wurde
Sauerstoff als Reaktant-Gas eine lange Zeit verwendet, wie oben
beschrieben wurde. Wenn jedoch lediglich Sauerstoff verwendet wird,
ist die Veraschungsrate klein und die Aktivierungsenergie groß, so dass
die Fallstrom-Vernaschung, bei der lediglich Sauerstoff verwendet
wurde, bei dem Herstellungsprozess von LSI oder VLSI schwierig angewandt
werden konnte. Daher wurden viele andere Reaktant-Gase geprüft, um die
Veraschungsrate zu vergrößern und
um die Aktivierungsenergie abzusenken, indem andere Arten von Gasen
dem Sauerstoff hinzugefügt
wurden. Als Ergebnis wurden mehrere Arten von wirksamen Reaktant-Gasen
herausgefunden, wie unten beschrieben wird, die an vier Beispielen
angegeben werden, d.h., einem ersten, einem zweiten, einem dritten
und einem vierten Beispiel, wobei die Entwicklung der Reaktant-Gase
verfolgt wird. Die Veraschungsrate und die Aktivierungsenergie sind
auf das Beseitigen des Fotolackfilms, der in einer Halbleitereinrichtung
vorgesehen ist, durch ein Plasma-Veraschungsverfahren anschließend bezogen.
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Ein erstes Reaktant-Gas war ein Mischgas aus
Sauerstoff (O2) mit einem Halogenid-Gas,
beispielsweise Tetrafluormethan (CF4). Das
erste Reaktant-Gas wurde am häufigsten verwendet,
da dieses eine große
Veraschungsrate hatte. 1 zeigt
die Veraschungsrate für
den im Handel verfügbaren
Fotolack/OFPR-800, TOKYO-OHKA), die gegenüber der Veränderung des Flussverhältnisses
des Tetrafluormethans zum Mischgas bei Raumtemperatur graphisch
dargestellt ist.
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Die Veraschungsrate für den Fall,
bei dem ein Reaktant-Gas verwendet wird, wird einfach als Veraschungsrate
mit dem Reaktant-Gas anschließend
bezeichnet. In 1 erreicht,
wenn Tetrafluormethan dem Sauerstoff von ungefähr 15% im Flussverhältnis hinzugefügt wird,
die Veraschungsrate einen Maximalwert , d.h., 1,5 μm/min bei
25°C, die
für die
praktische Verwendung groß genug
ist. Die Grundschicht, beispielsweise SiO2,
Polysilizium (Si) oder Al wird jedoch geätzt, da Fluor (F) in das erste Reaktant-Gas
gemischt ist. Wenn dagegen das erste Reaktant-Gas verwendet wird,
wird die Aktivierungsenergie drastisch von 0,1 eV auf einen Wert
von 0,52 eV reduziert, was die Aktivierungsenergie mit lediglich
Sauerstoff ist. Eine derart große
Abnahme der Aktivierungsenergie rührt vom Tetrafluormethan her, was
in der Veröffentlichung "J.J. Hannon und J.M. Cock,
J. Electrochem. Soc. Band 131, Nr. 5, Seite 1164 (1984) erläutert wurde.
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Ein zweites Reaktant-Gas war ein
Mischgas aus Sauerstoff und Stickstoff (N2),
was nicht Fluor enthielt, was die Grundschicht nicht ätzte. Die
Veraschungsrate und die Konzentration des Sauerstoffatoms in einem
Fallstrom-Gas wurden gemessen, wobei das Flussverhältnis von
Stickstoff zum zweiten Reaktant-Gas variiert wurde, wie in 2 gezeigt ist, wobei die
Konzentration des Sauerstoffatoms durch ein Aktinometrie-Verfahren
gemessen wurde. In diesem Fall betrug die Veraschungstemperatur
200°C und
die Flussrate des zweiten Reaktant-Gases betrug 1000 Standard-Kubikzentimeter
pro Minute (SCCM). In 2 zeigen
weiße
Kreise die Konzentrationen des Sauerstoffatoms, die durch das Spektralintensitätsverhältnisses
der Strahlung von einem Sauerstoffatom (bei einer Wellenlänge von
6158 Å)
zu der Strahlung von einem Argonatom (bei einer Wellenlänge von
7067 Å)
erhalten wurden, und die Dreiecke zeigen die Konzentrationen des
gleichen Sauerstoffatoms, welche durch das Spektralintensitätsverhältnis der
Strahlung von einem Sauerstoffatom (bei einer Wellenlänge von
43568 Å)
zu der Strahlung von einem Argonatom erhalten wurde (bei einer Wellenlänge von
7067 Å).
Die Werte dieser Konzentrationen sind mit einem Maximum der Werte
der Konzentrationen normiert, positioniert bei ungefähr 10% des
Flussverhältnisses
von Stickstoff zum zweiten Reaktant-Gas. Die Multiplikationszeichen
zeigen die Veraschungsraten zum Flussverhältnis von Stickstoff zum zweiten
Reaktant-Gas. Wie man aus 2 ersehen
kann, stimmen die Kurven der Veraschungsrate und die der Konzentration
des Sauerstoffatoms mit einander überein,
was bedeutet, dass Sauerstoffatome lediglich beim Durchführen der
Veraschung effektiv sind. 3 zeigt
die Arrhenius-Grafik der Veraschungsrate, wenn das zweite Reaktant-Gas
90% Sauerstoff und 10% Stickstoff in der Flussrate enthält und die
Arrhenius-Grafik
von lediglich Sauerstoff Die Veraschungstemperatur ist mit T bezeichnet.
Die Veraschungsrate des zweiten Reaktant-Gases ist durch einen Kreis
grafisch dargestellt und die Veraschungsrate von Sauerstoff ist
durch ein Multiplizierzeichen dargestellt. Die Veraschungsrate mit
dem zweiten Reaktant-Gas beträgt
ungefähr
das zweifache von der von lediglich Sauerstoff. Die Aktivierungsenergie
der Veraschung in dem Fall, wo ein Reaktant-Gas verwendet wird,
wird anschließend
einfach als Aktivierungsenergie des Reaktant-Gases bezeichnet. Die
Aktivierungsenergie (Ea) des zweiten Reaktant-Gases und die des
Sauerstoffs sind gleich 0,52 eV. Das heißt, die Aktivierungsenergie ändert sich
nicht durch Mischen mit Stickstoff Die Veraschungsrate des zweiten
Reaktant-Gases von 0,2 μm/min
bei 160°C
ist für
die praktische Verwendung zu klein. Um die Veraschungsrate zu steigern, war
eine andere Art an Gas notwendig.
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Das dritte Reaktant-Gas war ein Mischgas aus
Sauerstoff und Wasserdampf (H2O), das die Grundschicht
nicht ätzte.
Die Veraschungsrate und die Konzentration des Sauerstoffatoms wurden
gemessen, wobei die Flussverhältnisse
des Wasserdampfs zum dritten Reaktant-Gas verändert wurden, wie in 4 gezeigt ist. Die Messungen
wurden bei einer Veraschungstemperatur von 180°C und einer Flussrate von 1000
SCCM des dritten Reaktant-Gases
durchgeführt.
Kreise und Multiplikationszeichen in 4 zeigen
das gleiche wie in 2 entsprechend.
Wenn das Flussverhältnis
von Wasserdampf zum dritten Reaktant-Gas 40% übersteigt, nimmt die Konzentration
des Sauerstoffatoms mit dem Anstieg des Wasserdampf-Flussverhältnisses
ab. Die Veraschungsrate jedoch vermindert sich nicht so sehr wie die
Abnahme der Konzentration des Sauerstoffatoms, wie man in 4 sieht. Dies bedeutet,
dass einige aktive Arten mit Ausnahme von Sauerstoffatomen möglich sind,
bei der Veraschung teilzunehmen. 5 vergleicht
die Arrhenius-Grafik des dritten Reaktant-Gases, welches 60% Sauerstoff
und 40% Wasserdampf hat, und die Arrhenius-Grafik des Sauerstoffgases.
Die Veraschungsrate des dritten Reaktant-Gases, das ein Flussverhältnis von
40% von Wasserdampf hat, ist durch Dreiecke grafisch dargestellt,
und die Veraschungsrate von Sauerstoff ist durch Multiplikationszeichen
grafisch dargestellt. Die Aktivierungsenergie des dritten Reaktant-Gases
beträgt
0,39 eV, was ungefähr
dreiviertel der Aktivierungsenergie (0,52 eV) von Sauerstoff ist,
wie in 6 gezeigt ist. 6 zeigt die Aktivierungsenergie der
Veraschung dem Fall, bei dem das dritte Reaktant-Gas verwendet wird,
wobei die Flussver hältnisse
von Wasserdampf zum dritten Reaktant-Gas variiert werden, durch
weiße
Kreise. In 6 ist die
Aktivierungsenergie der Veraschung in dem Fall, bei dem das Mischgas
aus Sauerstoff und Wasserstoff verwendet wird, wobei das Flussverhältnis von
Wasserstoff zum Mischgas variiert wird, durch durchgezogene Kreise
gezeigt, um den Vergleich zu vereinfachen. Man sieht in 6, dass die Aktivierungsenergie
durch Hinzufügen
von Wasserdampf leicht etwas reduziert ist, und die Aktivierungsenergie
unabhängig von
dem Flussverhältnis
von Wasserdampf konstant ist, wenn das Flussverhältnis von Wasserdampf 5% übersteigt.
Die Aktivierungsenergie des zweiten Reaktant-Gases ist ebenfalls
durch eine Punktkettenlinie in 6 für einen
Vergleich mit dem dritten Reaktant-Gas angedeutet. Man sieht aus
diesem Vergleich, dass sich die Aktivierungsenergie nicht durch Hinzufügen von
Stickstoff zum Sauerstoff ändert. Das
Verhalten ähnlich
dem Mischgas aus Sauerstoff und Wasserdampf ist für das Mischgas
aus Sauerstoff und Wasserstoff gezeigt. Dagegen beträgt die Veraschungsrate
des dritten Reaktant-Gases ungefähr
0,22 μm/min
bei 160°C,
wie man in 5 sieht. Schließlich ist
der Wert der Veraschungsrate des dritten Reaktant-Gases für die praktische
Verwendung noch zu klein.
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Das vierte Reaktant-Gas ist ein Mischgas aus
Sauerstoff, Stickstoff und Tetrafluormethan. Das vierte Reaktant-Gas
ist in der offengelegten japanischen Patentanmeldung SHG 63-102232
offenbart mit dem Titel (DRY ETCHING APPARATUS" durch Mikio Nonaka. Wenn das Flussverhältnis von
Tetrafluormethan und Stickstoff im Bereich von 5 bis 20% bzw. 5
bis 10% sind, wird ein großes
Verhältnis
einer Ätzrate
einer positiven Fotolackschicht zu einer Ätzrate einer Grundschicht erhalten,
ohne dass die Veraschungsrate vermindert wird. Das Ätzen der
Grundschicht kann jedoch nicht vermieden werden, was in diesem Fall
auftritt.
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Ein Mischgas, welches durch Hinzufügen von
0,2% Wasserstoff zu einem Mischgas aus Sauerstoff, Stickstoff und
Tetrafluormethan hergestellt wird, ist im Handel von EMERGENT TECHNOLOGIES CO.
(Phoenix 2320 NORD Photoresist Stripper) erhältlich. In diesem Fall wird
der Wasserstoff, der mit Stickstoff verdünnt ist, hinzugefügt, um das
Anpassen an die Mikrowellenleistung zu verbessern. Das heißt, das
Hinzufügen
von Wasserstoff zum Mischgas dient nicht zur Reduktion der Aktivierungsenergie.
Somit ist das Mischgas im Wesentlichen das gleiche wie das erste
Reaktant-Gas. Tatsächlich
ist es außerdem
bekannt, dass die Aktivierungsenergie des zweiten Reaktant-Gases,
welches mit Wasserstoff gemischt ist, nicht bis zu 0,5% von Wasserstoff abnimmt.
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Die
US-PS
4 699 689 offenbart ein Mischgas, welches Sauerstoff, Wasserstoff
und ein Zusatzgas aufweist, als Reaktant-Gas, um organisches Material
zu veraschen, welches auf einer Grundsubstanz einer Halbleitereinrichtung
gebildet ist.
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Wie man aus der Beschreibung der
ersten, zweiten, dritten und vierten Reaktant-Gase sieht, wurde ein ideales Mischgas,
welches eine große
Veraschungsrate und eine kleine Aktivierungsenergie und niemals
die Grundschicht ätzt,
nicht gefunden, obwohl sehr viel bezüglicher neuer Reaktant-Gase studiert
wurde.
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Überblick über die Erfindung
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Somit ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung,
den Veraschungsprozess zu verbessern, um den organischen Film, der
auf der Grundschicht der Halbleitereinrichtung bei Herstellung gebildet
ist, so zu beseitigen, dass die Veraschungsrate ansteigt, die Aktivierungsenergie
abnimmt und die Grundschicht niemals beim Veraschungsprozess geätzt wird.
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Die obige Aufgabe wird durch ein
Verfahren nach Anspruch 1 gelöst,
wobei ein Reaktant-Gas, welches aus zumindest drei Arten von Gasen
besteht, bei dem Veraschungsprozess angewandt wird. Das Reaktant-Gas
besteht aus zumindest Sauerstoff und Wasserstoff Wie bekannt ist
Sauerstoff ein Hauptgas, um das Veraschen durchzuführen, jedoch dient
Wasserstoff zum hauptsächlichen
Vermindern der Aktivierungsenergie, zum Vergrößern der Veraschungsrate und
zum Vermeiden , dass die Grundschicht geätzt wird, in Zusammenwirken
mit einem anderen dritten Gas, welches entsprechend dem Reaktant-Gas
hinzugefügt
wird. Das dritte Gas, welches dem Reaktant-Gas hinzugefügt wird,
ist Wasserdampf, Stickstoff, Stickstoffoxid oder Halogenid. Das Halogenid
umfasst Tetrafluormethan (CF4), Chlor (Cl2), Stickstoff, Trifluor (NF3),
Hexafluorethan (C2F6) und
Trifluormethan (CHF3). Die Flussrate des
Wasserstoffs und des dritten Gases werden entsprechend gesteuert.
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Das Reaktant-Gas, welches das dritte
Gas aus Stickstoff aufweist, wird erläutert. Gemäß dem Versuch durch die Erfinder
wird die Aktivierungsenergie auf 0,44 eV von 0,52 eV vermindert,
indem Wasserstoff von mehr als 3% hinzugefügt wird, wobei 0,52 eV die
Aktivierungsenergie entsprechend Sauerstoff ist. Der Grund dafür liegt
darin, dass Wasserstoff wirkt, um die Aktivierungsenergie zu vermindern.
Die Veraschungsrate des Reaktant-Gases einschließlich des dritten Gases aus
Stickstoff ist so groß wie
zwei oder drei Mal von der des üblichen Mischgases
aus Sauerstoff und Stickstoff Dieses Mischgas, welches oben beschrieben
wurde, hat drei Vorteile, nämlich
eine große
Veraschungsrate, eine kleine Aktivierungsenergie und ätzt nicht
die Grundschicht beim Herstellungsprozess von LSI oder VLSI.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine grafische Darstellung, die die Veränderung der Veraschungsrate
für den
Fotolack im Fall der Verwendung des Reaktant-Gases, welches aus
O2 und CF4 besteht,
mit dem Flussverhältnis
von CF4 zum Reaktant-Gas bei einer Veraschungstemperatur
von 25°C
zeigt;
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2 ist
eine grafische Darstellung, welche die Veränderung der Veraschungsrate
für den
Fotolack in dem Fall zeigt, wo das Reaktant-Gas, welches aus O2 und N2 besteht,
bei einer Veraschungstemperatur von 200°C verwendet wird, und die Veränderung
der Konzentration des Sauerstoffatoms in einem Fallstrom-Gas mit
dem Flussverhältnis
von N2 zum Reaktant-Gas;
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3 ist
eine grafische Darstellung, die Arrhenius-Grafiken der Veraschungsrate
für den
Fotolack für
den Fall zeigt, wo das Reaktant-Gas, welches aus O2,
welches ein Fließverhältnis von
90% hat, aus N2, welches ein Fließverhältnis von
10% hat, besteht und das Reaktant-Gas, welches aus Sauerstoff besteht,
verwendet werden;
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4 ist
eine grafische Darstellung, die die Veränderung der Veraschungsrate
in dem Fall zeigt, wo das Reaktant-Gas verwendet wird, welches aus O2 und H2O bei einer
Veraschungstemperatur bei 180°C
besteht, und die Veränderung
der Konzentration des Sauerstoffatoms in einem Fallstor-Gas mit dem
Fließverhältnis von
H2O zum Reaktant-Gas;
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5 ist
eine grafische Darstellung, welche Arrhenius-Grafiken der Veraschungsrate
für den
Fall, bei dem das Reaktant-Gas verwendet wird, welches aus O2 mit einem Flussverhältnis von 60%, aus H2O mit einem Flussverhältnis von 40% zusammengesetzt
ist, und das Reaktant-Gas, welches aus Sauerstoff besteht, zeigt;
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6 ist
eine grafische Darstellung, welche die Veränderung der Aktivierungsenergie
der Veraschung, wobei das Reaktant-Gas verwendet wird, welches aus
O2 und H2O mit dem
Flussverhältnis
von H2O besteht, zum Reaktant-Gas zeigt;
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7 ist
eine schematische Zeichnung einer Vakuumkammer des Fallstrom-Veraschungsgeräts;
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8 ist
eine grafische Darstellung, welche Arrhenius-Grafiken der Veraschungsrate
für den
Fotolack für
den Fall zeigen, wo das Reaktant-Gas verwendet wird, welches aus O2, H2 und N2 besteht, das Reaktant-Gas, welches aus
O2 und N2 besteht
und das Reaktant-Gas,
welches aus Sauerstoff besteht;
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9 ist
eine grafische Darstellung, welche die Veränderungen der Aktivierungsenergie
der Veraschung zeigt, wobei das Reaktant-Gas verwendet wird, welches
aus O2 und H2O besteht,
und das Reaktant-Gas, welches aus O2 und
H2 besteht, mit dem Fließverhältnis von H2O
zum Reaktant-Gas von O2 und H2O
und mit dem Fließverhältnis von
H2 zum Reaktant-Gas von O2 bzw.
H2.
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Beschreibung der bevorzugten
Ausführungsform
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Die Plasma-Veraschungsverfahren zum
Beseitigen des Fotolacks unter Verwendung von Reaktant-Gas werden
mit Hilfe von 8 beschrieben. Die
Plasma-Veraschung wird durch ein Fallstrom-Veraschungsverfahren
unter Verwendung eines herkömmlichen
stromabwärtigen
Mikrowellen-Plasma-Fotolack-Abstreifers durchgeführt, der schematisch in 7 gezeigt ist.
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Die bevorzugte Ausführungsform
ist das Plasma-Veraschungsverfahren, bei dem ein Reaktant-Gas verwendet
wird, welches aus O2, H2 und
N2 zusammengesetzt ist. Das heißt, das
Reaktant-Gas, welches aus 720 SCCM O2, 100
SCCM H2 und 180 SCCM N2 zusammengesetzt
ist, wird bei dem Fallstrom-Veraschungsprozess wie bei der ersten
Ausführungsform
beschrieben angewandt.
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Im Fall der Verwendung des Reaktant-Gases,
welches aus O2, H2 und
N2 zusammengesetzt ist, ist die Veraschungsrate
durch eine Linie gezeigt, welche weiße Quadrate in 12 verbindet,
dargestellt in der Arrhenius-Grafik, und die Aktivierungsenergie
ist mit der Fließrate
von H2 zum Reaktant-Gas gezeigt, welches
aus O2, H2 und N2 in 9 zusammengesetzt
ist.
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In 8 ist
die Veraschungsrate für
den Fall, wo ein Reaktant-Gas verwendet wird, welches lediglich
aus O2 zusammengesetzt ist, und die bei
Verwendung eines Reaktant-Gases, welches aus O2 und N2 zusammengesetzt ist, ebenfalls durch eine
Linie gezeigt, welche Multiplikationszeichen verbindet bzw. eine
Linie, die weiße
Kreise verbindet, um den Vergleich mit dem Reaktant-Gas, welches
aus O2, H2 und N2 besteht, zu erleichtern. In dem Fall, wo
das Reaktant-Gas verwendet wird, welches aus O2,
H2 und N2 zusammengesetzt
ist, beträgt
die Veraschungsrate ungefähr
0,7 μm/min
bei 160°C
einer Veraschungstemperatur, wie in 8 gezeigt
ist, und die Aktivierungsenergie beträgt ungefähr 0,4 eV, wie in 9 gezeigt ist.
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In 9 hat
man gefunden, dass die Aktivierungsenergie schnell auf einen Wert
von ungefähr 0,4
eV abnimmt, während
das Fließverhältnis von
0% auf ungefähr
5% ansteigt und konstant auf dem Wert von mehr oder weniger als
0,4 eV in einem Bereich des Fließverhältnisses über 5% gehalten wird. Die Plasma-Veraschung
wird aktuell in diesem konstanten Bereich der Aktivierungsenergie
ausgeführt.
Aus 9 kann geschlossen
werden, dass die Kennlinie, die konstante Aktivierungsenergie zu
haben, zur Durchführung
einer stabilen und genauen Plasma-Veraschung sehr wichtig ist.
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Die Flussrate jedes Komponentengases
wird auf 720 SCCM, 100 SCCM und 180 SCCM für O2,
H2 bzw. N2 festgelegt,
als wünschenswertes
Beispiel. Die Flussrate von H2 ist jedoch
nicht begrenzt, wenn das Flussverhältnis von H2 des
Reaktant-Gases größer als
3% ist, da die Aktivierungsenergie der Veraschung in dem Fall, wo
das Reaktant-Gas verwendet wird, ungefähr 0,4 eV unabhängig vom
Flussverhältnis
ist, wie man in 9 sieht.
Die Flussrate von N2 ist nicht begrenzt,
wenn das Fließverhältnis von
N2 zum Mischgas von O2 und
N2 größer als
5% ist, da die Veraschungsrate konstant ist unabhängig vom
Flussverhältnis,
wenn das Flussverhältnis
5% übersteigt.
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Bei der bevorzugten Ausführungsform
wird die Plasma-Veraschung unter Verwendung des Reaktant-Gases von
O2, H2 und N2 durchgeführt. Es wurde jedoch bestätigt, dass
H2O, NOx oder ein
Halogenid anstelle von N2 verwendet werden
können.
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Die bevorzugte Ausführungsform,
die oben beschrieben wurde, bezog sich auf das Beseitigen des Fotolackfilms
durch Plasma-Veraschung, wobei jedoch die vorliegende Erfindung
zur Beseitigung des organischen Polymerfilms angewandt werden kann.
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Obwohl das Reaktant-Gas, welches
bei der bevorzugten Ausführungsform
beschrieben wurde, aus drei Arten von Gasen besteht, kann ein inertes Gas,
beispielsweise He, Ne oder Ar dem Reaktant-Gas bis zu 7% hinzugefügt werden.